新疆某水库心墙碾压沥青混凝土配合比研究.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER60第 40卷第 4期0 引言沥青混凝土心墙作为水库的防渗体对水库的安全运行至关重要。沥青混凝土是由矿料与沥青在严格控制条件下拌和而成的混合料,具有防渗性能好、适应变形能力强和裂缝自愈能力强等特点,被广泛用于水利工程防渗系统中1。沥青混凝土配合比设计的主要任务是对各项设计指标提出要求,分别从物理力学性能、防渗及耐久性等方面分析材料的性能,优选出技术上可靠、经济上合理的配合比,以保证工程的安全运行可靠性。在沥青混凝土心墙坝的施工过程中,配合比对工程质量的影响至关重要。以新疆 BMD 水库工程为背景,研究沥青混凝土配合比设计,系统论述沥青混凝土配合比
2、设计方法。1 工程概况BMD 水库工程位于新疆生产建设兵团农十三师红星四场境内,BMD 渠首上游 1.2 km,为农新疆某水库心墙碾压沥青混凝土配合比研究杨波(新疆兵团勘测设计院集团股份有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:BMD 水库作为一座百米级的碾压混凝土心墙坝,其安全建设和运行对流域社会经济可持续发展具有举足轻重的作用。高沥青心墙坝对心墙沥青混凝土的性能要求较高,充分考虑不同高度沥青混凝土心墙的应力作用,通过室内试验优选出油石比:6.7%,级配指数:0.39,填料含量:12%和油石比:7.0%,级配指数:0.39,填料含量:13%的 2 组心墙沥青混凝土配合比。以适应坝体的应力
3、和变形,从而优化坝体结构。合理的心墙沥青混凝土配合比参数不仅能够减少试验工作量,控制工程建设成本,而且能够保证工程的安全运行。关键词:BMD 水库;心墙沥青混凝土;室内试验;配合比中图分类号:TV431+.5文献标识码:A文章编号:1006-3951(2024)04-0065-04DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.04.015Research on the Mix Ratio of Asphalt Concrete for Rolling Compaction of the Core Wall of a Reservoir in XinjiangYANG Bo
4、(XPCC Surveying&Designing Institute(Group)Co.,Ltd.,Urumqi 830000 China)Abstract:As a 100 meter level roller compacted concrete core wall dam,the safe construction and operation of BMD Reservoir play a crucial role in the sustainable development of the basins social and economic development.High asph
5、alt core wall dams require high performance of asphalt concrete for the core wall,and it is necessary to fully consider the stress effects of asphalt concrete core walls at different heights.Through indoor experiments,two sets of asphalt concrete mix proportions for core walls were selected,with an
6、oil stone ratio of 6.7%,a gradation index of 0.39,a filler content of 12%,and an oil stone ratio of 7.0%,a gradation index of 0.39,and a filler content of 13%.These mix proportions are suitable for the stress and deformation of the dam body,thereby optimizing the dam structure.Reasonable asphalt con
7、crete mix ratio parameters for core walls can not only reduce testing workload,control construction costs,but also ensure the safe operation of the project.Keywords:BMD Reservoir;core wall asphalt concrete;laboratory test;mix ratio收稿日期:2023-10-26基金项目:江西省青年基金项目(20212BAB214045)作者简介:杨波(1981-),女,四川仁寿人,高
8、级工程师,主要从事水利水电工程设计工作。*杨波 新疆某水库心墙碾压沥青混凝土配合比研究61十三师水资源配置规划中BMD河推荐的重点工程,具有灌溉、工业供水等综合利用功能2。枢纽工程由沥青混凝土心墙坝坝(最大坝高 128 m)、溢洪道、灌溉供水洞等组成。水库正常蓄水位1 543 m,总库容906104m3,控制灌溉面积5.1104亩,属等小(1)型工程。过滤料位于心墙的两侧,顶高程 1 545 m,由 C2、C4 砂砾石料场筛除 80 mm 以上粒径的砂砾料获得,水平宽度 3 m,等宽布置,相对密度不低于 0.85。水库防渗体采用沥青混凝土心墙,垂直布置,墙体轴线偏向上游,距坝轴线 3 m。心墙
9、顶宽 0.8 m,底宽 1.2 m,在底部做放大脚与基础相连。高程 1 545 1 505 m 段心墙厚度 80 cm,高程 1 505 1 465 m 段心墙厚度 100 cm,高程1 465 1 418.90 m 段心墙厚度 120 cm。2 原材料选择2.1 沥青沥青材料的选择除要考虑工程类别、当地气温、运用条件和施工要求外,还需考虑沥青混凝土的结构性能要求3-6。工程初步选用中国石油克拉玛依石化公司生产的 70 号(A)道路石油沥青进行心墙沥青混凝土配合比的试验研究。该沥青样品的主要技术性能指标见表 1,其性能满足 SL501-2010土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范7的要求。表 1
10、 沥青样品的技术性能表项目质量指标样品检测结果JTGF40-200470 号(A 级)SL5012010针入度(25,100g,5s)/0.1mm60 8060 8067.1延度(5cm/min,10)/cm 20 20 100软化点(环球法)/46 4649.42.2 矿料2.2.1 粗骨料根据规范规定,该工程心墙沥青混凝土骨料最大粒径 Dmax=19mm。经筛分,粗骨料分为9.5 19mm、4.75 9.5mm、2.36 4.75mm 的 3种粒级。粗骨料检测结果见表 2,根据检测结果可知,粗骨料质地坚硬,岩石新鲜;骨料为碱性骨料,与沥青具有较好的粘附性;各项性能指标均满足规范要求,可做为
11、心墙沥青混凝土粗骨料8-9。表 2 粗骨料性能检测结果表项目要求指标2.36 4.75mm4.75 9.5mm9.5 19mm表观密度/(g/cm3)2.62.702.712.71与沥青粘附性/级 45针片状颗粒含量/%254.1压碎值/%3017.7吸水率/%2.00.40.20.1含泥量/%0.50.40.30.3耐久性/%1212.2.2 细骨料试验用细骨料为粒径 0.075 2.36mm 的人工砂(破碎、筛取制得),检测结果见表 3。由检测结果可以看出,此次试验用细骨料级配良好,各项技术指标均满足沥青混凝土细骨料的技术要求,可以作为该水库心墙沥青混凝土的细骨料。施工中应充分考虑细骨料
12、0.075 2.36mm 粒级生产过程中石粉含量的影响,对施工配合比中填料用量进行必要的调整。表 3 细骨料性能检测结果表项目要求指标人工砂表观密度/(g/cm3)2.552.69吸水率/%2.00.5水稳定等级/级 610耐久性/%152有机质含量浅于标准色浅于标准色含泥量(石粉)/%20.53 配合比设计试验采用正交试验进行方案设计,选择矿料级配指数、填料用量和油石比(即沥青用量)3 个参数作为影响因素,每个因素取 3 4 个水平,因素水平见表 4。在沥青混凝土配合比试验中,以沥青混凝土试件密度、孔隙率、劈裂抗拉强度、稳定度和流值为评价指标,判断相应沥青混凝土配合比的性能。试验按 L9(3
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