楊秀凱

摘 要：為取得碾壓瀝青混凝土及過(guò)渡料的最優(yōu)施工工藝參數(shù)，以及堆石壩填筑施工工藝，確保尼日利亞宗格魯水電站壩體填筑的施工質(zhì)量，故對(duì)選用的瀝青混凝土及過(guò)渡料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)填筑碾壓工藝試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：瀝青砼;施工工藝;試驗(yàn);參數(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.097

1 工程概述

宗格魯（Zungeru）水電站攔河大壩由碾壓混凝土重力壩段及左右岸瀝青混凝土心墻堆石壩段構(gòu)成，總長(zhǎng)2360m，其中左岸瀝青混凝土心墻堆石壩段長(zhǎng)130m，右岸瀝青混凝土心墻堆石壩段長(zhǎng)1140m，共計(jì)1270m。瀝青混凝土心墻堆石壩頂寬10m，頂高程EL.235.00m，最大壩高85m，上游壩坡1：2.2，下游壩坡1：2.0。壩體由瀝青混凝土心墻、上游過(guò)渡料I和II區(qū)、下游過(guò)渡料I和II區(qū)、上下游堆石料及上下游干砌塊石護(hù)坡等部分組成。

2 工藝試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）驗(yàn)證瀝青混凝土配合比;

（2）確定符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的、適合該項(xiàng)目的粗細(xì)骨料、礦粉或水泥的加熱溫度、瀝青混合料出機(jī)口溫度、碾壓溫度;

（3）確定瀝青混凝土的上料、攤鋪方式;攤鋪厚度、壓實(shí)方式、最佳壓實(shí)遍數(shù)、最佳壓實(shí)溫度;

（4）確定過(guò)渡料的攤鋪厚度、壓實(shí)方式、最佳壓實(shí)遍數(shù);

（5）檢驗(yàn)瀝青混凝土與基座水泥混凝土接縫、瀝青混凝土層間縫施工工藝的合理性。

3 工藝試驗(yàn)內(nèi)容

（1）瀝青混凝土在瀝青拌合樓的配料、拌和試驗(yàn);

（2）瀝青混凝土運(yùn)輸、上料及鋪筑試驗(yàn)，包括人工攤鋪及攤鋪機(jī)攤鋪;

（3）瀝青混凝土與常規(guī)水泥混凝土接縫、瀝青混凝土自身層間的結(jié)合效果試驗(yàn);

（4）瀝青混凝土心墻與過(guò)渡界面進(jìn)行層間密實(shí)飽滿度檢驗(yàn);

（5）過(guò)渡料的鋪筑試驗(yàn)，包括過(guò)渡料I的機(jī)械攤鋪及過(guò)渡料I、II的人工攤鋪;

（6）瀝青混凝土、過(guò)渡料I、過(guò)渡料II及壩殼料的填筑順序及工藝試驗(yàn);

（7）瀝青混凝土鉆孔取芯，抽提試驗(yàn)、馬歇爾穩(wěn)定及流值試驗(yàn)等室內(nèi)試驗(yàn);

（8）過(guò)渡料I、II的相對(duì)密度及級(jí)配分析試驗(yàn)。

4 試驗(yàn)場(chǎng)地

（1）試驗(yàn)場(chǎng)地選在瀝青拌和站旁，骨料倉(cāng)平臺(tái)。場(chǎng)地結(jié)構(gòu)尺寸為22.6×35.1m，試驗(yàn)場(chǎng)地用平地機(jī)整平、18t自行式振動(dòng)碾碾壓，壓實(shí)度不小于98%。試驗(yàn)基座混凝土為C25混凝土，基座混凝土結(jié)構(gòu)尺寸為31.3m（長(zhǎng)）×8m（寬）×0.3m（高）。

（2）當(dāng)已澆筑的基座混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)將要攤鋪瀝青混凝土的部位要進(jìn)行鑿毛并沖洗干凈，并待干燥后（如有潮濕部位必須用液化氣噴火槍加熱烘干），在其上部噴射（或涂刷）一層稀釋瀝青。稀釋瀝青的配合比采用：瀝青﹕煤油（汽油）=3.5：6.5。稀釋瀝青可采用噴霧器噴射（噴射比涂刷更均勻），一定要噴射均勻，不得有漏噴現(xiàn)象，用量為0.15～0.2kg/m2。待稀釋瀝青中煤油（汽油）充分揮發(fā)、干涸后，再在稀釋瀝青上均勻攤鋪一層2.0cm厚的瀝青砂漿，瀝青砂漿的配合比采用：瀝青﹕水泥﹕人工砂=1：2：2。

