材料专业毕业论文26932

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1、材料专业毕业设计板式无砟轨道CA砂浆技术性能及施工方案设计题目 板式无渣轨道CA砂浆技术性能及施工方案成 绩设计评分答辩评分总成绩评语： 指导教师：年 月 日 注：毕业设计总成绩中，设计评分占60%，答辩评分占40%。 2011届材料工程技术专业毕业设计任务书（20102011学年第一学期）一、设计题目：板式无砟轨道CA砂浆技术性能及施工方案二、相关资料：高速轨道对路基和道床提出了很高的要求，为保证轨道的强稳定性和高平顺性，采用板式无碴轨道的结构形式已成为一种趋势。板式无碴轨道结构弹性调整层为CA砂浆垫层，其功能在于提供合理的轨道弹性，是轨道结构的关键组成部分。完成砂浆的配制和各项性能指标的检

2、测，并编制CA砂浆是施工方案。三、设计任务：1、工程概况；2、编写原材料材质要求及试验检测数据；3、编写混合料技术要求、性能检测试验数据及配合比设计比选资料；4、编写施工工艺流程及技术要求（包括施工准备、施工顺序、施工工艺）；5、编写质量控制及检验方案；6、有待研究及探讨的问题。四、时间安排：此设计任务共计用时8周，具体分配如下：1、工程概况0.5周2、编写原材料材质要求及试验检测数据1.5周3、编写混合料技术要求、性能检测试验数据及配合比设计比选资料2.0周；4、编写施工工艺流程及技术要求（包括施工准备、施工顺序、施工工艺）1.5周；5、编写质量控制及检验方案0.5周6 有待研究及讨论的问题

3、0.5周7、格式调整、编排目录0.5周。目 录答辩评定表 1任务书 2指导书 3 1、工程概况1.1 工程概述 51.2 气候、水文特征 61.3 无砟轨道主要技术标准 61.4 主要工程数量 62、原材料材质要求及试验检测数据 2.1 乳化沥青 7 2.2 干料 82.3 减水剂 82.4 水 82.5 消泡剂 93、混合料技术要求、配合比设计及性能检测试验数据 3.1 水泥沥青砂浆的性能指标要求 103.2 配合比设计 113.3 性能检测实验数据 124、施工工艺流程及技术要求（包括施工准备、施工顺序、施工工艺）4.1 砂浆拌制前的准备阶段 134.2 砂浆拌制的施工顺序 144.3 砂

4、浆拌制的施工工艺 155、质量控制及检验方案5.1 水泥乳化沥青砂浆施工质量保证措施 165.2 水泥乳化沥青砂浆检验方案 166、有待研究及探讨的题 177、 参考文献 181、工程概况1.1工程概述 石武客运专线河南段中铁四局无砟轨道先导段设置在新许特大桥左线DK754+895.205DK756+969.465（右线DK754+993.305DK757+071.565）里程范围内，先导段总长2.074km，左线常规区长480.26m，右线常规区长473.26m。该段线路位于曲线段，线路纵坡为1.8,(后接919.465m长的平坡线路)竖曲线半径为30000m，变坡点里程为DK756+050

5、。CRTS型板式无碴轨道主要分 4个结构组成部分。自上至下的结构为：20砼轨道板，3cm沥青砂浆垫层，20cm(直线段)钢筋砼底座板，“两布一膜”滑动层。CRTS型板式无砟轨道系统见图1.1-1。纵向连接锚固钢筋预设断裂位置轨道扣件灌浆孔图1.1-1 CRTS型板式无砟轨道构造图1.2气候、水文特征本工程所在地区的气候属暖温带亚湿润大陆性季风气候，四季变化明显，春季干旱少雨，夏季炎热多雨而集中，秋季天高气爽，日照多足，冬季寒冷干燥。降水量多集中在68月，大风多集中在三四月份。先导段施工自2010年4月开始，预计至2010年6月份结束，期间经历高温施工及常温施工，施工时考虑此影响采取相应的工程措

