唐浩中(新疆海天工程監(jiān)理有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

某水庫工程為為Ⅳ等小(1)型工程。大壩總長度為365.0 m，設(shè)計(jì)最大壩高51.3 m，壩基心墻基座高程為2 476.0 m，壩頂高程為2 525.30 m。壩體由瀝青混凝土心墻、過渡料區(qū)、砂礫石壩殼料區(qū)組成。壩體防滲體采用瀝青混凝土心墻下接混凝土防滲墻結(jié)合巖石帷幕灌漿的垂直防滲型式。瀝青心墻底部寬度1.5 m，高程2 476.0～2479.0 m由1.5 m漸變至0.7 m，高程2 479.0～2510.0 m，寬度為0.7 m，高程2 510.0～2 524.8 m，寬度為0.5 m。

1 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

防滲墻二期混凝土及心墻基座混凝土等級(jí)為C25F200W6，瀝青混凝土心墻主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為：容重大于2.4 t/m3，孔隙率小于3%，滲透系數(shù)小于1×10-8cm/s。各項(xiàng)指標(biāo)見表1。

表1 瀝青混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)表

2 質(zhì)量控制

2.1 瀝青混凝土配合比參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪實(shí)驗(yàn)

2.1.1 瀝青混凝土配合比參數(shù)選取

原材料。首先是確定骨料。骨料采用堿性骨料，判別的指標(biāo)為SiO2含量小于45%，能否使用酸性骨料也就是破碎的卵石要根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及堿性骨料可開采情況來確定，一般情況下酸性骨料和瀝青的結(jié)合其滲透效果比堿性骨料稍差，在堿性骨料無法開采的情況下需針得設(shè)計(jì)單位的允許并經(jīng)過試驗(yàn)才能使用酸性骨料。骨料的加工采用顎式破碎機(jī)、立軸沖擊式破碎機(jī)制取；其次是瀝青。瀝青選用克拉瑪依水工70#A。

配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路。確定粗細(xì)骨料、填料和瀝青材料互相配合的最佳組成比例。主要是礦料級(jí)配和油石比。礦料級(jí)配主要指粗細(xì)骨料、填料按其適當(dāng)比例配合使其具有最小的孔隙率和最大的摩擦力的合成級(jí)配。配比設(shè)計(jì)采用最大密度曲線理論進(jìn)行礦料級(jí)配的計(jì)算。本工程礦料級(jí)配共計(jì)酸性、堿性骨料組合24個(gè)。選用0.376、0.415這2個(gè)，填料用量分別用11%、12%、13%進(jìn)行礦料級(jí)配計(jì)算；礦料級(jí)配選定后油石比選用6.5%、6.8%、7.0%、7.2%這4個(gè)，制備瀝青混凝土試件進(jìn)行密度、孔隙率實(shí)驗(yàn)各拌制24組。通過實(shí)驗(yàn)成果分析選用n=0.376、填料用量12%、油石比7.2%和n=0.415、填料用量12%、油石比7.2%這2個(gè)配合比參數(shù)進(jìn)行瀝青混凝土性能試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括靜三軸實(shí)驗(yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)和滲透實(shí)驗(yàn)。最終選定n=0.376為推薦的瀝青混凝土配合比。

為指導(dǎo)瀝青混凝土心墻的施工，復(fù)核室內(nèi)實(shí)驗(yàn)推薦的瀝青混凝土配合比用于生產(chǎn)；掌握瀝青混凝土的拌合、運(yùn)輸、鋪筑、碾壓及檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的工藝流程，需提前進(jìn)行瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)攤鋪實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪實(shí)驗(yàn)成果，各項(xiàng)參數(shù)如下。

1)瀝青瑪蹄脂配合比參數(shù)為：瀝青∶填充料∶河砂=1∶2∶2(重量比)。

2)瀝青混凝土配合比參數(shù)見表2。

2.1.2 瀝青混凝土攤鋪實(shí)驗(yàn)

