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1、水泥乳化沥青砂浆试验作业指导书第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能在板式无砟轨道结构中，砂浆垫层的重要功能是支撑调整和缓冲协调。这就要求垫层砂浆应有很好的施工性能、较低弹性模量和高延展性，以满足这些功能的要求。水泥乳化沥青砂浆的组成是与其性能相适应的。一、水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青和水泥胶结砂子形成的具有优良弹韧性的砂浆，其主要组成有： 图13-1 乳化沥青的结构示意图（左）及显微照片（右）水沥青颗粒1。乳化沥青乳化沥青是将沥青或改性沥青加热熔融，和乳化皂液（包括乳化剂、稳定剂、电解质等）与水一起，经乳化机的机械作用，以细小微粒分散于水中形成的水包油型乳化沥青，因此，乳
2、化沥青含有基质沥青、乳化剂、稳定剂、电解质和水（如图2.1.1所示）。基本要求是乳化沥青在强碱性的水泥浆体中是稳定的，乳液类型可以是阳离子型，阴离子型或非离子型。乳化剂主要是一些常用的表面活性剂，如季铵盐、高元醇的硫酸酯、聚乙氧基烷基醚等。近几年，日本开发了专用乳化剂，这种乳化剂是一种类似于聚羧酸和聚醚类减水剂的共聚物，其特点是用这种乳化剂制备的乳化沥青与水泥浆的相容性很好，CA砂浆的工作性优异。所用基质沥青主要是针入度为80100的直馏沥青。工程应用中，低弹性模量 CA砂浆主要采用阳离子型乳化沥青，其固体含量均要求在60%左右。2。水泥主要是硅酸盐水泥和掺混合材的复合硅酸盐水泥，为提高凝结硬
3、化速度，也采用快硬水泥，如硅酸盐水泥与铝酸盐水泥组成的混合水泥。3。细骨料河砂或机制硅砂，细度模数为1.41.8。4。膨胀剂主要采用煅烧合成的硫铝酸钙和氟铝酸钙或二者混合的矿物粉末，石灰粉末，其细度要求为400010000cm2/g。5。发泡剂有铝粉、氮化铝、锌粉、锡粉、硅钙合金等粉末或其混合物。除这些基本组分材料外，还有一些因改善某项性能所需的添加剂，如消泡剂、电解质、增稠剂、减水剂、调凝剂、纤维材料和P乳剂（聚合物乳液）等等。所以，水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的混合砂浆，新拌砂浆是一种介稳悬浮浆体。二、 水泥乳化沥青砂浆的性能1。水泥乳化沥青砂浆的基本性能为使砂浆垫层满足板式无砟轨
4、道结构的要求，水泥乳化沥青砂浆必须具有以下四方面的性能：施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等物理性能：单位体积质量、含气量、膨胀率等力学性能：抗压强度、弹性模量、延展性等耐久性能：抗冻性、耐候性、抗水性等这些性能是相互关联、相互影响的，弹性砂浆垫层的力学性能与耐久性能不但取决于水泥乳化沥青砂浆的组成与配比，而且在很大程度上取决于施工性能与现场施工质量控制。CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称暂行技术条件）规定的技术性能指标要求如表13-1所示。表13-1 水泥乳化沥青砂浆的性能指标要求序号项 目单位指标要求试验方法1砂浆温度540棒状温度计法2流动度S1826附
5、录A3可工作时间Min604含气量812附录B5单位容积质量kg/l 1.36抗压强度1dMPa 0.10附录C7d 0.7028d 1.80 7弹性模量(28d)MPa100300附录D8材料分离度 1.0附录E9膨胀率1.03.0附录F10泛浆率0附录G11抗冻性300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于60，质量损失率不得大于5。附录H12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。附录I2。 水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1） 施工性能 新拌水泥乳化沥青砂浆的施工性能主要有流动性、保持流动性的能力、匀质性和稳定性等，其评价指标主要有流动度、可工作时间、泛浆率、分离度和砂浆温度
