CN102519860A - 具有防渗功能的沥青混凝土的抗渗试验方法 - Google Patents

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王德库
李艳萍
马智法
雷秀玲
王科峰
徐岩彬
郭学仲
隋伟
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Abstract

本发明涉及一种具有防渗功能的沥青混凝土的抗渗试验方法，属于沥青混凝土的抗渗试验方法。包括取室内成型试件，或加工至标准尺寸的芯样，6个试件为一组；试件安装到具有上下承压仓的抗渗试模中，将整个安装好的试件安装到混凝土抗渗仪上，增加水压，并随时观察试模中透水石断面情况；并记录此时水压力，结果处理。发明的优点是：反映了沥青混凝土防渗工程的实际状况；提出了符合工程运行实际的沥青混凝土试样制作方法，使检测结果更有针对性，更能准确的评价工程实际质量。

Description

具有防渗功能的沥青混凝土的抗渗试验方法
技术领域
本发明属于一种沥青混凝土的抗渗试验方法。
背景技术
水工沥青混凝土多用于工程防渗，因此制定能真实反映工程实际的沥青混凝土抗渗试验方法，对于工程质量控制和安全运行尤为重要。现行规程（《水工沥青混凝土试验规程》DL/T5362-2006）中反映水工沥青混凝土抗渗性能的渗透试验方法为常水头或变水头的低水压渗透试验，以达西定律为理论基础，其试验模型假定与传统的土工渗透试验方法相近，既沥青混凝土在常水头或变水头作用下会在一定时间内由单位横截面上渗透过去，形成一定的渗水量。由于水工防渗沥青混凝土为憎水基材料，密实性很高，没有贯通性孔隙，采用该方法进行渗透试验时根本测不出水工防渗沥青混凝土完好状态下的渗透系数。同时在进行沥青混凝土渗透系数试验时，在变水头或是常水头长期作用下易使柔性的沥青混凝土产生变形，致使渗透装置中有渗流水溢出，产生错误试验结果。
结合水工沥青混凝土材料特性及其工程运行实际情况，借鉴传统的水泥混凝土抗渗等级试验方法，克服沥青混凝土试样在逐级加压过程中产生的柔性变形对试验结果的影响，完善符合工程实际的沥青混凝土试样取样和制样方法。
发明内容
本发明提供一种具有防渗功能的沥青混凝土的抗渗试验方法，能够反映工程实际的防渗沥青混凝土抗渗试验方法。
本发明采用的技术方案包括如下步骤：
①选取室内成型试件，或加工至标准尺寸的芯样，6个试件为一组；
②将试件安装到具有上下承压仓的抗渗试模中，具体是：将抗渗试模倒置，在上承压仓放置相应尺寸透水石并铺垫同直径滤纸；试件仓放置沥青混凝土试件，试件表面铺垫与试件同直径滤纸，浇入沥青胶泥，略高于试件表面；待沥青胶泥冷却，用平口刀清理高出试件表面的胶泥，铺垫滤纸，在下承压仓放置透水石；
③将整个安装好的试件安装到混凝土抗渗仪上，水压从0.1MPa开始，以后每隔8h增加0.1MPa水压，并随时观察试模中透水石断面情况；当6个试件中有3个试件表面的透水石有渗水现象时，或加至规定压力在8h内6个试件中表面渗水少于3个时，即停止试验，并记录此时水压力；
    ④结果处理
     沥青混凝土抗渗等级，以每组6个试件中两个出现渗水时的最大水压力表示，抗渗等级按如下公式计算：
      W=10H-1
 式中 W：沥青混凝土抗渗等级；
 H：6个试件中2个渗水时的水压力，MPa。
该发明基于防渗工程所用防渗材料多受不同水压作用，因此逐级加压方法对防渗沥青混凝土试样进行抗渗试验，最终得出沥青混凝土抗渗等级作为防渗沥青混凝土的实验结果；由于防渗沥青混凝土的沥青含量较高，变型较大，表现为低温冷缩、高温柔性，甚至流淌。在具体应用时需要进行适当限制。如沥青混凝土面板坝在沥青混凝土底部采用垫层料等坝壳料来限制沥青混凝土的变形，沥青混凝土心墙坝在沥青混凝土心墙两侧采用过渡料等坝壳料来限制沥青混凝土的变形，结合沥青混凝土防渗工程这一实际情况，本发明利用透水石作为透水承压装置设置在沥青混凝土抗渗试样的上下部，使防渗沥青混凝土试样的测试结果更能反映工程实际情况。根据防渗沥青混凝土的挡水方向，首次提出了符合工程实际情况的取样和制样方法。
本发明适用范围：用于防渗工程的广义沥青混凝土抗渗能力的设计研究、施工过程中的沥青混凝土抗渗性能评价。
本发明的优点是：利用透水石模拟防渗工程中的散粒料带，在沥青混凝土上下方分别增加承压结构，使检测过程试件不易变形，且水压均匀，这一发明使沥青混凝土可以进行高水头、长时间的渗透试验，试验结果更能反映工程实际情况；发明可以和混凝土抗渗试验仪对接的抗渗试模，减少了附属设备投入；提出并实现利用抗渗等级评价沥青混凝土材料的抗渗能力，反映了沥青混凝土防渗工程的实际状况；提出了符合工程运行实际的沥青混凝土试样制作方法，使检测结果更有针对性，更能准确的评价工程实际质量；抗渗试模的试样仓采用楔形结构，因此使在水压力作用下密封材料愈加密实，避免了由于试验过程中由于密封材料漏水试验终止的现象。
附图说明
图1是本发明抗渗试模的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实验状态参考图。
具体实施方式
①选取室内成型试件，或加工至标准尺寸的芯样，6个试件为一组；
②将试件安装到具有上下承压仓的抗渗试模中，具体是：将抗渗试模倒置，在上承压仓放置相应尺寸透水石并铺垫同直径滤纸；试件仓放置沥青混凝土试件，试件表面铺垫与试件同直径滤纸，浇入沥青胶泥，略高于试件表面；待沥青胶泥冷却，用平口刀清理高出试件表面的胶泥，铺垫滤纸，在下承压仓放置透水石；
③将整个安装好的试件安装到混凝土抗渗仪上，水压从0.1MPa开始，以后每隔8h增加0.1MPa水压，并随时观察试模中透水石断面情况；当6个试件中有3个试件表面的透水石有渗水现象时，或加至规定压力在8h内6个试件中表面渗水少于3个时，即停止试验，并记录此时水压力；
    ④结果处理
     沥青混凝土抗渗等级，以每组6个试件中两个出现渗水时的最大水压力表示，抗渗等级按如下公式计算：
      W=10H-1
 式中 W：沥青混凝土抗渗等级；
 H：6个试件中2个渗水时的水压力，MPa。
  若压力加至规定数值，在8h内，6个试件表面渗水试件少于2个，则试件的抗渗等级大于规定值。
本发明所述的制样方法包括：
在防渗工程的广义沥青混凝土配合比设计过程中，其抗渗试件成型方法应充分考虑该材料的应用形式。
沥青混凝土面板坝宜用钻机垂直沥青混凝土表面钻取10cm的沥青混凝土芯样，而后加工成高度为6.4cm的圆柱型试验试件。
沥青混凝土心墙坝及其接缝部位宜用钻机垂直沥青混凝土表面先钻取15cm的大芯样，在芯样取出前应标记出芯样迎水方向，而后取出芯样将其固定，利用钻机沿迎水方向钻取直径为10cm的芯样，而后加工成高度为6.4cm的圆柱型试验试件。
本发明检测设备及材料：混凝土抗渗仪、抗渗试模、透水石、沥青胶泥。
其中抗渗试模的结构是：包括下部圆环状连接体1，其上有混凝土抗渗仪连接孔；试模主体2内部从下到上，分别为下承压仓3、试件仓4、上承压仓5，且主体内部的试件仓是上小下大的楔形结构。
下面结合试验例进一步说明本发明。
试验例：某工程沥青混凝土渗透性试验
某水利工程坝前水位70m，进行沥青混凝土配合比试验，要求结合工程具体情况评估沥青混凝土挡水性能是否满足要求，采用现行规程《水工沥青混凝土试验规程》（DL/T5362-2006）的渗透试验方法进行评定渗透性能结果如下：
1）首先利用常水头试验方法进行检测试验结果96小时渗透水量为0，继续观测96小时至120小时产生3ml渗透水量，而后120小时至10天均为出现渗水现象。取出试件后发现试件背水方向有明显突起点状痕迹，且其位置基本与试验装置中多孔透水板的孔洞吻合。
2）而后利用变水头试验方法进行检测，具体结果表现为开始试验96小时内水位变化差基本无变化，继续观测96小时至120小时产生1.5cm水位差变化，而后120小时至10天均为变化。取出试件后发现试件背水方向有明显突起点状痕迹，且其位置基本与试验装置中多孔透水板的孔洞吻合。
按着现行规程说明的两种方法进行试验，说明沥青混凝土在常水压和变水压作用短时间均无渗漏量产生，随着时间推移试验装置测出部分渗流量，而过段时间后试验表现出来的渗流消失，通过上述试验过程现象和试验后试件形态可以说明试验所产生的渗流量为沥青混凝土发生变形，挤压装置水，产生的试验假象。同时试验所的结果也未表征现有沥青混凝土是否能满足工程所挡水头抗渗要求。
采用专利表述发明各步骤方法进行试验，加压至0.8MPa后沥青混凝土试件均为出现渗漏现象，换算为挡水高程为80m，因此试验结果可直观的表征沥青混凝土抗渗性能满足工程最大防渗挡水要求。

