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板式无碴轨道CA砂浆抗冻与抗疲劳性能研究
| 论文题名： | 板式无碴轨道CA砂浆抗冻与抗疲劳性能研究 |
| 关键词： | 高速铁路;板式无碴轨道;CA砂浆;抗冻性能;疲劳试验;高频振动 |
| 摘要： | 水泥乳化沥青砂浆(Cement asphalt mortar，简称CA砂浆)是高速铁路板式无碴轨道结构关键工程材料之一，是由水泥、砂、沥青乳液和多种外加剂组成的有机-无机复合粘弹性材料，具一定强度和弹性，主要起支承轨道板、缓冲高速列车带来的高频振动荷载的作用，其性能的好坏直接影响到整个轨道结构的耐久性、列车高速行驶的舒适性和安全性。 目前，国内外普遍重视工程材料及结构的耐久性问题。已有研究主要集中于CRTS-Ⅰ型板式无碴轨道用CA砂浆在水饱和状态下的抗冻性以及CRTS-Ⅰ型和Ⅱ型板式无碴轨道用CA砂浆的低频抗疲劳性能，本文在已有研究基础上，主要研究了CRTS-Ⅱ型板式无碴轨道用CA砂浆在水饱和状态和绝湿条件下的抗冻性，并模拟CA砂浆荷载-高频振动-高低温环境，研制一套CA砂浆抗疲劳试验装置，在此基础上，研究了Ⅰ型和Ⅱ型CA砂浆的抗疲劳性能，结果表明： (1)绝湿条件下养护28d的CRTS-Ⅱ型无碴轨道CA砂浆水饱和程度约为86.1％，表面浸水条件下冻融循环时，CRTS-Ⅱ型CA砂浆可能发生表面剥落破坏，单位面积剥落量随冻融循环次数增加而持续增大，但抗冻融循环次数达188次时，单位面积剥落量仍远低于《Ⅱ型CA砂浆暂行技术条件》要求，因此绝湿状态下冻融循环时表面则不会发生剥落破坏； (2)沥青为憎水性材料，干燥CRTS-Ⅱ型CA砂浆再次吸水的速度很慢，浸水19d后，水饱和程度仅为50.5％。实际工程并非绝湿状态，其水饱和程度远低于临界水饱和程度，Ⅱ型CA砂浆发生由于冻融循环导致破环的可能性很小。 (3)经高低温高频振动疲劳试验后，无论是CRTS-Ⅰ型还是CRTS-Ⅱ型，板式无碴轨道用CA砂浆的强度和弹性模量均有不同程度增长，从而逐渐失去其弹性调整作用。 (4)随振动频率增大，Ⅰ型CA砂浆经疲劳试验后，其弹性模量增长幅度呈先增大后减小趋势，振动频率为50Hz时增长幅度最大，其原因可能与CA砂浆的固有频率有关，有待进一步研究。 (5)掺加聚合物乳液对CRTS-Ⅰ型板式无碴轨道CA砂浆抗疲劳性能有明显改善，经高低温冻融循环和荷载-高频振动疲劳作用后，其弹性模量的增长幅度明显下降，且掺加聚合物乳液可消除CA砂浆在高低温-高频振动疲劳试验过程中出现的沥青析出现象。 (6)SEM分析表明，在荷载-高频振动-高低温环境耦合作用下，CA砂浆中的孔易发生变形，沥青在CA砂浆中易发生迁移，填充了CA砂浆中的毛细孔和其它孔隙；压汞分析(MIP)也表明，疲劳试验后，CA砂浆中有害大孔隙明显减少，而小孔和微孔明显增多，这是经疲劳试验后CA砂浆弹性模量明显增大的主要原因。 |
| 作者： | 毛锦达 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 孔德玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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