压实方法对水工建筑物中沥青混凝土特性的影响（上）

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摘要：用于水工建筑物防渗的沥青混凝土具有弹性和韧性，可以避免由于差异位移和剪力变形造成的膨胀、开裂及渗漏，沥青混凝土的应力-应变-强度特性，明显取决于配合比及配合材料的特性，然而在很大程度上也取决于为达到规定密度（空气孔隙率）而采用的压实方法。本文通过对4种不同方法压实至同一初始密度的试验室试样以及由振动碾压实的沥青混凝土大坝心墙中钻取的现场试样进行三轴试验，并比较试验结果对此予以研究。

关键词：压实方法 水工建筑物 沥青 混凝土 特性 影响

沥青混凝土可用于多种水工建筑物防渗，诸如大坝、堤、水库及渠道。用于大坝时，防渗部分可能由上游面衬砌或内部心墙组成，其沥青混凝土中沥青含量比公路和机场铺面所用的沥青混凝土中沥青含量高，并且通常被压实至某一密度，使其空气孔隙率小于3%。

水工建筑物中所用沥青混凝土的最重要的工程特性是其浇注和压实期间的施工性能，不透水性以及可避免因不良的现场应力和变形条件而产生开裂的弹性与韧性。沥青混凝土的粘稠性使其具有优越的裂隙自愈能力。

当设计沥青混凝土配比时，其应力-应变特性由试验室压实的三轴试样确定。这些特性经常用于比如分区土石坝的有限元分析以确定沥青混凝土心墙和相邻渐变区中的应力和变形。

以对照为目的，从现场压实的沥青混凝土中取出原状样，以确保现场特性满足基于试验室试样的设计规程。在进行此项比较时发现尽管现场和试验室的沥青混凝土完全一样，而且，所用试样的密度也相同，但现场取芯试样和试验室制备试样的应力-应变特性却可能截然不同。

观察到含有沥青混凝土心墙的土石坝与上述现场试样及试验室试样间的差异。比如奥地利的Finstertal大坝[1998.6]，南非的Greater Ceres大坝[1997]及中国的Maopingxi大坝，后者现在作为三峡工程的一部分正在施工。这种现象带来了不确定性并受到关注，但还没有人对其系统地进行研究并给予满意的解释。

本文所述研究范围如下：

·确定试验室压实方法对三轴应力—应变—强度特性的影响；

·比较试验室压实和现场压实沥青混凝土的应力——应变特性，并解释材料特性的差异；

·推荐所产生的应力——应变特性和现场振动碾压实法所得的应力——应变特性最为相似的一种试验室压实方法。

1 本研究所用的沥青混凝土配合比

整个研究过程中沥青混凝土配合比及配合材料性质均保持不变。骨料颗粒粒径分布服从Fuller分布：