6、。流动性 灌注施工工艺要求新拌水泥乳化沥青砂浆具有自流平的特性，能在浆体高度差产生的重力作用下流动并充满灌注袋或轨道板与底座板间的间隙，因此，砂浆必须具有很好的流动性。砂浆的流动性用流动度指标来评价，它是容积约为600ml的浆体流出圆锥形J型漏斗所需的时间，所需时间越小，则砂浆的流动性越好。暂行技术条件要求流动度为1826秒。新拌砂浆的流动度主要取决于砂浆中液体（乳化沥青和水）的用量，液体用量越大，流动性越好，流动度越小。当乳化沥青用量一定时，流动度主要与用水量有关，用水量越大，流动度越小，因此，可以通过调节用水量来调整砂浆的流动度。但砂浆的用水量是有一定限制的，用水量太大，会降低砂浆及其垫层
7、的耐久性和强度，因此，必要时可以添加合适的减水剂，以获得较低用水量下的较小流动度。所以，拌制砂浆时，可以通过选取合适的用水量和减水剂品种与用量，获得灌注施工所需的流动度。可工作时间 水泥乳化沥青砂浆拌制后，其流动性会因水泥的水化反应而不断降低，即流动度（时间）会增加；另一方面，目前施工中采取砂浆定点拌制，再由拌制点转运到灌注工点，这一转运过程需要一定的时间，因此，为了新拌砂浆到达灌注工点时还有良好的流动性，砂浆应有保持流动性不变或损失较小的能力，该能力用可工作时间表示，它是砂浆拌制后流动度仍保持在26秒所经历的时间，“暂行技术条件”要求砂浆的可工作时间为60分钟。水泥乳化沥青砂浆可工作时间的主
8、要影响因素有砂浆中液体或水的用量、水泥的水化速度、环境与砂浆的温度：砂浆中液体或水的用量越大，可工作时间会延长；水泥的水化速度越快，可工作时间会越短，必要时可适当添加调凝剂来延长；环境与砂浆温度越高，可工作时间会越小，应严格控制砂浆温度，满足可工作时间的要求。匀质性 水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在新拌砂浆中下沉，而密度较小的物相会上浮，造成新拌砂浆匀质性差。为了保证灌注施工后的砂浆垫层是均匀的，要求这些物相均匀分布在新拌水泥浆体中，即新拌砂浆应
9、具有很好的匀质性，不分层离析，用泛浆率与分离度表征和评价，其要求分别为0和小于1.0。泛浆率表征新拌砂浆中液相与固相分离的程度，新拌砂浆中的液相主要是被稀释的乳化沥青，其密度略大于1。如果新拌砂浆静置时，液相上浮到砂浆的表面，形成液相层或水膜，则称为泛浆现象。造成泛浆现象的主要原因有液相含量较多、粘稠度太小、乳化沥青发生破乳和水泥与乳化沥青相容性不好等，因此，减小新拌砂浆的泛浆率的措施有：改善乳化沥青与水泥的相容性；调节液相或水的用量和添加增稠剂来提高液相粘稠度。分离度表征新拌砂浆中固、液和气相分离的程度，用分段密度法测量硬化后砂浆的圆柱体试件上下两段的密度差的百分率表征。当新拌砂浆静置时，水
10、泥与砂子颗粒下沉，而液相和气孔上浮，凝结硬化后试件的上段密度小，下端密度大，即出现分层现象。其主要影响因素有浆体的粘稠度、含气量、气孔尺寸、砂的粒径和固液相的相对比例等。液相含量越大，浆体的粘稠度越小，分层现象会越严重，可提高浆体粘稠度来减小分离度；含气量与气孔尺寸越大，气泡越容易上浮，分层越严重，可控制含气量、采用消泡剂消除新拌砂浆中尺寸大于0.2mm的气孔，减小分离度；砂的粒径越大越容易下沉，应选用最大粒径小于1.18mm，级配良好的砂子。稳定性 水泥乳化沥青砂浆的稳定性主要指新拌砂浆保持匀质性直到凝结硬化的能力，稳定性不良主要包括乳化沥青破乳、砂浆的匀质性随时间变差、砂浆的流动性对时间和
