高速铁路板式轨道充填层自密实混凝土性能研究

摘要

我国已进入高速铁路建设与大规模发展的新时期，其中板式轨道在我国高速铁路中得到广泛的应用。目前轨道主要为日本新干线CRTS-Ⅰ型与德国博格CRTS-Ⅱ型两种板式轨道结构，二者充填层材料使用水泥乳化沥青砂浆(CMA)以支撑轨道板、缓冲载荷以及调节施工精度，由于CMA含有大量的有机高分子材料，其性能受环境与施工工艺影响较大。
　　 自密实混凝土因其良好的流动性、均质性等和易性能，对环境条件不敏感，以及优良的力学与耐久性能，因此，国内尝试创新设计出了采用自密实混凝土填充层的CRTS-Ⅲ轨道结构。作为全面支承轨道板的充填层结构的自密实混凝土应具有优良的施工性能、足够的强度、高耐久性以确保高速铁路使用的舒适性与安全性、较少的维护工作量以及经济性。因此，充填层SCC是新型板式轨道结构中的关键工程材料之一。
　　 本文结合新型板式轨道的结构特点以及对自密实混凝土的性能要求，对新型板式轨道用关键材料充填层SCC的流变特性、配合比设计以及基本性能进行了系统深入的研究，论文进行的主要工作和取得的重要成果有：
　　 结合板式轨道的结构特点、自密实混凝土流变性能学原理及评价方法，研究了自密实混凝土在轨道板下流动状态及特点，分析了充填层SCC评价方法的合理性，并提出VISJ的简便方法来快速评价灌注时的抗离析性能；系统研究了充填层SCC材料组成与性能的关系，对C60的板式轨道充填层SCC的配合比进行了设计和优化，并结合固定砂石体积含量法、参数法与骨料比表面积法，提出了一种适用于高性能自密实混凝土的配合比设计方法；研究了充填层SCC工作性能、力学性能以及体积稳定性，制备出了高性能的充填层SCC，掌握板式轨道充填层SCC配制技术，从而指导自密实混凝土在板式轨道的应用。