沥青混凝土空隙率与击实次数的关系

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1、第11卷第2期中国水利水电科学研究院学报Vo1．11No．22013年6月JournalofChinaInstituteofWaterRes0urcesandHydr0p0werResearchJune,2013文章编号：1672—3031(2013)02—0144—07沥青混凝土空隙率与击实次数的关系刘增宏，黄昊，郝巨涛，汪正业／x(中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038)摘要：密度和空隙率是沥青混凝土的重要技术指标。通过室内马歇尔试件击实试验，对沥青混凝土密度和空隙率与马歇尔击实次数的相关关

2、系进行试验研究，得出统计规律。依据统计规律对宝泉上水库防渗面板施工过程中整平层和防渗层沥青混凝土密度和空隙率检测试验结果进行统计计算，分析总结出宝泉上水库沥青混凝土防渗面板工程现场施工试验结果与室内击实次数的的对应关系，研究得出的沥青混凝土密度和空隙率与马歇尔击实次数统计关系可供未来工程参考。关键词：沥青混凝土；密度；空隙率；击实；碾压中图分类号：TV431文献标识码：A1研究背景沥青混凝土空隙率系指压实沥青混凝土中空隙的体积占沥青混凝土总体积的百分率，空隙率的大小反映沥青混凝土的密实度，在沥青混凝土配合比设计及现场施工质量控制中

3、有着举足轻重的作用，可以说，沥青混凝土空隙率是检测和评价沥青混凝土施工质量的最直接最有效的指标。沥青混凝土的功用不同，对其空隙率(密实度)的大小要求不同，如防渗层对沥青混凝土的抗渗要求高，空隙率要求不超过3％。整平层和排水层要求沥青混凝土具有排水功能，而要求空隙率较大。宝泉抽水蓄能电站沥青混凝土面板工程要求防渗层空隙率≤3．0％，整平层空隙率10％～14％。沥青混凝土空隙率大小首先与混合料配合比有关，矿料级配越细，沥青含量越高，空隙率越小，反之，则越大。所以在配合比试验阶段，空隙率是确定最优级配和最佳沥青含量的重要指标之一。其次，

4、空隙率与碾压荷载和碾压温度等施工条件有关，在合适的温度条件下，荷载越大，空隙率越小，其中，碾压温度很重要，温度过高，混合料更接近不可压缩流体，无法承受碾压荷载，所以不可能充分压实；温度过低，沥青混凝土已失去应有的黏塑性，同样不能有效压实。所以，水工碾压式沥青混凝土施工规范(DL／T5363—2006)对沥青混合料的碾压温度要求根据现场铺筑试验确定，这是场外工业性试验的一项主要内容。沥青混凝土配合比是决定其空隙率的内因，首先配合比决定了混合料松散状态下的空隙率，其次决定沥青混合料的可压缩性(当然这种可压缩性与温度等条件有关)，最终决

5、定可能达到的最小空隙率(极限密实度)；碾压条件(荷载、温度等)是决定空隙率(密实度)的外因，是实现混合料从松散空隙率到最小空隙率变化的条件。在宝泉上水库沥青混凝土面板工程工业性试验阶段，通过对不同类型的沥青混合料采用不同的击实次数成型马歇尔试件，测试其空隙率，并且与合同要求的空隙率指标进行对比。一方面检测现场碾压效果，另一方面检验现场碾压效果与室内击实次数的相关性。2整平层沥青混凝土空隙率和击实次数的关系整平层沥青混凝土配合比见表1。工业性试验现场碾压施工工艺为：摊铺温度145~C～180~C；初收稿日期：2012—05—15作者

6、简介：刘增宏(1963一)，男，陕西耀县人，高级工程师，主要从事沥青混凝土等防渗材料研究。E-mail：liuzh@iwhmom一144—沥青混凝土空隙率与击实次数的关系刘增宏黄吴郝巨涛汪正兴碾温度120~C~140~C；终碾温度100~C～120~C；碾压设备3．6tHAMM振动碾；碾压遍数为动碾2遍、3遍、4遍，静碾2遍。通过对现场芯样进行密度和空隙率检测反映现场碾压效果。整平层现场取芯密度及空隙率测试结果见表2。表l整平层沥青混凝土配合比表2整平层现场取芯密度及空隙率测试结果注：测试僵每个工况9个。根据表2中芯样密度及空隙率

7、测试结果碾压2遍、3遍、4遍的效果非常接近，而且均满足工程设计要求，故从施工效率考虑，碾压2遍经济合理。现场取混合料样品室内成型马歇尔试件，成型温度和现场一致，140~C±5℃，采用不同击实次数。沥青混合料的最大密度(理论密度)为2．570g／cm。试件的密度和空隙率测试结果见表3。从表3中可以看出，整平层沥青混凝土的密度随击实次数的增加而增大，空隙率随击实次数的增加而减小，密度和空隙率的变化梯度均随击实次数的增加急剧衰减。当击实次数增加到一定程度，密度和空隙率都不再明显变化。说明击实次数增加到一定程度，不再产生击实效果。表3测试

8、结果的相关关系见图1。整平层沥青混凝土密度／空隙率和击实次数的拟合曲线可表示为：P=2．568一f2．568—2．007)e一。"一0．297(1)=(2．568一P)／2．568×100％(2)式中：P为密度，g／cm；为空隙率，％；n为击实次数