玉滩水库扩建工程水工沥青混凝土配合比试验研究.pdf
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1、 5 0 水 利 水 电 5 2 程 设 计D WR H E 2 0 1 3年 第 3 2卷 第 2期 玉滩水库扩建工程水工沥青混凝土 配合比试验研究 余梁蜀 苏广新 王永 生 摘 要 重庆 市玉滩水 库扩建工 程主坝采用沥青混凝土心墙 防渗 作 为水工建筑物 上的一种 新型防渗材料 影响水 工沥青混凝土性能的 因素很 多,主要有 组成 沥青 混凝土原材料 ( 包括沥青、 骨料和填料 ) 的性质、矿料 的级配、填料含 量、油石 比等。在试验的基础上 。研究矿料 的级配指 数、填 料含 量、油石 比对水工 沥青混凝 土性能 的影响 ,优选 玉 滩水库主坝心墙沥青混凝 土的配合 比。 关键 词 玉
2、滩水库 防渗心墙 水 工沥青混凝土 配合比 试验研究 中图分类号T V3 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 7 6 9 8 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 5 0 0 4 重 庆 市 玉滩 水 库 扩建 工 程 主 坝 坝 型 为 沥 青 混 凝土心墙石渣坝 , 沥青混凝土心墙作为坝体 的防渗 结构 , 既要有高的防渗性 能 , 又要有一定的强 度和 变 形 能力 。影 响沥青 混 凝 土性 能 的 因素很 多 , 有 组 成其原材料( 沥青 、 骨料 、 填料) 的性能 、 矿料的最大 粒径 、 矿料的级配 、 油石比( 沥青混合料中沥青质量 与沥青混合料中矿料质量的 比
3、值 ) 、 填料 的用量等。 本文 结 合玉 滩水 库 扩建 工 程 , 在选 定 的 沥青 混凝 土 原 材料 基 础 上 。 通过 大 量 的试 验 。 分 析 研究 矿 料 的 级 配 、 油 石 比 、 填 料 的用 量 对 心 墙 防 渗 结 构 中 沥青 混凝土性能的影响, 并推荐合理 的沥青混凝土配合 比 1 试验 用 配 合 比的 设 计 1 1 试 验用 原材料 的选 择 依据 D 5 3 6 3 2 0 0 6 水工碾压式沥青混凝 土施工规范 中对沥青混凝土原材料 的要求 ,本 次研 究所 选原 材料 性能 如下 。 ( 1 )沥青 。克拉玛依 7 0 沥青 ,其性能指标检
4、 测 结 果 为 针 入 度 7 0 8 ( 0 1 mm) ,软 化 点 4 8 6 , 1 5 延 度 1 9 5 c m。 ( 2 )粗 骨 料 。采 用 碱 性 岩 石破 碎 后 作 为 粗 骨 料 ,破碎后粒径 2 3 5 1 9 m m,其性能指标 为吸水 率 0 6 1 5 ,压碎率 9 8 7 ,与沥青 的黏结力等级 为 5 一 级 。 ( 3 )细 骨 料 。采 用 加 工 碱 性 岩 石 破 碎 后 的人 工砂 ,经破 碎 的人 工 砂 粒径 为 2 3 5 0 0 7 5 mm,其 性能为耐久性( 5 次硫酸钠溶液循环后重量损失 ) 0 9 。 水稳 定等 级 为 9级
5、。 ( 4 )填料 。本次试 验研究采用 的填料其性 能 为亲水 系数 0 6 4 1 。 1 _ 2 试 验 用配合 比参数 的选 择 1 2 1 矿料级配参数的选择 矿料级配参数包括最大矿料粒径 D 一、级配指 数 r 或粗细骨料率和填料用量 F 。矿料级配的确定 采用最 大密级配理论和富勒级配曲线 ,即西安理 工大学丁朴荣教授提出的级配公式 该公式被现行 水工沥青混凝土设计规范所采用 ,计算 公式如下 : :F+( 1 0 0 一F) 二 : ( 1 ) J ) 二 一 。 7 4 、 式中: 筛孔 d 的通过率 ,; 粒 径小 于 0 0 7 4 m m 的填 料用量 : D 广矿 料