瀝青混凝土攤鋪實(shí)驗(yàn)。選用瀝青混合料攤鋪厚度為30 cm，兩側(cè)過渡料為30cm，瀝青混合料碾壓遍數(shù)選用8、10、12遍(往返為1遍)；過渡料碾壓遍數(shù)選用4、6、8遍(往返為2遍)。

碾壓參數(shù)：靜碾壓過渡料1遍→靜碾瀝青混合料1遍→動(dòng)碾過渡料3遍→動(dòng)碾瀝青混合料12遍→動(dòng)碾過渡料3遍→靜碾瀝青混合料1遍收光。過渡料采用3.0 t振動(dòng)碾，瀝青混合料采用1.7 t振動(dòng)碾，振動(dòng)碾行走速度25～30 m/min。心墻兩側(cè)附近10 cm范圍過渡料振動(dòng)不得進(jìn)行碾壓以免擠壓心墻。

溫度參數(shù)：拌合時(shí)瀝青溫度加熱至150～170℃，骨料溫度加熱控制在170～190℃。瀝青混凝土出機(jī)口溫度145～175℃，入倉溫度控制在140～170℃，初碾溫度控制在140～155℃，終碾溫度不得低于120℃。

表2 瀝青混凝土參數(shù)配合比表

碾壓試驗(yàn)是為施工取得具體參數(shù)。碾壓試驗(yàn)時(shí)所使用的設(shè)備、瀝青混凝土配合比、振動(dòng)碾行走速度、初碾溫度等在施工時(shí)不得隨意發(fā)生變化，否則需重新進(jìn)行碾壓實(shí)驗(yàn)。碾壓10遍的滲透系數(shù)通過試驗(yàn)得出結(jié)果為6.32×10-9g/cm3小于設(shè)計(jì)要求的1×10-8g/cm3。從碾壓實(shí)驗(yàn)芯樣檢測(cè)結(jié)果可以很直觀地看出隨著碾壓遍數(shù)的增加瀝青混凝土芯樣的密度逐漸增大，孔隙率逐漸減小。選取密度最大孔隙率最小的12遍做為施工參數(shù)(見表3)。

2.2 瀝青混凝土碾壓施工質(zhì)量控制

2.2.1 瀝青混合料的拌制

瀝青混凝土的拌合。瀝青混合料采用LB-1000型瀝青混凝土拌合樓。拌合出的瀝青混凝土要求色澤均勻、稀稠一致、無花白料，黃煙及其他現(xiàn)象。溫度根據(jù)規(guī)范要求控制在140～175℃之間。確保其經(jīng)過運(yùn)輸、攤鋪等熱量損失后的溫度能滿足瀝青混凝土碾壓溫度要求。

瀝青混合料拌合的質(zhì)量控制。①施工配合比的調(diào)整：拌合樓具有骨料級(jí)配的篩分系統(tǒng)，加熱的骨料要經(jīng)篩分系統(tǒng)進(jìn)行篩分。在施工過程中頭倉料要按照設(shè)計(jì)配比進(jìn)行拌制(不加瀝青)試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)取樣在試驗(yàn)室進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)計(jì)算出篩分的偏差進(jìn)行施工配合比的調(diào)整。②出料出現(xiàn)偏差的應(yīng)對(duì)：運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)的料發(fā)現(xiàn)級(jí)配明顯偏差較大、不均勻的情況要棄料處理。這方面的控制就要靠現(xiàn)場(chǎng)的盯倉施工員和旁站監(jiān)理員的施工經(jīng)驗(yàn)。

表3 碾壓試驗(yàn)芯樣試驗(yàn)結(jié)果表

2.2.2 瀝青混合料的碾壓施工

瀝青混凝土的施工分為人工攤鋪和機(jī)械攤鋪，與混凝土基座聯(lián)接的擴(kuò)大段無法用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪的部位要用人工攤鋪、人工夯實(shí)。瀝青混合料的入倉溫度為140～175℃，超過上下限的混合料嚴(yán)格禁止入倉，初碾溫度為140～155℃，終碾溫度不低于120℃，碾壓遍數(shù)和振動(dòng)碾的行走速度嚴(yán)格按照碾壓實(shí)驗(yàn)的參數(shù)進(jìn)行控制。

