【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的增強,現(xiàn)代水利工程正朝著大規(guī)模、高壩體,高耐久性、環(huán)保性、經(jīng)濟性的方向發(fā)展。水工瀝青混凝土防滲工程有著環(huán)保、抗凍、抗?jié)B、耐久性好、施工節(jié)奏快等優(yōu)點,已經(jīng)成為當前眾多水利工程的首選形式。而目前對水工瀝青混凝土的研究主要集中在力學性能方面,在配合比的設(shè)計與選擇、變形性能的規(guī)律及影響因素、外加劑的使用、施工質(zhì)量控制等方面還存在許多不足,但這些方面對水工瀝青混凝土的發(fā)展有重要的意義。本文以水工瀝青混凝土為研究對象,采用室內(nèi)試驗手段,研究瀝青混凝土的配合比的優(yōu)選方法及蠕變性能,為水工瀝青混凝土的相關(guān)研究和工程應用提供一定參考。首先,本文歸納了水工瀝青混凝土防滲工程的材料及結(jié)構(gòu)特點,并且對現(xiàn)有的水工瀝青混凝土配合比設(shè)計方法進行分析,在此基礎(chǔ)上采用正交試驗方案,依據(jù)已有的試驗研究成果及工程經(jīng)驗,對級配指數(shù)、填料含量、油石比分別采用了3個水平:級配指數(shù)為0.35、0.38、0.41;填料含量為13%、15%、17%;油石比為6.6%、6.9%、7.2%,設(shè)計了共9組正交試驗方案。其次,通過對9組配合比的水工瀝青混凝土分別進行馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗、單軸壓縮試驗、熱穩(wěn)定性試驗、水穩(wěn)定性試驗、拉伸試驗、小梁彎曲試驗、劈裂試驗、密度試驗,得出9組配合比水工瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度、流值等相應的試驗結(jié)果。由極差分析法對9組配合比的瀝青混凝土各項試驗結(jié)果進行了分析。分析發(fā)現(xiàn)油石比對絕大多數(shù)試驗結(jié)果的影響都大于填料含量和級配指數(shù)的影響。最后綜合分析優(yōu)選出的配合比為級配指數(shù)0.38、填料用量15%、油石比6.9%。最后,本文介紹了粘彈性材料,分析了其在不同的溫度及荷載條件下的性能差異。在此基礎(chǔ)上,通過對水工瀝青混凝土在10℃、20℃、30℃三種溫度條件下分別進行0.5MPa、0.75MPa、1MPa三種應力的共計9組蠕變試驗,由試驗結(jié)果得出相應的蠕變曲線,并對不同溫度和應力下的穩(wěn)態(tài)蠕變速率進行擬合。由蠕變曲線分析發(fā)現(xiàn):在應力相同時,當溫度升高,瀝青混凝土的蠕變曲線第一階段持續(xù)時間變短,應變速率增大,第一階段過程中產(chǎn)生的應變增大,穩(wěn)態(tài)蠕變速率K也會增大,經(jīng)過相同的時間,瀝青混凝土的整體變形增大較多。在溫度相同時,隨著荷載的增大,瀝青混凝土的變形速率增大,并且會以較大的變形速率進入穩(wěn)態(tài)蠕變期,經(jīng)過相同的時間瀝青混凝土會產(chǎn)生更大的變形。由穩(wěn)態(tài)蠕變速率得出了不同溫度及荷載條件下的擬合直線,得到的擬合結(jié)果有較好的規(guī)律性。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV431
【圖文】：

131—基礎(chǔ)截水墻；2—黏性材料；3—灌漿帷幕；4—壩體；5—心墻過渡層；6—心墻圖2-2 水工瀝青混凝土心墻壩典型結(jié)構(gòu)斷面示意圖水工瀝青混凝土心墻主要具有如下特點：（1）受環(huán)境影響小。瀝青混凝土心墻不直接與外界接觸，并且被兩側(cè)壩體包圍，外界的光照，溫度對其影響特別小，耐久性好；（2）抗震性能較好。若在地震作用下產(chǎn)生裂縫，經(jīng)過一定的時間也能自愈，繼續(xù)發(fā)揮防滲作用；（3）變形性好。瀝青混凝土心墻對環(huán)境變形適應力強，對壩體的要求比防滲面板低；（4）瀝青混凝土心墻一般垂直設(shè)置在壩體中部，可以在壩體兩側(cè)發(fā)揮防滲作用，下游也可根據(jù)需要進行蓄水；（5）滲漏易于監(jiān)控，若出現(xiàn)滲漏，滲水可通過壩體內(nèi)部的集水溝收集并從下游排出；（6）壩體的施工與心墻的施工會互相產(chǎn)生影響

[55]層對瀝青混凝土的滲透系數(shù)和孔隙率之間的關(guān)系做過研究，得出滲透系數(shù)與孔隙率關(guān)系圖2-3。由圖可以看出，孔隙率小于3%時，瀝青混凝土可以認為是不透水的。所以在現(xiàn)在的實際工程中，對瀝青混凝土的孔隙率要求也是小于3%，以此滿足不透水的要求。另外，當瀝青混凝土處在水流作用下時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會因為其特殊的粘彈性材料的特性而產(chǎn)生變化，滲透系數(shù)會降低，水壓力的升高會使瀝青混凝土的滲透系數(shù)降低。溫度對滲透系數(shù)則沒有明顯影響。表2-1 不同瀝青滲透系數(shù)瀝青種類 針入度(25℃，0.1mm) 相對密度(15℃) 滲透系數(shù)(cm/s)直餾石油瀝青15 1.030 1.22×10-125 1.036 0.84×10-12氧化石油瀝青

19a) 軟化點試驗示意圖 b) 軟化點試驗儀圖3-3 軟化點試驗瀝青的三大指標是目前對于瀝青性能檢測與描述的最重要的參考依據(jù)，瀝青的選擇要根據(jù)不同的工程實際情況做出相應的選擇，氣候條件、地質(zhì)情況、工程用途、所處環(huán)境都會對瀝青的使用情況造成巨大影響。水工瀝青主要用在大壩防滲工程中，所處環(huán)境相對穩(wěn)定，要考慮的主要因素即為年平均氣溫，大壩形式，受力特點和施工方式等，做好瀝青種類及標號的選擇，對防滲工程的正常運作有重要的意義。本試驗選用的是70號基質(zhì)瀝青，各項指標的要求及實測值如表3-2。表3-2 瀝青試驗結(jié)果表項目 技術(shù)要求 實測值針入度(25℃，0.1mm) 60~80 72.5延度(15℃，5cm/min

【參考文獻】

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本文編號：2786776