11、温度很敏感等，是一个综合性能。目前，还没有性能指标来评价。影响稳定性的主要因素有：各组分材料的相容性，如水泥与乳化沥青的相容性、添加剂与乳化沥青的相容性等，选取相容性很好的各组分材料，可保持新拌砂浆的稳定性； 原材料和新拌砂浆在储运过程中是否被有害物质污染，因此，选用洁净的水，保证原材料和新拌砂浆在储运过程中不被污染，可保证新拌砂浆的稳定性。砂浆温度 新拌砂浆的温度不但影响砂浆的可工作时间，而且还影响新拌砂浆的稳定性。“暂行技术条件”要求新拌砂浆的温度在540C之间。新拌水泥乳化沥青砂浆的温度主要取决于环境温度和原材料的温度，这两项温度越高，新拌砂浆的温度越高，因此，应严格控制原材料（乳化沥青
12、、干料和水）的温度。原材料的温度可以通过原材料储存温度和砂浆搅拌车中的料仓温度来控制。2） 物理性能 水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、表观密度和膨胀率。含气量 由于水泥乳化沥青砂浆中含有沥青乳化剂，因此，在搅拌过程中，容易产生一定量的气泡；另一方面，为了改善硬化砂浆垫层的抗冻性，还添加了少量引气剂，因而，砂浆中含有较多气泡。砂浆中含有一定量和较小孔径的气泡对砂浆的流动性、抗离析分离性能和硬化砂浆的抗冻性是有益的，而过多的含气量会降低砂浆的强度，因此“暂行技术条件”要求砂浆的含气量为812之间，但气泡孔径应尽可能小于0.2mm。影响砂浆的含气量和气泡孔径的因素有：
13、搅拌机的形式，一般来说，卧式搅拌机引入的含气量大于立式搅拌机；搅拌速度与时间，搅拌速度越快，高速搅拌时间越长，砂浆的含气量会越大；砂浆中的沥青乳化剂、引气剂等表面活性剂组分越多，含气量会越大；消泡剂可减少含气量，尤其可减少孔径较大的气泡含量，但必须将消泡剂加入到液相中才有较好的消泡效果；添加发泡剂可增加微小气孔的含量；低速搅拌可减少含气量；砂浆的流动度越小，含气量会越大，尤其是孔径较大的气泡会较多。表观密度 水泥乳化沥青砂浆的表观密度影响到砂浆的强度和弹性模量，因此，用于不同板式轨道结构的砂浆表观密度不同，用于单元板式轨道结构的砂浆表观密度要求大于1.3。砂浆的表观密度主要取决于砂浆的组成配比
14、和含气量。砂浆中液相（乳化沥青和水）含量越大，表观密度越小；砂浆的含气量越大，表观密度越小。膨胀率 水泥乳化沥青砂浆在凝结硬化过程中会有一定的体积变化，为了使砂浆在轨道板与底座板间灌注饱满充盈，砂浆应具有一定的体积膨胀性，用24小时的膨胀率指标评价。砂浆的膨胀率主要与砂浆的组成材料种类与配比、温度等有关。硅酸盐水泥水化过程中会有较大的体积收缩，因而，采用硅酸盐水泥配制的砂浆在凝结硬化中将会产生体积收缩，在砂浆中添加发泡剂，在硅酸盐水泥水化产生的高碱性环境下发泡剂反应产生微小气孔，引起处于流态的砂浆产生体积膨胀；砂子可限制硅酸盐水泥水化过程中的体积收缩，砂子含量较大时，砂浆的体积收缩会减小；膨胀
15、剂可在砂浆凝结硬化中产生一定的体积膨胀，可使处于塑性阶段的砂浆产生一定的体积膨胀，或补偿水泥水化引起的收缩；在组成与配比相同时，温度越高，砂浆膨胀率会越大；如果砂浆出现泛浆与分层现象，砂浆会产生较大的体积收缩。3）力学性能强度和弹性模量 其评价指标为抗压强度、受压弹性模量，用于纵连扳式轨道结构的砂浆还有抗折强度与粘结强度。砂浆的强度与弹性模量主要取决于砂浆的组成材料与配比、含气量等。砂浆中乳化沥青与水泥和砂的质量比越大，其强度和弹性模量越低；水与水泥的质量越小，即用水量越小，其强度和弹性模量越高；水泥的水化速度越快，砂浆的早期强度（17天）会越高，反之亦然；砂子含量较小时，会降低弹性模量和强度
16、，尤其是弹性模量；含气量越大，表观密度越小，其强度和弹性模量越低。4）耐久性能水泥乳化沥青砂浆的耐久性能必须满足使用环境条件的要求，目前对于单元板式轨道结构用砂浆的耐久性能只要求了抗冻性和耐候性。抗冻性 由于水泥乳化沥青砂浆也是一种多孔性材料，饱水状态下受冻融循环作用也会发生类似于水泥混凝土的冻融破坏，因此，采用混凝土快速冻融试验方法检验与评价砂浆的抗冻性。实际上，由于砂浆中含有较多的弹塑性组分沥青，其抗冻性优于水泥砂浆或混凝土。砂浆的抗冻性主要取决于砂浆的组成与配比、微小气孔含量：第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测水泥乳化沥青砂浆由乳化沥青、水泥、细骨料（砂）、聚合物乳液、膨胀剂、消泡