6、最 大粒 径 ,mm; 某 一筛 孔尺 寸 ,mm; o7 填料最大粒径 0 0 7 4 mm; 级配 指数 。 本 次 试 验 研 究 根 据 以往 的 工 程 经 验 和 研 究 经 验 ,选 择 矿 料 最 大 粒 径 D 一= 1 9 mm;矿 料 级 配 指 数 r 从 O 3 7到 0 4 3 变 化 。 填 料 用量 ( 填料 用 量是 填 料在 矿 料 中所 占的 比 重 ) 对沥 青 混凝 土 的性 能 影 响也 大 ,对 于 心墙 沥青 混凝 土填 料 用 量一 般 在 1 0 1 6 之 间 ,本 次 试验 初选填料用量为 :1 0 、1 2 、1 4 、1 6 。 1
7、2 2 油 石 比的选择 油石 比对沥青混凝 土的性 能影 响很大 ,根据 许 多 工 程 经 验 ,对 于心 墙 沥青 混 凝 土 油 石 比一 般 在 6 0 7 5 之 间 本 次试 验研 究 初 选 油 石 比 为 : 6 - 2 、6 5 、6 8 、7 1 。 余 梁蜀 等 玉 滩 水 库 扩 建 工 程 水 工 沥 青 混 凝 土 配 合 比 试 验 研 究 5 1 -3 兰 一 , m 2试 验 方 法 和 试 验 结 果 采 用 上 述 原 材 料 和 配 合 比 参 数 进 行 组 合 ,粗 骨 一 。 。 料 最大粒 径选 为 1 9 mm,由级 配指 数 、填料 用量
8、和 2 1 试验 方法 的选 择 油石 比 3个参数的变化组成 2 0种配合 比。见表 1 。 沥青混凝土 的防渗性能可 以用孔隙率 和渗透 表 1 试验用沥青混凝土配合 比及孔隙率和劈裂试验结果 配比编号 最大粒径, m m 级配指数 r 填料用量 油石 比 劈裂强度 M P a 劈裂位移 m m 孔隙率 注:矿料 总重为 1 0 0 油石 比按 沥青 占矿料 总重 的百分数计算 。 系 数 来 表 示 施 工规 范规 定 对 于 防渗 层 所 用 沥青 混凝土要求马歇尔试件的孔隙率小于 2 现场芯 样 的孔 隙率 小 于 3 ;渗 透 系 数是 采 用 渗透 试 验来 测定 ,与孑 L 隙
9、率 的测定相 比较 ,渗透试验所需时 间长 ,因此本次研究沥青混凝土 的防渗性采用测 定其孔 隙率 的方法 。研究沥青混凝土 的强度和变 形性 能可 以采用小梁弯 曲试验 、劈裂试验 、拉伸 试验等方法 ,本次研究选用劈裂试验 。劈裂试验 的最大 特点 就是 试验 速度 快 ,节省 试验 时 间 。 2 I 2试验 结 果 对 表 1所列 的 2 0种 配 合 比 。根 据 D 【 I 5 3 6 2 2 0 0 6 水工沥青混凝土试验规程制成标准沥青 混凝土马歇尔试件 ,进行孑 L 隙率测试和劈裂( 温度 1 7 0加 荷 速度 5 0 m mi n ) 试验 试验结 果见表 1( 每组均为
10、 3个试件 ,表中所列结果是每组试验的 平均值) 。劈裂强度取峰值荷载计算 ,计算公式为: R 0 0 0 6 2 8 7 P 1 ( 2 ) 式 中 :R 厂劈 裂强度 ,MP a ; P 厂试验荷载最大值 ,N; 试件高度 。m m。 3 酉 冶 析 根 据 表 1的试 验结 果 分 别 分 析研 究 油石 比 、 填 料用 量 和级 配指 数对 沥青 混凝 土性 能 的影 响 。 3 1 油 石 比对沥 青混 凝土性 能 的影 响 取 粗 骨料 最 大 粒 径 为 1 9 m m级 配指 数 O 4 0 , 填料用量取 1 2 、1 4 。在 以上条件下研究油石 比对孔隙率 、劈裂强度及
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- 水库 扩建工程 水工 沥青 混凝土 配合 试验 研究
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