[发明专利]一种用于严寒地区板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于严寒地区板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆，具体涉及一种低温耐受性好、用于严寒地区高速铁路、客运专线、城市高速轻轨板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆。

背景技术

水泥乳化沥青砂浆垫层是板式无砟轨道结构的重要组成部分，主要功能是支撑、调整并提供弹韧性，其性能对轨道结构的平顺性、耐久性、列车运行的舒适性、安全性和运营维护成本有重大影响。因此，水泥乳化沥青砂浆的研究是板式无砟轨道的关键技术之一。

国外水泥乳化沥青砂浆根据板式轨道结构和设计理念的不同，分成两种类型：一种是日本单元板用的CA砂浆(Cement Asphalt Mortar)，另一种是德国博格板用的BZ砂浆(Bitumen Zement Mortar)。

日本板式无砟轨道和CA砂浆的研发始于1965年，大范围推广应用始于1975年开通运营的山阳新干线西段，至今在新干线上铺设长度达2600km。在研发初期由于没有考虑抗冻性，在东北新干线使用时CA砂浆周边损坏较多。后来，对低温使用条件下CA砂浆劣化机理进行了大量的分析、研究，通过添加消泡剂、引气剂(AE剂)和聚合物乳液，提高了CA砂浆的抗冻性，开发出了寒冷地区使用的CA砂浆配方。所以日本的CA砂浆针对温暖地区、寒冷地区有两个配方，分别称为A配合以及B配合，其适用范围见下表：

德国BZ砂浆的较大应用仅限于2006年通车运营的纽伦堡-英戈施塔特新建线北标段70km板式无砟轨道，没有针对不同温度分区的砂浆配方。

受地域和铁路发展规划的制约，日本和德国均无在严寒地区研发和使用水泥乳化沥青砂浆的经验。

2002年以来，我国先后在秦沈客运专线、赣龙线枫树排隧道、铁科院东郊环形实验基地、遂渝线综合试验段等线路开展了水泥乳化沥青砂浆的工程试验研究，运营里程约12km。2006年至2008年在京津城际铁路引进消化德国BZ砂浆技术并成功应用116km。上述工程中，只有秦沈线的地理位置接近严寒地区。2006年12月，铁科院对秦沈客运专线双河桥和狗河桥的无砟轨道CA砂浆垫层的使用情况进行了调查分析，发现其技术性能与工程应用要求还有一定差距，尤其是耐久性能还没有达到预期值，在服役时间不长的试验段中，砂浆垫层出现开裂、碎裂和脱层等劣化现象。虽然原因是多方面的，但水泥乳化沥青砂浆在低温条件下的弹韧性、抗冻性和耐久性能不佳无疑是重要的原因之一。

随着高速铁路建设的发展，我国东北、西北等广大地区地区，尤其是地理纬度上沈阳以北地区，修建高速铁路、客运专线已经提上日程。

虽然近几年关于水泥乳化沥青砂浆等陆续公开了一些专利，如专利200610020615.6公开了一种抗冻型水泥沥青砂浆及其配制方法，该砂浆含有水泥、砂、乳化沥青、水、混合料、消泡剂、引气剂和铝粉，但其使用范围局限于寒冷地区。但目前尚无相关专利涉及严寒地区板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种低温耐受性好、适用于严寒地区高速铁路、客运专线、城市高速轻轨板式无砟轨道填充层的水泥乳化沥青砂浆材料。

本发明的另一个目的是提供上述水泥乳化沥青砂浆的制备方法。

本发明的再一个目的是提供上述水泥乳化沥青砂浆的使用方法。

为了实现第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种水泥乳化沥青砂浆，按质量份数计，该水泥乳化沥青砂浆包含：乳化沥青110-160份，聚合物乳液10-30份，水泥90-100份，砂子150-250份，强度调节剂0-0.5份，膨胀剂0-10份，纤维0-1.0份，纤维素0-0.05份，铝粉0.004-0.015份，消泡剂0-0.1份，引气剂0-1.2份，水0-25份。

在上述水泥乳化沥青砂浆中，优选地，所述乳化沥青为中裂或慢裂型乳化沥青；更优选地，按质量份数计，所述乳化沥青包含：基质沥青或改性沥青55-65份；水35-45份；稳定剂0.1-1.0份；增稠剂0-1.0份；pH调节剂0-2.0份；界面改性剂0.1-1.5份；以及阳离子型乳化剂0.6-1.8份、非离子型乳化剂0.4-1.2份和任选的两性离子型乳化剂0-1.0份与矿物乳化剂0-0.6份，并且所述乳化剂总计1.0-4.0份。