不同施工因素对沥青混凝土心墙层间结合质量的影响研究

摘要

沥青混凝土心墙是土石坝非土质防渗体的一种，通常都是分层铺筑施工的，分层厚度约为25cm。沥青混凝土心墙一般为0.5～1.2m厚，心墙结合面总是大家所关心的重点，也是公认的防渗体的薄弱环节。在施工过程中，受气温、降雨、取芯等客观因素的影响，心墙层面温度会低于规范要求的70℃，要继续施工就必须加热层面；由于沥青材料有很大的粘性，振动碾轮上会沾上一部分热料，目前工程界通常采用喷洒柴油的方法来防粘，但柴油属于有机溶剂，会污染心墙层面甚至影响层间结合，而且成本高，通过试验研究发现向心墙层面洒水防粘效果显著且无污染。因此，就必须研究如何保证沥青混凝土心墙在不同施工因素下的层间结合质量。
　　本文结合中叶水库沥青混凝土心墙工程，借助西安理工大学沥青实验室的仪器设备，模拟了130℃、40℃，20℃、-3.5℃四种层面温度和采用向层面洒水的措施且层面温度为80℃，70℃、60℃、50℃共8种工况下沥青混凝土的施工过程，进行了渗气、劈裂、小梁弯曲试验，研究不同工况对心墙层间结合质量的影响。得出以下结论：
　　1.层面温度为-3.5℃时，不加热层面，只将摊铺后的上层160℃热沥青混合料静置30min，结合面处防渗性和力学性能较非结合面变化不大。层间结合良好。
　　2.在模拟心墙施工过程中，向层面洒水后，击实机具上几乎完全不沾沥青混合料，防坫效果明显。将上层160℃热料静置30min，结合面处防渗性和力学性能较非结合面变化不大。层间结合良好。
　　3.在模拟心墙施工过程中，不加热层面，只将上层160℃热料静置30min，结合面沥青混凝土抗弯强度和弯曲应变较非结合面变化不大，均满足质量要求；结合面的强度和应变随层面温度的降低而降低，当层面温度为40℃时，强度和应变均下降了约10％，下降幅度较小，可将此温度作为无需加热层面的允许最低温度。
　　4.在模拟心墙施工过程中，向心墙层面洒水后，结合面沥青混凝土抗弯强度和弯曲应变较非结合面变化不大，均满足质量要求；结合面处的强度和应变随层面温度的降低而降低，当层面温度为75℃时，强度下降了约5%，应变均下降了约10%，下降幅度较小，可将此温度作为采用该措施下无需加热层面的允许最低温度。该措施不会对心墙层间结合质量造成影响，可在同类工程中使用。
　　5.本文是在沥青标号为70，油石比为6.9的条件下模拟心墙施工得到的结论，在实际工程中，沥青混合料的体积很大，散热很慢，保温效果更好，或者采用更高标号的沥青、更大的油石比，都将使得无需加热层面的允许最低温度可以降得更低，工程效果更好。

目录

声明

1绪论

1.1沥青混凝土心墙在国内外的成长历程

1.2碾压式沥青混凝土心墙的特点及优越性

1.3研究背景

1.4本论文的研究方法

1.5本论文的结构体系

2.1工程介绍

2.2现场摊铺试验

2.3本章小结

3.1试验原材料

3.2配合比选择的方法

3.3主要试验及设备

3.4本章小结

4.1模拟心墙施工

4.2试件切割方案

4.3低温条件下沥青混凝土结合面渗透试验成果

4.4低温条件下沥青混凝土劈裂试验成果

4.5不同层面温度下结合面小梁弯曲试验成果

4.6本章小结

5.1当前沥青混凝土碾压措施存在的问题

5.2模拟心墙施工

5.3洒水法对结合面性能的影响分析

5.4采用洒水法时不同层面温度下结合面小梁弯曲试验成果

5.5本章小结

6.1 GeoStudio软件简介

6.2温度场计算基本原理

6.3碾压式沥青混凝土心墙温度场计算

6.4本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附录