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摘要：目前铁路的轨道结构主要包括有砟轨道和无砟轨道两种类型，无砟轨道在运行使用过程中破坏修复的难度较大，而道床板混凝土的质量对其使用寿命和安全性等方面的影响突出。为降低无砟轨道破坏的概率，满足无砟轨道结构要求，本文结合蒙华重载铁路阳雀湾隧道无渣轨道道床板混凝土施工特点，通过同水胶比下浆体比的变化对混凝土工作性能、力学性能、和收缩的影响，对重载铁路无砟轨道道床板混凝土配合比设计及应用问题展开研究为铁路无砟轨道施工提供借鉴。
关键词：无砟轨道；道床板混凝土；配合比设计；收缩
1 工程概况简述
蒙西至华中地区铁路煤运通道工程自东乌铁路浩勒报吉南站引出，南至京九铁路吉安站，共跨7省区16市，是新建国家Ⅰ级重载铁路。阳雀湾隧道位于蒙华MHTJ-28标范围，地处湖南省岳阳市平江县境内。隧道起讫里程为DK1512+307～DK1513+580,全长1273m，隧道内为无渣轨道。道床板宽2.8m，直线段顶面设1.0%的“人”字形排水坡，直线地段道床板（内轨轨下）设计厚度为0.393m，道床板一般长度为6580mm，道床混凝土设计强度为C40。
2 道床板混凝土施工工艺
浇筑道床板混凝土前，应检查隧道仰拱填充混凝土底板表面的粗糙度，不满足要求处应进行凿毛，并用水冲洗干净，保湿2小时以上且无多余的水。
混凝土由拌合站集中生产，通过混凝土运输车运至施工现场，通过龙门吊+吊斗直接将混凝土浇筑入模，混凝土自由下落高度不得大于2ｍ，混凝土的连续浇筑，采用插入式振捣器振捣。混凝土浇筑完成后，顶面按设计坡度进行人工抹面，对裸露面及时进行修整、抹平，待定浆后表面反复压光，压光时严禁洒水润面，收浆后混凝土采用喷雾养护，后期（拆除轨道排架后）采用土工布覆盖喷水保湿养护，养护时间不少于7天，期间对于洒水养护的混凝土要及时补水。
3 道床板混凝土配合比设计
3.1 试验原材料
水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、减水剂按相关标准检测合格。3.2 设计配合比
1）根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011及道床板混凝土所处环境条件，选定配合比。
2）考虑到胶材含量高混凝土收缩大，且经济性差，而采用吊斗浇筑，混凝土坍落范围可适当放大，因此通过研究水胶比和浆体比对混凝土工作性能、力学性能和收缩的影响，来优化配合比。
4 水胶比、浆体比对道床板混凝土性能的影响
4.1 水胶比、浆体比对混凝土工作性能的影响
工作性能按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试坍落度，试验结果见图3-1。
从图4-1 中可以看出 ：相同水胶比，浆体比越大，混凝土的坍落度越大，这是由于浆体在新拌混凝土中起润滑作用，赋予混凝土较好的和易性，如果浆体比过小，混凝土中浆体含量较少，骨料比重较大，砂石表面包裹的浆量就少，此时混凝土的流动性较差。如图4-1所示，浆体比大于0.292，混凝土的工作性较好，因此配合比优化2、4、5、6、7满足要求。
4.2 水胶比、浆体比对混凝土力学性能的影响
力学性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验标准》测试抗压强度，试验结果见图4-2。
从图4-2 中可以看出 ：水胶比越大，混凝土强度越低，相同水胶比，浆体比增大，混凝土强度先升高，后降低。水胶比在0.36时，混凝土强度较低，是由于水胶比增大，胶凝材料减少，多余的水不能和水泥发生水化反应生成低碱的 CSH 水化产物，从而导致混凝土的强度降低。浆体在混凝土中主要起胶结作用，随着浆体增加，胶结力增大，混凝土强度增大，可当浆体过多时，会造成骨架结构差，混凝土强度从而下降。如图4-2所示，水胶比在0.34以下，浆体比在0.292以上时，混凝土的配置强度较高，因此符合要求的配合比有基准、优化1、3、4、5、6。
4.3 水胶比、浆体比对混凝土耐久性能的影响
耐久性试验按照GB/T50081-2009《普通混凝土长久性和耐久性试验方法标准》测试收缩值，试验结果见图4-3。
从图4-3 中可以看出 ：水胶比越大，混凝土收缩率越大，相同水胶比，浆体比越大，混凝土收缩率越大。混凝土收缩主要有温度收缩温度收缩、失水收缩。温度收缩是由于混凝土水化热的释放过程中温度降低而产生的收缩。失水是由于收缩混凝土中多余的水分迁移、蒸发而产生的收缩，而水胶比越大，混凝土中水蒸发量越大，浆体越多，水化热越高，从而造成混凝土收缩越大。如图4-3所示，收缩率较低的配合比有基准、优化1、2、5、7、8。而道床板C40混凝土根据《铁路混凝土》TB/T3275-2011及现场经验，水胶比不应大于0.36，浆体比小于032，故选择水胶比应控制在,0.36以下。
综合上所述，选定C40配合比水胶比在0.32～0.34、浆体比0.29～0.30范围内，经过现场试拌，最终施工配合比为优化5。见下表：配合比及性能指标一览表。
5 工程运用
通过前期的配合比试验，选取配合比优化5应用于蒙西至华中铁路华28标阳雀湾隧道无砟轨道道床板，满足设计和混凝土施工要求，且整个隧道无砟轨道道床板混凝土施工顺利，实体强度满足要求，未出现开裂现象，效果较好。
6 结论
水胶比对混凝土的工作性能、和力学性能、耐久性能影响非常大，随水胶比的提高，混凝土和易性变好，强度和耐久性降低。
在相同水胶比提高浆体比的对混凝土各性能的影响不同：使混凝土流动性提高，施工和易性变好，混凝土抗压强度先增加后降低，混凝土抗收缩能力增强，有效控制开裂。
由于道床板混凝土相对于其他工程使用的混凝土对抗收缩能力有着更加特殊的要求，因此，在满足其他性能要求的前提下，应选择最小的水胶比和浆体比，来提高道床板混凝土的质量和使用寿命。
论文作者:钟涛
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/1
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