17、剂、引气剂、铝粉等多种组分构成，材料组成涵盖了有机材料和无机材料，材料众多，性能各异；配制过程涉及到有机化学、无机化学、界面化学和胶体化学等学科，水泥乳化沥青砂浆的性能是各组分相互作用、相互影响的结果，即砂浆的组成原材料之间具有一定的相互适应性。原材料的性能指标除了满足各自规定的要求外，必须以满足最终砂浆的性能为前提。水泥乳化沥青砂浆的原材料种类较多，但其基本组分材料主要有乳化沥青（或称乳化沥青）、水泥、砂和水，其它组分材料有各种调节或改善砂浆性能的添加剂，如发气剂、引气剂、P乳剂（聚合物改性乳液）、膨胀剂等。当采用双组分的砂浆组成方案时，主要有乳化沥青和干料。下面分别叙述这些组分材料的组成、
18、性能要求和作用，以及质量检验方法等。一、水泥 水泥的主要作用有：胶结作用，通过水泥水化反应，生成的水化物与砂子等一起赋予砂浆以强度等力学性能；改性作用，可提高沥青的耐高温性能和水泥乳化沥青砂浆的耐久性。为了保证水泥乳化沥青砂浆的施工性能，所用水泥必须与乳化沥青有很好的相容性。目前我国主要采用普通硅酸盐水泥，由于生产原材料匀质性差、生产工艺控制有差异，水泥的细度、化学组成有较大的不同，导致同一厂家不同批次普通硅酸盐水泥用水量变动较大。为保证水泥沥青砂浆施工质量控制，结合国外相关标准要求，客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件规定，水泥应采用强度等级不低于42.5的硅酸
19、盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥，其技术要求应符合GB175和JC933的规定。此外，还应按照JTJ052- T0657中的方法，进行水泥与乳化沥青的相容性试验，只有相容性合格的水泥才能用于配制水泥乳化沥青砂浆。二、乳化沥青1。乳化沥青的组成乳化沥青是将沥青或改性沥青加热热融，和乳化皂液（包括乳化剂、稳定剂、电解质等）与水一起，经乳化机的机械作用，以细小微粒分散于水溶液中形成的水包油型分散体。乳化沥青是砂浆最关键的组成材料，它的性质在很大程度上决定了砂浆的性能。乳化沥青不仅要满足常规的性能指标要求，还要与水泥砂浆体系配合良好，不影响水泥的固化，还要与骨料结合良好，具有优良的综合性能。乳化沥青的组成包括
20、基质沥青、乳化剂、稳定剂、电解质和水。1）基质沥青基质沥青主要是石油沥青，它是乳化沥青的主要组成材料，其性能直接影响到水泥乳化沥青砂浆的各项性能，而沥青的性能在很大程度上取决于沥青的组成。沥青是一种含多种有机化合物的混合物，按照所含有机化合物的分子量和其与不同溶剂的互溶特性，主要划分为三大组分：油分、胶质、沥青质和蜡分。沥青是胶体，具有胶体结构，沥青质是分散相，形成胶核，油分是分散介质，树脂包裹沥青质形成胶团，分散在油分中，形成稳定的胶体结构。沥青中各组分的数量与胶体芳香化程度，决定了沥青的胶体结构类型，通常分为三种胶体结构类型：溶胶型、溶凝胶型和凝胶型结构。沥青是粘弹性材料，其特性常用三大性
21、能指标延度、针入度与软化点来表征，此外，还有比重、熔融粘度、分子量、蜡含量、针入度指数、老化后质量损失率、温度敏感性、冷脆性、老化前后的粘度、界面张力、粘结性、自粘性、电阻、抗水渗透性和苯中溶解度等。沥青的物理状态与性能对温度比较敏感，一般来说，在低温（低于玻璃化温度以下）时，沥青的行为像弹性固体（玻璃体），发生冷脆与低温开裂现象，其应力与应变同象；高温时，其行为如粘性流体，应力迟后应变90，可发生粘性流动；在中间温度（使用温度，2050C），其行为类似于橡胶的粘弹性，可发生弹塑性变形，应力迟后应变角度为090。测定沥青感温性的方法与评价指标有沥青实验数据图（其针入度与粘度随温度变化曲线，曲线
