水泥
沥青砂浆(Cement Asphalt Mortar,简称CA砂浆),是高速铁路CRTS型板式无砟轨道的关键技术之一,由水泥、
乳化沥青、细
骨料、水和多种
外加剂混合而成,经水泥水化硬化与沥青破
天然橡胶结共同作用而形成的一种新型有机
无机化合物复合材料水泥沥青砂浆是一种利用水泥吸水后水化加速乳化沥青破乳,由水泥
水合物和沥青裹砂形成的立体网络。它以乳化沥青和水泥这两种性质差异很大的材料作为结合料,其
刚度和强度比普通沥青混凝土高,但是比水泥混凝土低。其特点在于刚柔并济,以柔性为主,兼具刚性。
水泥沥青砂浆填充于厚度约为50mm的轨道板与混凝土底座之间,作用是支承轨道板、缓冲高速列车荷载与减震等作用,其性能的好坏对板式无砟轨道结构的平顺性、耐久性和列车运行的舒适性与安全性以及运营维护成本等有着重大影响。CA
砂浆已逐渐成为板式无砟轨道道床材料的最佳选择。
水泥沥青砂浆有三大性能:工作性能、力学性能和耐久性。其中工作性能的优劣主要体现在流动度、扩展度和可工作时间三个方面;力学性能则通过测量其抗折强度、抗压强度和
弹性模量来衡量;而评价耐久性的指标是抗冻性和耐疲劳性能。在工程应用中,测试的内容主要有:干料的扩展度、干料的抗压强度和水泥沥青砂浆的膨胀率、扩展度、流动度、分离度、含气量、力学性能、抗冻融性、抗疲劳性等性能,在实际运用中具有“刚柔相济”,具有减震消能、黏结传力、调整误差等功能。
水泥沥青砂浆施工的环境温度为5-30℃为宜,原材料不得受潮、雨淋、日晒和杂物污染,不宜在雨天、冰冻时施工。如必须在冬季施工,则应采取必要的防冻措施,水泥沥青砂浆应随拌随用,不可一次拌料过多,且每次拌料需在固结前用完。
优秀的路基需要有牢固的基础和通畅的排水,还要经受住天寒地冻和雨水冲刷等恶劣气候的考验,这时就需要有一种可靠的工程材料作为支撑。由洪锦祥博士及其团队研发的功能性水泥沥青砂浆,有效地解决了路基材料的技术难度,也实现了我国在该领域的国产替代。我国第一条应用CRTS I型CA砂浆的高速铁路是在
哈大铁路上,第一条应用CRTS II型CA砂浆的高速铁路是
京津城际铁路客运专线。目前,我国已建成和正在建设的京沪、武广、
郑西高速铁路、沪宁、宁杭等高速铁路都将采用我国自主研发的水泥沥青砂浆。