沥青混凝土心墙坝综述

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1、沥青混凝土是用沥青将天然或人工矿物骨料、填充料及各种掺加料等胶结在一起所形成的一种人工合成材料。它具有良好的柔性，能较好的适应结构的变形；其次它具有优越的耐久性和防渗性；再则在严寒地区、高山或潮湿多雨地带都可迅速施工；另外当温度达到一定范围时，它又近于熔融状态，很便于修补。因此，非常适应做水工结构的防渗体。一、国内外使用沥青混凝土作为防渗体的概况以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝始于20世纪30年代，至今已建造了200多座沥青混凝土面板堆石坝、沥青混凝土作为衬砌护面的库岸和一定数量的沥青混凝土心墙坝。早期在国内建设的以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝在运

2、行过程中，由于部分工程的设计、施工水平以及沥青品质等问题，致使工程出现了问题。如牛头山沥青混凝土斜墙沙砾石坝，自1988年以来水库拱进行了六次全面检查，发现了大量的裂缝，左右岸齿墙接头部位均发现有贯穿裂缝。至2002年对牛头山沥青混凝土沙砾石坝已进行了四次修补，第一次修补：采取沿缝凿T型槽，红外线烘烤，然后回填原级配沥青混凝土的方法，使用这种方法，由于开凿面采用红外线反复烘烤，加速了沥青混凝土的老化，结合部位存在薄弱环节，使原来的一条缝变成了两条缝，因此此种方案修补不成功；第二次修补：采用便面粘贴SBS防水卷材，卷材用喷灯加热后粘贴，然而SBS的

3、抗拉强度相当低，卷材出现被拉裂现象，因此这种修补方案也不成功；第三次：采用表面粘贴氯化聚乙烯防水卷材，卷材与斜面用胶水冷贴，然而此种方法存在脱胶现象，另外卷材的覆盖使裂缝的宽度被隐蔽，会给大坝留下严重安全隐患；目前牛头山水库正用钢筋混凝土面板代替沥青混凝土面板进行防渗（从修补的过程来看，该水库大坝有不均匀沉陷的现象，而这种沉陷随着时间的推移在一直不断加深，在产生这样沉陷的情况下，如果用混凝土面板来防渗能保证大坝的渗漏在一定范围之内，那么用混凝土面板防渗的确是不错的选择。当然该坝坝体出现渗漏也并不能说全是防渗面板出现的问题，坝体的不均匀沉降是主要原

4、因）。因此，国内普遍对采用国内技术进行沥青混凝土施工缺乏信心，目前大多数水工沥青混凝土工程都在欧洲。关于国内以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝的修建，七十年代时我们国家修建了一部分这样的工程，但一些工程出现了问题，因此八十年代以后用沥青混凝土作为大坝防渗体的方案很少被采纳。九十年代以后随着天荒坪抽水蓄能电站（采用沥青混凝土面板防渗）、三峡工程茅坪溪土石坝（采用沥青混凝土心墙防渗）、四川南垭河冶勒工程（采用沥青混凝土心墙防渗）、河北张河湾抽水蓄能电站（上库采用沥青混凝土面板防渗）等工程的修建，以沥青混凝土作为防渗体的技术才又开始发展。国外已建的水工沥青

5、混凝土工程，大多数运行良好，发挥了预定的功能，当然也出现了一些问题。如CASTELLO坝在第一次蓄水时，在面板与底座处出现了50m长的张拉裂缝。另外还有一些工程的面板由于结构、施工质量、环境气候、沥青老化等因素出现了问题，影响运行。二、沥青混凝土的原材料沥青混凝土主要组成材料包括沥青、骨料、填充料。1、沥青沥青是沥青混凝土中的有机胶结材料，由碳氢化合物及非金属衍生物组成。在常温条件下呈固体、半固体或黏稠液体，不导电。（1）沥青的分类根据沥青材料的来源，可以将沥青分为地沥青和焦油沥青，其中地沥青还可以进一步分为石油沥青和天然沥青。另外目前也出现了改

6、性沥青。天然沥青是石油与岩层、岩石长期相互作用后形成的残留物。焦油沥青是干馏煤、木材、油母页岩、泥炭等有机材料所得的副产品。焦油沥青与石油沥青来源不同，化学成分不一样，性能也有所不同。焦油沥青塑性差，温度敏感性较大，黏度变化大，施工难以控制。同时游离碳含量高，在大气中不够稳定，易老化。另外焦油沥青中含有有毒物质所以水利工程中一般不采用焦油沥青。石油沥青是将石油炼制后残余的渣油，在适当工艺处理后得到的产品。根据处理工艺不同，石油沥青又可分为直镏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青。直镏沥青是将渣油经减压真空深拔或者经轻度氧化处理后得到的产品；氧化沥青是将渣

7、油加热并吹入空气氧化，使其缩合成更高的分子，而得到的粘度更高的产品，常温下呈固体；溶剂脱油沥青是对石蜡基原油的渣油经溶剂沉淀除去个别组分后得到的产品或半成品。石油沥青只是在施工中对操作员有一定的危害（沥青在施工过程中要加热到1000C以上，沥青中少量的有害物质挥发），而在正常运行情况下石油沥青是无害的。因此，目前工程中使用的都是石油沥青。本报告中后面也只是对石油沥青展开论述。改性沥青是通过向沥青中添加各种聚合物或其他材料从而使其一方面或多方面的性质得到改善的沥青。改性沥青在解决公路面层抗冻裂、防重载、抗车辙等方面已得到了广泛的应用，然而在水利工程

8、上应用还不是十分广泛。（2）沥青的化学组成石油沥青是由复杂的碳氢化合物与其非金属衍生物组成的混合物，是石油中分子量最大、密度最大、结构最