沥青是一种能溶于有机溶剂,常温下呈固体、半固体或液体状态的有机胶结材料。沥青具有良好的粘结性、塑性和不透水性,且有加热后溶化、冷却后粘性增大等特点,因而被广泛用于建筑物的防水、防潮、防渗、防腐等工程中。在水利水电工程中,沥青常用于防水层、绅缩缝、止水及坝体防渗工程。
沥青混凝土是由粗骨料(碎石、卵石)、细骨料(砂、石屑)、填充料(矿粉)组成连续级配,和沥青按适当比例配制搅拌成混合物,经过浇筑、压实而成。
(一)沥青混凝土的分类
1.按骨料级配和种类分
可分为粗级配、密级配、细级配混凝土。
(1)粗级配。指粗粒式沥青混凝土混合料中最大骨料粒径为35mm。
(2)密级配。指中粒式沥青混凝土混合料中最大骨料粒径为25mm。
(3)细级配。指细粒式沥青混凝土混合料中最大骨料粒径为15mm。
(4)沥青砂浆。指砂质沥青混凝土最大骨料粒径为5mm。
2.按用途分
可分为水工沥青混凝土、道路沥青混凝土。
3.按压实后的密实度分
按混合料(指粗骨料、细骨料、填充料)压实后的密实度分类,水工常用的沥青混凝土为碾压式沥青混凝土,分开级配、密级配和碎石型混凝土。
(1)开级配沥青混凝土。孔隙率大于5%,含少量或不含矿粉。渗透级k =10~2 cm/s左右,适用于防渗斜墙的整平胶结层和排水层。
(2)密级配沥青混凝土。孔隙率小于5%,级配良好,含一定量的矿粉。渗透级k=10~7 cm/s左右,适用于防渗斜墙的防渗层沥青混凝土和岸边接头沥青混凝土。
(3)碎石型混凝土。孔隙率15% ,通常亦用作整平胶结层和排水层。
4.按施工方法分
可分为碾压式沥青混凝土和浇灌式沥青混凝土。通常沥青混凝土用热拌沥青、混合料,用碾压法施工,混合料流动性小;沥青砂浆用浇筑法施工,混合料流动性大。
(二)防水涂料
主要用稀释沥青(分快凝、中凝、慢凝稀释沥青)冷涂,沥青掺量一般为30%~60%(按质量计),针入度为60~150,稀释沥青将逐渐被乳化沥青所取代。
(三)沥青的技术指标
主要包括针入度、粘滞度、延伸度、软化点。
1.针入度
测定粘稠沥青粘性的指标。通常采用沥青温度25 ℃、测定针入度标准针的重量为100 g、时间为35s 时,标准针插入试件中的深度,以1/10 mm 计,针入度愈小,沥青愈硬。
针入度的平均值即为沥青牌号。
2.粘滞度
适用测定液体沥青的粘性。通常采用25 ℃液体沥青,流孔直径3 mm时,流出50mL试样所需时间(s)来表示。粘滞度愈小,液体沥青粘性愈低。
3.延伸度
沥青在外力作用下的变形能力。将沥青制成8 字形标试件,一般放在25 ℃水中,按拉伸速度为5 cm/min至断裂时的伸长度(以cm计),称为延伸度。延伸度愈大,沥青塑性愈好。
4.软化点
沥青在受热后由固态转化为一定流动状态的温度,称为软化点。
(四)沥青的种类
分为地沥青和焦油沥青两类。地沥青又分为天然沥青与石油沥青,工程上一般用石油沥青。
石油沥青又可分为道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青、乳化石油沥青。工程上一般采用道路石油沥青。石油沥青的三大技术指标为针入度、软化点、延伸度。
在我国SD220—87《土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范》中,对水工沥青混凝土建议采用石油沥青100甲、60甲(道路石油沥青)。
主要指标见表12-59。
表12-59 水工沥青混凝土主要指标表(www.xing528.com)
(五)沥青的选用
(1)对表面防渗,一般选用针入度为40~100(1/10mm)、软化点为50 ℃的直馏石油沥青(将提炼汽油、柴油、润滑油后的油渣,经过减压蒸馏,得到不同稠度的沥青,为直馏石油沥青)。