22、的斜率很好的表征了沥青的感温性）、粘温指数、针入度指数等。沥青在大气环境中容易发生老化，空气中的氧化导致其成分的降解与转化的过程，引起沥青老化的环境因素有光、氧、温度与水。老化过程中，沥青因组分的挥发、降解与转化而连续硬化或脆化，导致沥青材料粘塑性降低，硬脆性增加。评价沥青耐老化性能的方法有沥青蒸发损失试验、沥青薄膜加热试验和沥青旋转薄膜烘箱试验，通过这些人工加速老化处理后，测定试件的质量损失、针入度比或残留延度值等性能指标作为评价指标。根据客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件的规定，基质沥青应选用重交通道路石油沥青，采用JTJ052公路工程沥青及沥青混合料试验规
23、程标准中规定的方法进行质量检测，其性能指标应满足表13-2的要求。表13-2 沥青性能指标项 目单位指标要求试验方法针入度（25，100g，5s）0.1mm60100JTJ052- T0604延度（5cm/min，15）cm100JTJ052- T0605软化点（环球法） 4252JTJ052- T0606闪点（COC）230JTJ052- T0611含蜡量（蒸馏法）%2.2JTJ052- T0615密度g/cm31JTJ052- T0603溶解度 （三氯乙烯）%99.0JTJ052- T0607薄膜加热试验163，5h质量损失%0.6JTJ052- T0603针入度比%50延度（15）cm5
24、02）改性沥青水泥乳化沥青砂浆用基质沥青在使用温度下（温暖地区为-2080C，寒冷地区为-4060C）应具有橡胶一样的高弹性，然而，纯石油沥青具有高弹性的温度范围较窄，并具有明显的应力弛豫和蠕变现象。为扩大纯石油沥青的高弹性温度范围，需对沥青进行改性，常用的方法是在沥青中加入聚合物改性剂。将聚合物改性剂加入沥青中，改变沥青的组成与胶体结构，从而使其高弹性的温度范围显著扩大，赋予其优良的使用性能和耐久性。目前常用于沥青改性的聚合物主要丁苯橡胶(SBR)和SBS树脂，它们在掺量较低的情况下，就可获得较好的改性效果。通过SBS或SBR改性后的沥青，随改性剂质量分数的增加，改性沥青的动弹性模量E随温度
25、变化的下降幅度减小，对温度敏感程度降低，且高温下的动弹模量提高，tand降低，高温下的黏性流动度降低；其软化点升高，低温延度上升，针入度下降。一般在其掺量为35时，就可满足温暖地区的使用要求。3）乳化皂液沥青是一种憎水性材料，在水中的溶解度很低，也不能在水中分散。由于拌制砂浆时，是以水作为分散介质的，因此，借助乳化皂液经乳化机将沥青以胶体颗粒分散在水中，形成稳定的悬浮分散体系。乳化皂液的种类与组成对乳化沥青的稳定性、与水泥砂浆的相容性和水泥乳化沥青砂浆的物理力学性能均有较大影响。乳化皂液包括乳化剂、稳定剂和电解质，乳化剂是一种表面活性剂，含有憎水的有机分子链和亲水的极性基团，根据乳化剂所含极性
26、基团的类型，乳化剂分为阳离子、阴离子、非离子和两性离子型等四种，由不同乳化剂制得的乳化沥青也分为阳离子型、阴离子型和非离子型等种类。在水泥乳化沥青砂浆中，沥青通过乳化剂的作用分散在水中，乳化剂分子吸附在沥青颗粒表面，因此，沥青颗粒的表面电荷取决于乳化剂的种类，阴离子型乳化剂使沥青颗粒带负电荷；而阳离子型乳化剂使沥青颗粒带正电荷。砂的主要成分是SiO2，它是酸性氧化物，在浆体中砂子表面主要带负电荷。水泥的主要成分是硅酸钙（3CaOSiO2、2CaOSiO2）、铝酸钙（3CaOAl2O3）和铁铝酸钙（4CaOAl2O3Fe2O3），这些氧化物的碱性较强，在水的作用下，表面水解形成钙离子、铝离子等而
27、使浆体中的水泥颗粒表面带正电荷。因此，在离子的静电力作用下，阴离子型水泥沥青砂浆中，沥青颗粒易与水泥颗粒表面相互作用，有利于沥青颗粒与水泥水化物颗粒间的界面结合；而阳离子型水泥沥青砂浆中，沥青颗粒易与砂表面相互作用，有利于沥青颗粒与砂子颗粒间的界面结合力。这就会水泥乳化沥青砂浆的各项物理力学性能产生一定的影响。因此，在配制强度与弹性模量较高的砂浆时，因组成配比中沥青/水泥质量比较小，采用阴离子型乳化沥青比较有利；而在配制强度与弹性模量较低的砂浆时，组成配比中沥青/水泥质量比较大，采用阳离子型乳化沥青比较有利。2。乳化沥青的作用1）沥青的胶结作用沥青是一种有机胶结材料，能将砂石颗粒胶结在一起形成