6、施。1.3无砟轨道主要技术标准1.3.1 施工测量采用 CP基准网，基准精度为 1100000 精度。两相邻基准点间相对精度为：平面位置1.0mm，高程0.5mm，轨道板加密基标点 GRP 的相邻平面位置0.2mm，高程0.1mm。 1.3.2混凝土底座板(含路基混凝土支承层)表面精度:高程5mm,中线位置 10mm,表面平整度 7mm4m，宽度+15mm，0mm。1.3.3轨道板精调后的主要指标为：相邻轨道板接缝处承轨台相对高差0.3mm，平面 0.3mm，相邻轨道板顺接误差0.4mm；轨道板铺设高程及中线偏差不得超过0.5mm。 1.3.4水泥乳化沥青砂浆填充层灌注厚度为 2040mm，水

7、泥乳化沥青砂浆的材质性能指标符合客运专线铁路无砟轨道充填层施工质量验收补充标准。1.4主要工程数量新许特大桥无砟轨道先导段主要工程数量为：两布一膜及底座板钢筋混凝土62孔梁合2.074km，CRTS II型轨道板10孔梁合100块（165#175#墩）。 2、原材料材质要求2.1乳化沥青应采用满足要求的沥青或改性沥青进行生产，其主要性能除应满足表的要求外，还必须满足水泥沥青砂浆的最终性能。乳化沥青的性能指标要求表2.1序号项 目单 位性能指标要求试验方法1筛上剩余物（1.18mm）%0.1JTJ 05220002颗粒极性/阴3粒 径m平均粒径7；模数粒径5GB/T1962720054水泥适应性

8、/20s内至少流出70mL样附录A5贮存稳定性（1d，25）%1.0JTJ 05220006贮存稳定性（5d，25）%5.07低温贮存稳定性（5）/无粗颗粒或块状物8蒸发残留物残留物含量%60JTJ 05220009针入度（25，100g，5s）0.1mm4012010软化点（环球法）4211溶解度（三氯乙烯）%9912延 度（25）cm10013延 度（5）cm20 注： （1） 当乳化沥青实际使用中经过低温贮存和运输时，进行此项检测。 （2） 当采用改性沥青制备乳化沥青时，按此项进行蒸发残留物延度检测。2.2干 料2.2.1 干料的主要性能应满足下表的要求。2.2.2 用于配制干料的水泥应

9、采用硅酸盐水泥，其性能应符合GB 175的相关规定。2.2.3 用于配制干料的细骨料应采用河砂或机制砂，不得使用海砂，最大1.18mm其它主要性能应满足下表的要求。2.2.4 用于配制干料的铝粉、膨胀剂的性能应分别符合GB/T 2085.1、JC 476的相关规定。干料的性能指标要求序 号项 目单 位性能指标要求试验方法1级 配筛孔尺寸（mm）%通过率JGJ 522006普通混凝土用砂石质量与检测方法 1.181000.6901000.355700.1545550.07535452扩展度mm水灰比0.58D5160；D30150GB/T 50080-20023膨胀率%03GB/T 50080-

10、20024抗压强度1dMPa12 GB/T 50080-2002 7d3028d35注： （1）D5表示出机扩展度；D30表示30min扩展度。 （2）当干料膨胀率不满足要求而水泥沥青砂浆膨胀率满足要求时，可对此值不作要求。2.3 减水剂减水剂应符合GB 8076或JG/T 223的要求2.3.1 改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性2.3.2 提高混凝或砂浆的强度及其他物理力学性能2.3.3 加速混凝土或砂浆的早期强度发展2.3.4 调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度2.3.5 调节混凝土或砂浆的含气量2.3.6 改善混凝土的泌水性2.3.7 降低水泥初期水化热或延缓水化放热2.3.8 改善拌合

11、物的泌水性改善混凝土或砂浆的毛细孔结构2.3.9 提高集料与砂浆界面的粘结力，提高钢筋与混凝土的握裹力.2.4 水拌合水应符合JGJ 63的规定2.4.1符合现行国家标准生活饮用水卫生标准GB 5749 要求的饮用水，可不经检验作为拌合用水。2.4.2拌合物用水不应有漂浮明显的油泽和泡沫，不应有明显的颜色和异味。2.4.3地表水地下水，应经检验合格方可作为拌合物用水。2.4.4工业废水必须经过处理，经检验合格后才能作为拌合物用水。 水的检验方法序号测 定 项 目测定方法1PH值（氢离子浓度）TB10104-20032有利二氧化碳（CO2）含量及侵蚀性二氧化碳（CO2）含量TB10104-200