5 工藝試驗(yàn)程序及方法

5.1 瀝青混凝土的配料、拌和試驗(yàn)

（1）檢驗(yàn)拌合樓骨料級(jí)配是否符合瀝青混凝土技術(shù)要求。對(duì)各級(jí)儲(chǔ)料倉(cāng)進(jìn)行超、遜徑檢測(cè)、篩分試驗(yàn)，以檢驗(yàn)拌和樓的二次篩分是否符合級(jí)配要求。骨料最佳篩分比例見下表：

（2）檢驗(yàn)混合料的比例是否符合施工推薦配合比，同時(shí)校驗(yàn)拌合樓稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及精確度。按推薦施工配合比進(jìn)行瀝青混凝土混合料干拌（不加瀝青）試驗(yàn);當(dāng)拌合均勻后取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn)，以檢驗(yàn)混合礦料之間的比例與推薦配合比相吻合程度。

（3）確定骨料及瀝青的加熱情況及溫度控制。以瀝青加熱溫度140℃～160℃、骨料加熱溫度170℃～190℃、礦粉不加熱、拌和后瀝青混合料出機(jī)溫度160℃±10℃為宜。

（4）檢驗(yàn)瀝青混合料出機(jī)口溫度，校準(zhǔn)混合料的配合比。瀝青混合料干拌級(jí)配滿足要求后，按推薦配合比進(jìn)行瀝青混合料的拌和，拌和均勻后在出機(jī)口檢驗(yàn)瀝青混合料溫度是否滿足要求。同時(shí)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，驗(yàn)證瀝青混合料中各成分之間的比例與推薦比例是否相同。推薦配合比見下表：

（5）確定瀝青砼的混合料拌和順序及時(shí)間。先進(jìn)粗骨料、細(xì)骨料、粉料（水泥或砂）后拌15s，然后加入瀝青后拌45s，確定經(jīng)過(guò)拌和達(dá)到瀝青混合料色澤均勻、光亮，無(wú)花白料。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

5.2.1 場(chǎng)地布置

現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置于瀝青混凝土拌合樓邊，模擬施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑一塊長(zhǎng)31.3m，寬8m，高30cm，標(biāo)號(hào)為C25的水泥混凝土基座，在其上部模擬攤鋪及碾壓試驗(yàn)。

5.2.2 水泥混凝土基座的處理

當(dāng)已澆筑的基座混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)將要攤鋪瀝青砼的條帶部位要進(jìn)行鑿毛并沖洗干凈，并待干燥后（如有潮濕部位必須用液化氣噴火槍加熱烘干），在其上部噴射（或涂刷）一層稀釋瀝青。稀釋瀝青的配合比采用：瀝青﹕煤油（汽油）=3.5：6.5。稀釋瀝青可采用噴霧器噴射（噴射比涂刷更均勻），一定要噴射均勻，不得有漏噴現(xiàn)象，用量為0.15～0.2kg/m2。待稀釋瀝青中煤油（汽油）充分揮發(fā)、干涸后，再在稀釋瀝青上均勻攤鋪一層2.0cm厚的瀝青砂漿，瀝青砂漿的配合比采用：瀝青﹕水泥﹕人工砂=1：2：2，瀝青砂漿在瀝青拌合樓拌制。

5.2.3 混合料的運(yùn)輸溫度損失試驗(yàn)檢測(cè)

將瀝青樓拌和好的瀝青混凝土裝入運(yùn)輸自卸車，測(cè)其溫度。待瀝青混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)并靜置15min后，再測(cè)試其溫度，兩者之間的溫差即為該運(yùn)輸條件下的溫度損失，以此保證瀝青混凝土的入倉(cāng)溫度。