Claims (1)

1.一种具有防渗功能的沥青混凝土的抗渗试验方法，其特征在于包括如下步骤：
①选取室内成型试件，或加工至标准尺寸的芯样，6个试件为一组；
②将试件安装到具有上下承压仓的抗渗试模中，具体是：将抗渗试模倒置，在上承压仓放置相应尺寸透水石并铺垫同直径滤纸；试件仓放置沥青混凝土试件，试件表面铺垫与试件同直径滤纸，浇入沥青胶泥，略高于试件表面；待沥青胶泥冷却，用平口刀清理高出试件表面的胶泥，铺垫滤纸，在下承压仓放置透水石；
③将整个安装好的试件安装到混凝土抗渗仪上，水压从0.1MPa开始，以后每隔8h增加0.1MPa水压，并随时观察试模中透水石断面情况；当6个试件中有3个试件表面的透水石有渗水现象时，或加至规定压力在8h内6个试件中表面渗水少于3个时，即停止试验，并记录此时水压力；
    ④结果处理
     沥青混凝土抗渗等级，以每组6个试件中两个出现渗水时的最大水压力表示，抗渗等级按如下公式计算：
      W=10H-1
 式中 W：沥青混凝土抗渗等级；
 H：6个试件中2个渗水时的水压力，MPa。
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