CA砂浆疲劳特性研究.doc

  CA 砂浆疲劳特性研究# 李云良，赵九野，欧阳剑，谭忆秋* （哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨 150090） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：水泥沥青砂浆（CA 砂浆）是高速铁路板式无碴轨道的重要结构层，其疲劳性能对高 速铁路的服役性能有着重要的影响。本文对两种不同配比的水泥沥青砂浆进行了疲劳性能试 验研究，建立了 CA 砂浆的疲劳方程。研究表明应力水平对 CA 砂浆的疲劳寿命有较大的影 响，增加 CA 砂浆中的沥青用量可以提高其疲劳寿命。沥青含量增加时，应力水平对 CA 砂 浆疲劳寿命的影响更为明显。不同沥青用量的 CA 砂浆，其固化体的微观结构不同导致了其 疲劳寿命的差异。基于疲劳方程，对 CA 砂浆在低应力水平下的疲劳寿命进行了预测。 关键词：CA 砂浆；沥青；疲劳；微观结构 中图分类号：TU528.2 Research on the fatigue behavior of CA mortar LI Yunliang, ZHAO Jiuye, OU Yangjian, TAN Yiqiu (School of Transportation Science Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090) Abstract: Cement-asphalt mortar (CA mortar) is used as important structural layer in ballastless track of high-speed railway. The fatigue properties have an important impact on performance of high-speed railway service. In this paper, fatigue properties of two types of CA mortar were studied and fatigue equation were established. Studies have shown that stress levels have a great impact on the fatigue life of the CA mortar. Increasing the amount of asphalt in the CA mortar can improve fatigue life. The stress levels of CA mortar have a more significant impact on the fatigue life with increasing asphalt content. Microstructure difference of solidified CA mortar with different asphalt proportions will have different fatigue life. Based on the fatigue equation, fatigue life of CA mortar of the low stress level was predicted. Keywords: CA mortar; asphalt; fatigue; microstructure 0 引言 板式无碴轨道是目前高速铁路无碴轨道的主要结构形式之一[1,2]。板式无砟轨道结构主 要由混凝土道床、钢筋混凝土轨道板及在道床和轨道板之间的水泥沥青砂浆（以下简称 CA 砂浆）构成。CA 砂浆是主要由水泥、沥青乳液、砂及多种外加剂组成的一种有机无机复合 材料。CA 砂浆层起到调节轨道施工精度与几何状态、缓冲减震的作用，是无砟轨道结构的 重要的组成部分[3,4]。 水泥沥青砂浆填充于厚度约为 30mm-50mm 的轨道板与混凝土底座之间，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[5,6]。CA 砂浆应当满足三个方面的性能要 求，即工作性能、力学性能及耐久性，而疲劳性能是耐久性的重要组成部分。CA 砂浆层作 为承接轨道板和混凝土道床的缓冲层，长期受到车轮产生的竖向力及纵向力的作用，在车轮 载荷的反复作用下，CA 砂浆将产生不可恢复的强度衰减，当强度衰减到一定程度将会出现 比较明显的裂缝，导致 CA 砂浆结构层的疲劳破坏。由于高速铁路设计年限长、板式无砟轨 道维修难度大，所以对 CA 砂浆的疲劳性能提出了较高的要求。 本研究针对两种不同配比 CA 砂浆的疲劳性能开展