5.2.4 試驗(yàn)層、段劃分

試驗(yàn)共分3層，每層攤鋪厚度均為27cm，第一、二層分3段，每段10米，第三層分2段，每段15米。

5.2.5 瀝青混凝土、過(guò)渡料攤鋪碾壓施工工藝

（1）人工攤鋪、碾壓工藝流程（條帶末端擴(kuò)散段位置）：基座表面鑿毛、清理——噴射（或涂刷）稀釋瀝青——瀝青砂漿攤鋪——測(cè)量放樣——立模板（預(yù)先已制作好的定型模板）——過(guò)渡料攤鋪——過(guò)渡料靜碾兩遍——攤鋪瀝青混凝土——拆除模板——過(guò)渡料碾壓（靜碾1遍，動(dòng)碾1遍）——瀝青混合料碾壓——過(guò)渡料補(bǔ)碾（按設(shè)計(jì)遍數(shù)碾壓）——收倉(cāng)碾壓瀝青混凝土。

（2）機(jī)械攤鋪碾壓工藝流程：基座表面鑿毛、清理——噴射（或涂刷）稀釋瀝青——瀝青砂漿攤鋪——測(cè)量復(fù)核——過(guò)渡料、瀝青混凝土分別裝入攤鋪機(jī)——攤鋪機(jī)攤鋪——過(guò)渡料碾壓（靜碾1遍，動(dòng)碾1遍）——瀝青混凝土碾壓——過(guò)渡料補(bǔ)碾（按設(shè)計(jì)遍數(shù)碾壓）——收倉(cāng)碾壓瀝青混凝土。

5.2.6 碾壓參數(shù)選取

瀝青混凝土的碾壓要求振動(dòng)碾行走速度控制在25m～30m/min，攤鋪厚度為27cm，碾壓溫度暫時(shí)定為三種區(qū)間：135～140℃、140～145℃、145～150℃，具體實(shí)施方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)可作適當(dāng)調(diào)整。

心墻的碾壓方式為：BW80AD-5振動(dòng)碾靜碾2遍 + 動(dòng)碾（4、6、8遍）+靜碾2遍（收光）。心墻兩側(cè)輔助以過(guò)渡料現(xiàn)場(chǎng)碾壓工藝。

第一層，寬度為100cm，分為三段，固定碾壓溫度為145℃，碾壓遍數(shù)為BW80AD-5振動(dòng)碾靜碾2遍 + 動(dòng)碾（4、6、8遍）+靜碾2遍（收光）。目的是找出最佳碾壓遍數(shù)。

第二層寬度為100cm，分為三段，用第一層確定的最佳碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，碾壓溫度分為135～140℃、140～145℃、145～150℃三種區(qū)間，目的是找出最佳碾壓溫度。

第三層寬度為100cm，分為兩段。第一段瀝青攤鋪前將下層瀝青混凝土表面加熱至70℃以上，第二段攤鋪前下層不進(jìn)行加熱處理。目的是驗(yàn)證溫度對(duì)層間結(jié)合的影響。

每一層段瀝青混凝土攤鋪后，在其上部分別取樣，送至試驗(yàn)室，檢測(cè)其最大密度、瀝青含量及礦料級(jí)配。每一層碾壓完畢后，待瀝青混凝土冷卻后用滲氣儀先測(cè)定其滲透系數(shù)，然后在相對(duì)應(yīng)的位置鉆孔取芯，測(cè)試芯樣密度及孔隙率。

5.2.7 瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)的質(zhì)量檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)的檢測(cè)應(yīng)嚴(yán)格按《水工瀝青混凝土試驗(yàn)規(guī)程》等有關(guān)規(guī)程、規(guī)范進(jìn)行。檢測(cè)內(nèi)容可包括技術(shù)規(guī)范要求的全項(xiàng)內(nèi)容，可采用現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)、混合料取樣、鉆孔取樣、無(wú)損檢測(cè)等方式進(jìn)行。

（1）對(duì)本次現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)所采用的料源（瀝青、礦料）進(jìn)行物理、力學(xué)性能檢測(cè)。同時(shí)對(duì)瀝青混合料的拌和制備質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和控制。

（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)核子密度儀試驗(yàn)和鉆孔取芯試驗(yàn)的對(duì)比，建立核子密度儀讀數(shù)與實(shí)際密度值之間的關(guān)系。

（3）按照孔隙率等效的方法，通過(guò)攤鋪試驗(yàn)確定反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的等效馬歇爾試件擊實(shí)次數(shù)。