瀝青混凝土碾壓的質(zhì)量控制。①層面干凈程度：因取芯檢測(cè)、下雨、機(jī)械設(shè)備故障等原因?yàn)r青心墻暫停施工，這種停歇時(shí)間較長，倉面較臟的情況需要用水沖洗干凈，表面有熱污染的需加熱后鏟除處理。②層間結(jié)合質(zhì)量：對(duì)于層間結(jié)合的質(zhì)量主要靠溫度。由于各種原因?yàn)r青心墻停歇時(shí)間較長甚至完全涼透、底層溫度降至70℃以下時(shí)施工下一層，根據(jù)規(guī)范要求需加熱至70℃以上，實(shí)際施工操作采用兩套加熱設(shè)備先后緊跟著加熱，第一遍作用去除表面水汽及初步加熱，第二遍加至70℃。在施工過程中加熱要均勻、速度要慢否則加熱效果較差，加熱的區(qū)段要盡快入倉瀝青混合料。在停歇時(shí)間較長的情況下，下一層施工時(shí)和進(jìn)入10月天氣較涼時(shí)的瀝青心墻施工時(shí)，出倉的瀝青混合料溫度人為控制在160～175℃也就是規(guī)范規(guī)定的靠上限的溫度。反之在夏季炎熱的天氣施工時(shí)出倉溫度可以人為的控制在140～160℃，施工過程中每段可以盡快開始初碾的施工，同時(shí)也有利于溫度盡快降低至規(guī)范規(guī)定的90℃以下盡快施工下一層。因取芯、設(shè)備故障天氣等原因停止施工后的第一層施工中，提高瀝青混合料入倉溫度對(duì)層間結(jié)合質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。③碾壓后的瀝青混凝土表面返油情況：碾壓施工要嚴(yán)格按照碾壓實(shí)驗(yàn)確定的參數(shù)、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工，為了不間斷施工瀝青心墻振動(dòng)碾和過渡料振動(dòng)碾需各備1臺(tái)以確保施工進(jìn)度。對(duì)于碾壓后的瀝青混凝土表面要達(dá)到平整、返油均勻的效果。在施工過程中會(huì)遇到局部表面出現(xiàn)麻面、輕微蜂窩的情況。本項(xiàng)目在這種情況下有針對(duì)性的進(jìn)行了鉆芯取樣，其芯樣通過外觀檢查、容重、孔隙率檢測(cè)都能滿足設(shè)計(jì)要求。可以得出結(jié)論是在配比油石比7.2%的情況下、碾壓施工遍數(shù)12遍時(shí)表面出現(xiàn)輕微蜂窩、麻面情況為表面現(xiàn)象，這種情況《水工瀝青混凝土施工規(guī)范》的后半部分條文說明在這一塊也有采用噴燈加熱涂稀釋瀝青以加強(qiáng)層間結(jié)合的處理措施，施工中可以按照這個(gè)方法進(jìn)行處理。

2.2.3 瀝青混凝土的檢測(cè)施工

瀝青混凝土每層碾壓施工完畢后由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室對(duì)瀝青混凝土及過渡料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)采用無核密度儀無損檢測(cè)容重、滲氣儀無損檢測(cè)滲透系數(shù)。所有項(xiàng)目檢測(cè)符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可進(jìn)行下一層瀝青混凝土的施工。取芯樣檢測(cè)分為小樣和大樣兩種，取芯時(shí)心墻溫度需降到30℃左右。小樣根據(jù)規(guī)范要求每鋪筑上升高度2～4 m檢測(cè)一次，主要檢測(cè)容重、孔隙率、滲透系數(shù)；大樣根據(jù)規(guī)范要求每鋪筑上升12 m檢測(cè)一次,主要檢測(cè)馬歇爾穩(wěn)定度、馬歇爾流值、水穩(wěn)定系數(shù)、小梁彎曲試驗(yàn)、靜三軸實(shí)驗(yàn)這五大指標(biāo)同時(shí)包括小樣的三項(xiàng)指標(biāo)(見表4)。