12、3侵蚀性CO2需专门取样，处理后送检3总碱度、重碳酸根、碳酸根、氢氧根化物的测定TB10104-20034氯离子含量TB10104-20035硫酸根离子含量TB10104-20036钙镁离子浓度TB10104-20037钙离子含量TB10104-20038镁离子含量TB10104-20039钠+钾离子含量TB10104-200310溶解性固体（或矿化度）TB10104-200311腐殖土、淤泥中的有机物含量就地封存土样，在室内用重铬酸法分析2.5消泡剂宜采用有机硅类消泡剂产品3、混合料技术要求、配合比设计及性能检测试验数据3.1水泥沥青砂浆的性能指标要求水泥沥青砂浆的性能指标要求序 号项 目单

13、 位性能指标要求1拌合物温度5352扩展度 /D5 280mm 和 t280 16sD30 280mm 和 t280 22s3流动度s801204分离度% 3.05含气量% 10.0 6单位容积质量kg/m1800 7膨胀率%02.0 8抗折强度1dMPa 1.0 7d 2.028d 3.09抗压强度1dMPa 2.07d 10.028d 15.010弹性模量（28d）MPa70001000011抗冻性（28d）/外观无异常，剥落量2000g/m，相对动弹模量60%12抗疲劳性（28d）/10000 次不断裂注： （1） D5表示砂浆出机扩展度；D30表示砂浆出机30min时的扩展度；t280

14、表示砂浆扩展度达280mm时所需的时间。3.2配合比设计中南大学砂浆技术咨询石武客专项目部提供的理论配合比如下：干料：1500kg 乳化沥青：250kg 水/水泥:0.46-0.56消泡剂：0.016%-0.032%（乳化沥青质量比） 减水剂：0-5kg经计算后，每方乳化沥青砂浆材料用量见表 乳化沥青每方含水为40kg）： SL-2-20B型水泥乳化沥青砂浆理论配合比材料用量表3-2-1项目干料乳化沥青减水剂水消泡剂理论配合比1500kgm3250 kgm305 kgm3（141.5194） kgm34080g生产厂家安徽中铁安徽中铁安徽中铁拌合水河南道纯基本配合比通过工艺性试验确定的基本配合

15、比下表：SL-2-20B水泥乳化沥青砂浆基本配合比材料用量表3-2-2项目干粉料乳化沥青减水剂水消泡剂生产厂家安徽中铁安徽中铁安徽中铁拌合水河南道纯基本配合比1500kgm3250 kgm305 kgm3141.5194kgm362.5 gm3作业配合比通过工艺性试验确定的现场作业配合比见表SL-2-20B型水泥乳化沥青砂浆作业配合比材料用量表3-2-3项目干粉料乳化沥青减水剂水消泡剂生产厂家安徽中铁安徽中铁安徽中铁拌合水河南道纯基本配合比1500kgm3250 kgm31.54 kgm3160190kgm362.5gm34、施工工艺流程及技术要求（包括施工准备、施工顺序、施工工艺）4.1砂浆

16、拌制前的准备阶段（1）原材料检验 检测工地储存的干料是否有结块现象，料温是否在530C之间。如果检测结果大于30，则应对干料采取降温处理。 检测工地储存的改性乳化沥青是否均匀，有无破乳现象，温度是否在530C之间。如果料温不正常，应采取加热或降温措施，将料温调节到正常。 检查拌合用水是否选取合格水源，水中是否有杂物或浑浊现象，否则应更换水源。（2）给砂浆车料仓加料 乳化沥青：采用齿轮泵将合格的乳化沥青泵入砂浆车的乳化沥青储箱，或采用沥青灌车向砂浆车乳化沥青仓加料； 干料：采用人工加料方式时应防止干料包装袋混入存储仓内，采用水泥罐车加料时注意加强干料仓口的密封，避免干料细粒扬尘，污染环境，损失水