(2)对于防渗墙的基层涂层及防渗层沥青混凝土的层间结合涂层,可米用乳化沥青,采用冷施工方法。乳化沥青污染小,用量少,劳动条件好,将逐步取代稀释沥青。
(六)填充料
填充料一般指0.074mm以下的颗粒细粉(简称矿粉)。常用的填充料有石灰岩粉、水泥等。
(七)外加剂
在混合料中加入的石棉、消石灰或水泥等,石棉掺量一般为混合料的1%~2%,消石灰(或水泥)的掺量一般为矿质含量的2%~3%。
(八)配合比
沥青混凝土的配合比,应通过试验确定,在无实际资料的情况下,可参考有关资料选取。
(九)防渗墙沥青混凝土
1.沥青的采用
根据SD220—87,一般可采用60甲、100甲(针入度)的沥青牌号,北方地区采用低温抗裂性能好的100甲标号的沥青,南方地区采用60甲牌号的沥青。
2.矿质材料
包括骨料、填料两部分,水工沥青混凝土的骨料,建议采用碱性岩石的碎石作为骨料,细骨料可采用人工砂或天然砂。
(1)粗骨料。密度2.5 g/cm3,吸水率不大于3%,含泥量小于0.5%,针片状含量不大于10%,超径量小于5%,逊径量小于10%。
(2)细骨料。含泥量小于2%,不能使用风化砂。
(3)骨料的最大粒径。根据SD220—87规定,骨料最大粒径不大于1/3 铺筑层厚度,且不超过25mm;对无防渗层要求的整平胶结层,不超过铺筑层厚度的1/2,且不大于35mm。例如,铺筑层厚为5cm,防渗层最大骨料粒径为15mm,平整层胶结层为25mm,则防渗层可选用5~20mm的小石价格,整平胶结层可选用20~40mm的中石价格。
(4)填料。指0.075mm的矿粉,它与沥青组合成胶结料。
(5)矿粉种类。石灰岩粉、白云岩粉、大理石粉、磨细的矿渣、粉煤灰、水泥、滑石粉等。
(6)掺料。可提高沥青与矿粉的粘附性,可掺入再生橡胶、天然橡胶、消石灰、水泥、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、石棉等。
(十)沥青混凝土单价计算
1.半成品单价
沥青混凝土半成品单价,系指组成沥青混凝土配合比的多种材料的价格。其组成主要为:
(1)沥青。按SD220—87 要求,北方地区采用低温抗裂性能较好的100 甲沥青,南方地区采用60 甲沥青。
(2)粗骨料。须采用石灰石、大理石、白云石等轧制的碱性骨料。
(3)细骨料。可用天然砂或人工砂。
(4)石屑、矿粉。石屑为碱性料,矿粉指小于0.075mm的石灰石粉及磨细的矿渣、粉煤灰、滑石粉等。
计算时,根据设计要求、工程部位选取配合比计算半成品单价。配合比的各项材料用量,应按试验资料计算。如无试验资料时,可参考现行概算定额附录九“沥青混凝土材料配合表”确定。
2.沥青混凝土运输单价
沥青混凝土运输单价计算同普通混凝土。根据施工组织设计选定的施工方案,分别计算水平运输和垂直运输单价,再按沥青混凝土运输数量乘以每立方米沥青混凝土运输费用计入沥青混凝土单价。
这里,应注意包括垂直运输单价的计算(普通混凝土在现行概算浇筑定额中已含垂直运输因素,不单独计算),水平和垂直运输单价都只能计算直接费,以免重复。
3.沥青混凝土铺筑单价
(1)沥青混凝土心墙。沥青混凝土心墙铺筑内容包括模板制作、安装、拆除、修理,配料,加温,拌合,铺筑,夯压及施工层铺筑前处理等工作。
现行概算定额按心墙厚度、施工方法(夯压或灌注)、立模型式(木模或干砌石模)分列子目,以成品方为计量单位。
(2)沥青混凝土斜墙。沥青混凝土斜墙铺筑包括配料、加温、拌制、摊铺、碾压、接缝加热等工作。定额按开级配、密级配和岸边接头、人工摊铺和机械摊铺列子目。
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