温度效应下纳米SiO2改性CA砂浆疲劳性能分析
吴 熙1，2，詹智涛3，郑 宁3，刘港归1，2*，王炯杰3
(1. 浙大城市学院 土木工程系，浙江 杭州 310015; 2. 浙大城市学院 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心，浙江 杭州 310015; 3. 浙江工业大学 土木工程学院，浙江 杭州 310032)
摘 要： 水泥沥青砂浆(Cement Asphalt Mortar，简称“CA砂浆”)作为高速铁路无砟轨道板的关键垫层材料，研究其在实际温度服役条件下疲劳性能的劣化规律是提升轨道板耐久性能的重要基础。为提升并分析CA砂浆的抗疲劳性能，以纳米SiO2作为外掺剂进行改性，分别对纳米SiO2掺量为0%、1%、2%、3%的4组CA砂浆试件进行疲劳性能测试，重点以疲劳变形和疲劳寿命为评价指标，研究了常温和高温条件下纳米SiO2掺量对不同疲劳应力水平下CA砂浆疲劳性能的影响规律，并结合扫描电子显微镜对纳米SiO2的改性机理进行了微观分析。研究结果表明：疲劳应力水平的增加和温度的升高均会加速CA砂浆抗压疲劳变形发展，降低CA砂浆的抗压疲劳寿命，加速其性能的劣化;添加纳米SiO2不仅可以提高CA砂浆的抗压强度，还能有效延缓CA砂浆的抗压疲劳变形发展，显著延长其抗压疲劳寿命，其中纳米SiO2掺量为1%时改善效果最佳，平均疲劳寿命提高了96.5%。此外，纳米SiO2可以降低CA砂浆的温度敏感性，并有效延缓因温度、疲劳应力水平增加引起的抗压疲劳损伤加剧现象。
关键词： 板式无砟轨道; CA砂浆; 纳米SiO2; 温度效应; 疲劳劣化; 疲劳寿命
基金项目： 浙江省自然科学基金项目(LGEY25E090010、LY20E080006);浙大城市学院科研培育基金资助课题(X-202107、X-202109)
引文格式： 吴熙，詹智涛，郑宁，等. 温度效应下纳米SiO2改性CA砂浆疲劳性能分析[J]. 市政技术，2025，43(9)：306-317. (WU X，ZHAN Z T， ZHENG N，et al. Analysis of fatigue performance of nano-SiO2 modified CA mortar under temperature effect[J]. Journal of municipal technology，2025，43(9)：306-317.)