28、沥青混合料用作公路路面材料。在水泥乳化沥青砂浆中沥青也是一种胶结组分材料，它们与水泥一起形成复合胶结材料，将砂子颗粒胶结成砂浆。因此，沥青起到胶结作用。2）沥青的增韧作用水泥砂浆是一种脆性材料，尽管其抗压强度较高，但抗弯、抗拉和抗冲击强度均较低，受力呈脆性破坏，不具有弹韧性和延展性。为了保证高速列车运行的舒适性，板式无砟轨道结构要求其垫层砂浆具有弹韧性和延展性，以吸收列车运行时的冲击能。沥青是一种粘弹性材料，具有很好的弹塑性变形能力，延展性较大。因此，在水泥乳化沥青砂浆中，沥青起到增韧作用，赋予砂浆的弹韧性和延展性，使砂浆呈韧性破坏，改善砂浆的抗疲劳性能，但砂浆的强度和弹性模量会随沥青含量的增
29、加而降低。3）乳化沥青的施工性能调节作用乳化沥青是具有一定粘度的液态材料，当其与水泥相容性良好时，可改善和调节水泥乳化沥青砂浆的流动性、保水性、水泥颗粒分散性等施工性能。如果乳化沥青与水泥相容性差，则会引起乳化沥青破乳，因而严重影响到水泥乳化沥青砂浆的流动性、稳定性等施工性能。3。乳化沥青的性能为使乳化沥青在砂浆中起到很好的作用，其性能必须满足一定的指标要求。乳化沥青的性能指标主要有沥青微粒电荷、固体含量、恩氏粘度、筛（1.18mm）上残留物、储存稳定性、与水泥的混合性，以及蒸发残留物的含量、三氯乙烯中的溶解度、针入度、延度和软化点等。1）颗粒电荷 乳化沥青中所含颗粒的电荷。在乳液中通过直流电
30、，沥青颗粒向阴极方向移动时，表明它带正电（），向阳极方向移动时，表明它带负电（）。2）恩氏粘度在规定的温度中使规定量的乳化沥青从试验装置的小孔流下去所需的时间与在同样的温度中使等量的蒸馏水从试验装置的小孔流下去的时间之比，它表示乳化沥青的粘度。3）筛余物将500g乳化沥青注入规定的筛子中，用水冲洗后，将筛上残留物在1055条件下干燥、称重，得出残留物与乳化沥青的质量比，用质量百分率表示。由该值可判断乳化沥青中是否产生了沥青的粗颗粒或块状物。4）贮存稳定性乳化沥青在规定的容器和条件下，贮存规定的时间后，竖直方向上试样浓度的变化程度，以上、下两部分乳液蒸发残留物质量百分率的差值表示，以判断乳化沥青
31、贮存后的稳定性能。5）低温贮存稳定性在规定的条件下，使乳化沥青冻结融解，进行两次循环，然后过1.18mm筛检查乳液中有无粗颗粒或块状物，观察其在贮存阶段对冻融的表现，判断其能否使用。6）与水泥混合性在规定的条件下，硅酸盐水泥与乳化沥青的混合料过筛后的残留物质量占水泥与乳化沥青总质量的百分率。由该值判断水泥与乳化沥青混合后的均匀程度。7）蒸发残留物将乳化沥青中的水分蒸发后所得到的残留物的量，用质量百分率表示。8）针入度在规定的温度和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥青试样的深度，以0.1mm表示。4。乳化沥青的质量检测根据客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件规定
32、，乳化沥青的各项性能指标分别按照JTJ052公路工程沥青及沥青混合料试验规程中规定的方法进行测试与检验，其性能指标应满足表13-3的要求。表13-3 乳化沥青性能指标序号项 目单位指标要求试验方法1外 观浅褐色液体、均匀、无机械杂质JC/T7972颗粒电荷JTJ0523恩氏粘度（25）5154筛上剩余量（1.18mm） 0.15贮存稳定性（1天，25） 1.0贮存稳定性（5天，25） 5.06低温贮存稳定性（-5）1无粗颗粒或块状物7水泥混合性 97延度 (15) cm50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SBS改性沥青制备乳化沥青时，进行此项检测。乳化沥青
