水坝防渗面板密断级配富沥青混凝土配合比设计方法.pdf
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1、公路交通技 术 2 0 1 0年 6月 第 3期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t J u n 2 0 1 0 N o 3 水坝防渗面板密断级配富沥青 混凝土配合 比设计方法 何金棠 ,葛折圣 ( 1 广东省长大公路工程有限公司,广州5 1 1 4 3 1 ;2 华南理工大学 ,广州5 1 0 6 4 1 ) 摘要:提 出改进的粗集料骨架孔隙填充法,并以此作为密断级配富沥青混凝土混合料的设计方法。试验评价证 明使用该方法设计 的混合料各项性能指标均满足要 求 ,故极 具推 广价值 。 关键词:水3 - 材料
2、;沥青混凝土;级配;设计;方法 文章编号 :1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 0 2 5 0 4 中图分类号 :U 4 1 4 1 文献标 识码 :A De s i g n Me t h o d s f o r Mix Ra t i o o f De n s e Ga p Gr a d i n g As p h a lt Ric h Co n c r e t e f o r l mp e r v iou s F a c e Sla b s o f Da m HE J i n t a n g ,G E Z h e s h e n g 2 Abs t r a c
3、t :Thi s pa p e r p r o po s e s a mod i fie d c oa r s e a g g r e ga t e s k e l e t o n po r e s fil l i ng me t ho d a s t h e d e s i g n m e t ho d f o r d e ns e g a p gr a de d m i xt u r e a s ph a l t r i c h c o n c r e t e m i xt ur eTh e e va l ua t i o n vi a t e s t p r o v e s t h a
4、t v a r i o u s p e r f o r ma n c e i n d i c e s o f t h e mi x t u r e d e s i gn e d b y t h i s me t h o d c o n f o r m t o r e q u i r e me n t s T h i s me t h o d h a s h i 曲l y p r o mo t i o n a l v a l u e Ke y wo r d s : h y d r a u l i c ma t e r i a l s ; a s p h a l t c o n c r e t e
5、 ; gra d i n g ; d e s i g n ; me t h o d 水坝防渗面板沥青混凝土的性能要求是抗渗性 能 、变形稳定性 、抗裂性能 、裂缝 自愈能力和耐久 性等。这些要求之间具有一定 的矛盾性 ,主要表现 为高温、斜坡变形稳定性与抗渗 、抗裂 、低温性能 之间的矛盾 。已有研究认为 ,密断级配富沥青混凝 土能够较好地平衡这些矛盾性的要求 ,代表 国内外 沥青混凝土级配发展方向。密断级配混凝 土的粗骨 料 以单一粒径为主 ,细集料适当填充 ,形成嵌挤 、 密实骨架结构 ,因而具有 良好 的变形稳定 性。而 且 ,富沥青混凝土 的沥青含量高 ,具有优 良的防 渗 、抗裂和低
6、温性能 】 。 上世纪 9 0年代初 ,张 肖宁等提出了一种按体 积设计沥青混凝土配合 比的方法粗集料骨架空 隙填充法( C o u r s e A g g r e g a t e V o i d F i l l i n g Me t h o d ,简 称 C A V F法 ) 。该方法既强调粗集料骨架的嵌挤作 用 ,又充分利用细集料 的填充 、粘结作用 ,把嵌 挤原则和填充原则有机地结合起来 , 从而全面提高 沥青混凝土的性能。 目前 ,该方法已广泛应用于道 路工程 中密断级配沥青混凝土配合 比设计 ,设计的 沥青混凝土表现 出良好 的使用性 能 。然而 ,该 方法还存在一些重要的技术问题需
7、要解决 ,如在混 收稿 日期 :2 0 1 0 0 1 1 5 作者简 介:何金棠 ( 1 9 6 3 一 ) ,男 ,广东省兴宁市人 ,大专 ,工程师 凝土实测空隙率与设计空隙率之间存在一定的差异 和未考虑矿料吸收沥青对混凝士 陛能的影响等。 本文对 C A V F法进行 了改进 ,并应用于设计水 坝防渗面板密断级配富沥青混凝土 ,通过试验评价 所设计 的沥青混凝土的力学性能。 1 C AVF的改进 1 1 CA VF法 C A V F法设计沥青混凝土 的基本思路是 :实测 粗集料骨架的空隙率,计算其空隙体积,使细集料 体积、沥青体积、矿粉体积及沥青混凝土最终设计 空隙体积之总和等于粗集料骨
8、架空隙体积。按照这 样的体积关系,粗集料、细集料、矿粉以及油石比 的质量百分率、粗集料骨架紧装空隙率及混合料设 计目标空隙率之问满足以下的方程: q + +q p =1 0 0 。 ( 1 ) 式中, 为粗集料 ,;q l 为细集料 ,; 为矿 粉 ,。 唧 一 ) + 告+ 。( 2 ) 式中 , 为粗集料紧装密度 ,g c m ; 分别为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 1 0生 细集料和矿粉的表观密度 ,g c m 3 ; 为沥青密度 , g c m ;q 。 为油石 比 ,; ( 晰 为粗集料骨架 紧 装空隙率,; 为混合料设计目标
9、空隙率,。 通常 ,材料密度和 晰 为 已知量 ,可以在 q 。 、 q p 、 和 等 5个变量中预先确定 3个变 量的设计值,利用上述 2 个方程计算得出其余 2 个 变量的设计结果 。一般将粗 、细集料 的 q 、 作为 未知变量进行设计。 由式( 2 ) 可见 ,该设计 方法采用的粗集料骨架 嵌挤标准 为沥青混合料 中的粗集料 间隙率最大值 c A 珊 c ,从而导致按 照该方法设计的沥青 混合料实测空隙率往往小于设计空隙率l l。另外 , 式( 1 ) 、( 2 ) 中采用的是油石比,未区分有效沥青和 集料吸收的沥青 ,未考虑矿料吸收沥青对混合料性 能的影响。 1 2 沥青混凝土中粗
10、集料骨架嵌挤的新标准 目前常用的粗集料骨架嵌挤形成标准 1 A y c A 是美国从 欧洲 引进一种密断级配沥青 昆 合 料 S MA的过程 中 ,为了比欧洲更加强调粗骨架 的 重要性而提出来的罔 。 在美国的 S MA设计指南中,规定 1 A 眦 的测 量方法采用干捣实法,是利用粗集料试件的体积法 测量毛体积密度来计算 。对于混合料 ,V C A _则是 应用马歇尔击实试件的水 中重法测得的毛体积密度 来计算。 对 比 1 A 晰 和 V C A 的测量方法可知 ,两者 的试验方法有如下不 同:一是压实方法不 同,前者 用铁棒插捣密实 ,后者为重锤 冲击压实 , 两者的 压实功能无可 比性
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