（4）攤鋪完成后，對(duì)瀝青混合料進(jìn)行外觀檢查并記錄，然后取樣，完成瀝青混合料的瀝青用量、礦料級(jí)配、孔隙率、馬歇爾穩(wěn)定度（60℃）和流值、滲透系數(shù)，并在碾壓前測(cè)定瀝青混合料溫度，記錄攤鋪厚度、寬度。

（5）碾壓完成后。

1）記錄其碾壓后的厚度、寬度、溫度。

2）采用無(wú)損檢測(cè)的方法對(duì)瀝青混凝土密度（核子密度儀）、滲透系數(shù)（滲氣儀）進(jìn)行檢測(cè)。

3）鉆孔取芯后肉眼觀察瀝青混凝土接縫、層面間的結(jié)合情況。以下兩種結(jié)合面分別檢查：一是瀝青混凝土與水泥混凝土層間結(jié)合面，二是瀝青混凝土層間結(jié)合面。

4）檢驗(yàn)過(guò)渡料與瀝青混凝土間的結(jié)合情況。

5）當(dāng)瀝青混凝土碾壓完成并冷卻至接近氣溫的條件下，鉆孔取芯，進(jìn)行瀝青混凝土的物理力學(xué)性能試驗(yàn)，包括瀝青混凝土配合比（抽提試驗(yàn)）、密度、孔隙率、抗?jié)B指標(biāo)、馬歇爾穩(wěn)定度和流值、小梁彎曲。總的試驗(yàn)項(xiàng)目如下表：

5.3 兩側(cè)過(guò)渡料碾壓試驗(yàn)

5.3.1 過(guò)渡料指標(biāo)要求

瀝青混凝土心墻上下游側(cè)過(guò)渡料按設(shè)計(jì)要求的級(jí)配進(jìn)行備料。施工時(shí)與瀝青混凝土心墻同步進(jìn)行攤鋪、碾壓。

5.3.2 過(guò)渡料鋪筑及碾壓

過(guò)渡料采用ZL50GL裝載機(jī)及挖機(jī)鋪筑，人工輔助攤平。攤鋪厚度為27cm。過(guò)渡料I寬1m，過(guò)渡料II寬2m。

過(guò)渡料采用德國(guó)BOMAG公司生產(chǎn)的BW120AD-5雙輪振動(dòng)碾碾壓。振動(dòng)碾行走速度控制在25～30m/min。先在瀝青混合料碾壓前靜碾1遍，動(dòng)碾1遍。之后跟隨瀝青混凝土進(jìn)行動(dòng)碾，動(dòng)碾遍數(shù)為：第一層動(dòng)碾4遍，第二層動(dòng)碾6遍，第三層動(dòng)碾8遍。最后再靜碾2遍。

5.3.3 過(guò)渡料取樣

依據(jù)過(guò)渡料填筑的檢測(cè)規(guī)范，校驗(yàn)相對(duì)密度、孔隙率、含水率等相關(guān)指標(biāo)，具體詳見試驗(yàn)規(guī)程。然后選定最佳碾壓方式。

6 質(zhì)量控制措施

（1）保證瀝青混凝土及過(guò)渡料帶的位置、填筑范圍尺寸、原材料級(jí)配、粒徑范圍以及壓實(shí)質(zhì)量均應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。

（2）過(guò)渡帶的攤鋪厚度宜與瀝青混凝土心墻攤鋪厚度相匹配，適當(dāng)稍薄于瀝青混凝土攤鋪厚度。

（3）不允許瀝青混凝土、過(guò)渡料造成粗骨料集中和架空現(xiàn)象。

（4）保證過(guò)渡帶與相鄰層次之間的填筑材料界線，分段鋪筑時(shí)，必須做好接縫處各層之間連接，不能出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)或折斷現(xiàn)象。

（5）現(xiàn)場(chǎng)不允許有漏碾現(xiàn)象。

（6）瀝青混凝土收面后，需加蓋保護(hù)，以防止瀝青表面破壞。

參考文獻(xiàn)：

[1]水工碾壓式瀝青混凝土施工規(guī)范DL/T 5363-2016[S].

[2]水工瀝青混凝土試驗(yàn)規(guī)程DL/T 5362-2006[S].

[3]土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范SL501-2010[S].

[4]水工瀝青混凝土施工規(guī)范SL514-2013[S].