33、的性能除了满足上述规定的要求外，必须以满足最终砂浆的性能为前提。三、聚合物乳液采用高分子聚合物乳液的目的，是为了提高砂浆的综合性能尤其是耐久性能。与乳化沥青混合时，应具有良好的相容性，不得产生凝聚、破乳等现象。其主要性能指标应符合表13-4 的要求。表13-4 聚合物乳液的主要性能指标要求序号项 目单位指标要求试验方法1密 度g/cm31.00.1GB/T111752不挥发物4533水泥混合性 1JTJ052-T06574Tg不低于5GB/T11175四、细骨料（砂） 细骨料应采用河砂或机制砂，其粒径对水泥沥青砂浆的分层度产生较大的影响，直接影响砂浆的使用性能。如果细度模数过小，则细砂含量较高
34、，为获得足够的流动度所需的水量也就大；如果细度模数过大，则大颗粒砂含量高，砂子就容易沉降，两种结果都会对CA砂浆的分离度及耐久性产生不利的影响。同时，砂子应保持洁净、坚硬、耐久，不应含有泥土和有机质等有害杂质，含水量也应控制在较小的范围内。 细骨料应为最大粒径小于2.50mm的岩石颗粒，不得包含软质岩、风化岩石的颗粒。细骨料的其它技术要求应符合表13-5的规定。细骨料宜烘干后使用，颗粒级配宜符合表13-6的规定。在贮存和运输过程中，应采取措施防止雨淋、杂物混入。表13-5细骨料的技术指标序号项 目单位指标要求试验方法1细度模数1.41.8JGJ522表观密度g/cm32.553吸水率 3.04
35、泥块含量 1.05含泥量 2.06有机物（比色法）比标准色浅7氯化物含量 1.36抗压强度1dMPa 0.107d 0.7028d 1.80 7弹性模量(28d)MPa1003008材料分离度 1.09膨胀率1.03.010泛浆率011抗冻性300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于60，质量损失率不得大于5。12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。二、水泥乳化沥青砂浆的质量检验类型水泥乳化沥青砂浆的质量检验分为型式检验、原材料进场检验、现场检验。1。型式检验型式检验包括原材料型式检验及水泥乳化沥青砂浆性能型式检验。型式检验应委托具有相应资质的检验单位进行。在以下情况下应进行一次
36、型式检验，检验项目和检验结果应满足本技术条件的规定：进行配合比选定时、首次施工时、原材料发生变化时、水泥乳化沥青砂浆施工达5000m3时（不足时按一次计算）。2。原材料进场检验原材料进场时，应对原材料的品种、数量、以及质量证明书等进行核查验收，乳化沥青质量证明书中应有采用的沥青或改性沥青的质量证明文件，干料质量证明书应有采用的水泥、细骨料等的相关质量证明文件，还应提供干料的密度。3。现场检验水泥乳化沥青砂浆现场检验项目及频率见表13-8。表13-8 水泥乳化沥青砂浆现场检验项目及频率序号项 目试验时间/频率1砂浆温度1次/罐2流动度1次/罐3含气量1次/罐4泛浆率1次/工班5膨胀率1次/工班6
37、抗压强度1次/工班7分离度1次/工班8弹性模量第一次灌注时三、水泥乳化沥青砂浆的检测内容1。施工性能新拌水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括砂浆温度、流动度、可工作时间、分离度、泛浆率等，施工性能不但影响到砂浆垫层的施工质量，更重要的是对硬化后砂浆的力学性能、砂浆垫层的耐久性能有重大影响。1）砂浆温度在搅拌过程中，因水泥水化放热、颗粒状组分材料间的摩擦、机械运转等因素会使砂浆温度升高，温度太高，会使水泥水化加快，温度会进一步升高，这会严重影响新拌砂浆的流动性、匀质性、稳定性和可工作时间；砂浆温度太低，也会影响到新拌砂浆的流动性和稳定性。因此，应严格控制砂浆温度在540C之间，以1530C最佳。技术措