17、泥含量。 采用水泵将合格水泵入砂浆车的水箱； 采取合适的方法将各种添加剂送入相应的料箱。使砂浆车的干粉储料仓、乳化沥青储箱、水箱、外加剂储箱的原材料补足充分。（3）砂浆车各系统检测对移动式水泥沥青砂浆车的各系统进行检测，检查是否正常，如果不正常，应立即检修、调试到正常状态。 启动发电机并检测； 开启气动系统使气压达到工作压力； 打开车上空调，设置室内空气温度为25C； 用灌板材料对车辆的计量系统进行标定，校核计量精度；并检验输送设备和管道畅通。 开启并检测搅拌机是否正常，搅拌机内是否清洁； 开启并检测成品料斗是否正常，罐内是否清洁。4.2砂浆拌制的施工顺序图4.1 垫层砂浆的配制流程图4.3砂

18、浆拌制的施工工艺1) 水泥沥青砂浆投料顺序及搅拌时间实际每盘搅拌0.8m3考虑，水泥沥青砂浆投料顺序及搅拌时间应按照下图4.2.1所示要求进行。图4.2.1 水泥沥青砂浆搅拌工艺2) 搅拌工艺调整搅拌工艺（包括投料顺序、搅拌时间、转速）对砂浆性能及灌注成型后的外观有很大影响。通过对上述影响因素的调整，找到最适合现场材料及灌注车和砂浆配合比之间的相关性，是本次放大试验的重要目的之一。按照搅拌工艺的不同，暂定试验方案如下： 搅拌工艺调整及试验方法表试验次数（0.45 m3）投料顺序高搅转速（rpm）高搅时间（min）备注1消泡剂先投8022消泡剂先投1202根据消泡情况和含气量值适当增加消泡剂掺量

19、3消泡剂后投8024消泡剂后投12025消泡剂后投8036消泡剂后投1202根据气泡上浮情况和扩展度，适当添加增稠剂5、质量控制及检验方案5.1、水泥乳化沥青砂浆施工质量保证措施水泥在砂浆出料前投入并充分搅拌，灌注前测定砂浆流动时间和稠度，以保证重力作用下砂浆充填密实。超限的砂浆不得灌注。砂浆灌注时，应在轨道板表面铺设防污膜，每一块轨道板下应连续灌注、充分填充，使板下不出现空隙。灌注时，派专人在板的四角进行监控，防止灌注量过大，造成轨道板“漂浮”。在设计乳化沥青砂浆配合比时，专门进行低温施工条件的配合比设计，同时提前进行同条件型式试验和工艺试验，取得相关参数。冬季乳化沥青砂浆灌注施工时尽量“晚

20、出早归”，选择白天气温较高的时间段进行，以保证环境温度满足技术要求。施工中，当环境温度低于5时，对原材料进行温度管理，采取加热砂、水等措施，提高砂浆温度，并对乳化沥青砂浆搅拌机、灌注设备及管路等进行保温处理。必须在低温下施工时，采用专用移动式电热保温棚，提前对待灌注段进行加热，并保温直至乳化沥青砂浆初凝，确保乳化沥青砂浆的强度增长曲线不出现异常，增强其抗裂性能。5.2、水泥乳化沥青砂浆检验方案水泥乳化沥青砂浆日常检验项目及抽检频率序号检验项目抽检频率1砂浆温度首盘；1次/10盘2流动度首盘；1次/10盘3扩展量首盘；1次/10盘4含气量首盘；1次/10盘5单位容积质量首盘；1次/10盘6膨胀率

21、1次/工班7分离度1次/工班8抗折强度1次/工班9抗压强度1次/工班6、有待研究及探讨的问题充填层砂浆表面无大于30mm气泡，大于10mm的气泡量及以上气泡的面积之和不大于板底面积的0.2%。6.1、砂浆表面大气泡多色泽一致，外观美观。以保证砂浆结构能够密实无气泡。表面光滑，格按照规范正确施工，要插捣的必须插捣。，加强对施工人员的管理，规范施工方法，严饱满等现象，应该在保证配合比无误的情况下若砂浆结构物表面出现小气泡、麻面、边角不饱满6.2、流动性不足引起的边角处不饱满 7、参考文献1. 客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件2. 客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准 200785号3. 客运专线铁路板式无砟轨道充填层砂浆施工质量验收实施细则14. 石武线河南段CRTS型板水泥乳化沥青砂浆放大试验19