38、施有：控制组分材料的温度，添加水泥水化速度调节剂等。砂浆温度用棒状温度计测量。2）流动度流动度是衡量砂浆粘稠性的指标，以640ml砂浆从底部有1cm直径通道孔的J型漏斗中流出的时间（s）表示，要求控制在1826s之间。由于CRTS型板式轨道用水泥乳化沥青砂浆采用袋注法施工，砂浆的粘稠度对灌注质量有重大影响。流出时间太小，砂浆的粘稠性较小，会影响灌注后砂浆垫层的稳定性与匀质性，严重时会造成分离度和泛浆率过大，或在砂浆垫层与轨道板低的界面上形成大面积气泡；流出时间太大，砂浆的粘稠性较大，会增加袋注法施工难度，延长灌注时间，严重时会造成砂浆不能充满轨道板与混凝土底座间的间隙，在砂浆垫层与轨道板间留下
39、缝隙，影响砂浆垫层的使用性能和耐久性能。砂浆流动度采用J型漏斗及其方法检测。3）可工作时间新拌水泥乳化沥青砂浆保持规定的流动度（26s）可持续的时间为可工作时间，以分钟计。新拌砂浆的粘稠度会因水泥的水化反应而不断增加，因而砂浆的流动度会随着搅拌到灌注完成虽经历的时间延长而提高，要求砂浆流动度小于26s的可持续时间60min，为了保证砂浆垫层的灌注质量。4）分离度分离度是衡量新拌水泥乳化沥青砂浆匀质性与稳定性离析的指标，用分段法测得的尺寸为50mm50mm的圆柱形试件上下两段的密度差占平均密度的百分率（）表示。由于水泥乳化沥青砂浆中的组分材料的密度相差很大，密度最大的水泥颗粒为3.1，而水的密度
40、约为1，因此，如果砂浆的粘稠度不合适、砂子粒径较大，会造成灌注后的砂浆垫层出现分层现象，上部分中水和沥青组分多，而下部分中水泥和砂子颗粒较多，这会严重影响砂浆垫层的力学性能和耐久性能，严重时会造成无砟轨道结构不平顺。所以，必需严格控制砂浆的分离度在1.0以下，分离度越小，砂浆的匀质性越好。5）泛浆率泛浆率是衡量新拌水泥乳化沥青砂浆匀质性与稳定性泌水的指标，用静置24小时后砂浆表面泛浆水体积占砂浆原始体积的百分率（）表示。造成泛浆率不合格的主要原因有：砂浆中各组分材料的相容性、砂浆的用水量、砂浆的粘稠度等，控制措施主要有组分材料种类和砂浆配比。2。物理性能水泥乳化沥青砂浆的物理性能包括单位容积质
41、量（表观密度）、含气量和膨胀率，前2项指标衡量砂浆的配比与密实性，后1项指标衡量砂浆的体积变化率。1） 单位体积容量（湿表观密度）新拌水泥乳化沥青砂浆的单位容积质量是指1升体积的砂浆质量，采用固定体积（1升的三口烧瓶）法测量，它包括了砂浆中的孔隙体积，也称为表观密度。由于砂浆中水泥、砂、沥青和水的密度不同，因此，通过这项指标测量可控制砂浆的配比，如果乳化沥青与水的含量较少，则砂浆的表观密度较小，反之亦然。另一方面，砂浆的表观密度与其力学性能密切相关，表观密度小，则抗压强度和弹性模量较低。2）含气量含气量是指新拌水泥乳化沥青砂浆中气孔所占体积的百分率，由下式计算获得： 在水泥乳化沥青砂浆搅拌过程
42、中，不可避免地会夹入一些气泡。含气量不但影响砂浆的表观密度，而且影响砂浆的力学和耐久性能。一定体积的含气量，可降低砂浆的弹性模量，改善砂浆的抗冻性；但含气量过大，会导致砂浆的抗压强度太低，严重时会引起气泡在灌注后的砂浆垫层上表面聚集，形成强度很低的大面积气泡层，严重影响到砂浆垫层的饱满度与耐久性。砂浆含气量受组成配比、砂浆稠度、投料顺序、搅拌速度与时间等多种因素的影响，施工时，应严格遵守搅拌操作规定，控制含气量在812之间。必要时，可加入消泡剂，或适当延长低速搅拌时间，以消除气泡。3）膨胀率膨胀率是指新拌砂浆在24小时内的体积增加百分率，采用量筒法测量。为了板式无砟轨道结构中的弹性砂浆垫层起到
43、很好的功能，保证砂浆垫层的耐久性，避免列车运行中的冲击荷载对砂浆垫层的冲击作用，要求水泥乳化沥青砂浆能完全填满轨道板与混凝土底座间的间隙，不留任何缝隙。但在砂浆灌注过程中，砂浆垫层与上部轨道板间可能存在缝隙。另一方面，硅酸盐类水泥在凝结硬化过程均会产生一定的体积收缩，这会造成砂浆灌注后的凝结硬化过程中在砂浆垫层与上部轨道板间出现缝隙。因此，为了消除可能出现的缝隙，要求砂浆灌注后能产生13的体积膨胀。砂浆的体积膨胀率与发泡剂的种类、掺量与投料时间、砂浆搅拌时间与稠度、温度等有关。施工时，主要通过控制这些因素，使含气量达到指标要求。3。力学性能硬化后的水泥乳化沥青砂浆的力学性能主要是1、7、28天龄期的抗压强度和