現(xiàn)場(chǎng)無損檢測(cè)主要采用無核密度儀無損檢測(cè)容重的辦法進(jìn)行。本項(xiàng)目采用美國進(jìn)口的特克斯勒(2701B)無核密度儀，這種儀器是電磁感應(yīng)技術(shù)主要用于公路瀝青混凝土檢測(cè)，測(cè)量精度為±3.2 kg/m3。碾壓完畢時(shí)不能立即進(jìn)行檢測(cè)，需降至90℃左右進(jìn)行檢測(cè)(見表5)。

表4 瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表5 瀝青混凝土實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3 特殊情況的處理

1)邊角處的質(zhì)量控制。在瀝青心墻兩側(cè)基座面上，因處于斜面且中間設(shè)計(jì)有銅止水，單層鋪筑時(shí)此處為薄弱部位，在此處填料應(yīng)優(yōu)先填料，填料飽滿，填料完成后應(yīng)迅速采用夯板結(jié)合人工處理密實(shí)，處理標(biāo)準(zhǔn)為表面色澤均一，出現(xiàn)一定的泛油。

2)雨水較多時(shí)段施工中斷的質(zhì)量控制。在雨水較多的時(shí)段施工，要準(zhǔn)備一定長度的覆蓋設(shè)備，根據(jù)規(guī)范要求是達(dá)到5 mm的降雨量停止施工，這個(gè)量在現(xiàn)場(chǎng)不好把握也不具備操作性，一般按照達(dá)到雨點(diǎn)基本覆蓋地面，就應(yīng)當(dāng)立即停止施工，已經(jīng)入倉的瀝青混合料立即碾壓封閉，按照規(guī)范要求1∶3坡度預(yù)留接頭，接頭處為受力的薄弱環(huán)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制以接頭越少越好。

3)進(jìn)入冬季的施工質(zhì)量控制。冬季的施工主要是0℃左右的氣溫施工，由于環(huán)境溫度較低，瀝青混合料的運(yùn)輸、入倉、碾壓的各施工環(huán)節(jié)溫度損失較快，現(xiàn)場(chǎng)的碾壓施工稍微拖延將出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此要求拌制高溫度的瀝青混合料，在運(yùn)輸過程中增加覆蓋的保溫措施，現(xiàn)場(chǎng)的施工及時(shí)入倉、及時(shí)碾壓，碾壓完成的心墻表面全部覆蓋棉被保溫。

4 結(jié) 語

1)選擇合適的配比、做好碾壓實(shí)驗(yàn)總結(jié)出合適的施工參數(shù)是碾壓式瀝青混凝土施工的基礎(chǔ)。

2)因故短暫停工時(shí)(鉆孔取芯、設(shè)備故障等等)進(jìn)入下層施工、進(jìn)入低溫季節(jié)施工時(shí)控制出料溫度在160～175℃有利于層間結(jié)合質(zhì)量的提高。

3)在油石比為7.2%的前提情況下，拌合出均勻的瀝青混合料，碾壓參數(shù)均能按照要求施工時(shí)，局部出現(xiàn)麻面、輕微蜂窩的情況為表面現(xiàn)象。

4)碾寬大于攤鋪寬度、過渡料有明顯架撐影響時(shí)，要在施工前做好應(yīng)對(duì)措施方案甚至做碾壓實(shí)驗(yàn)以確保碾壓質(zhì)量以及層間結(jié)合質(zhì)量。

5)壩軸線較短(400 m)或者瀝青混凝土總量低于1.5～2.0萬m3的瀝青混凝土施工盡量不用攤鋪機(jī)施工。攤鋪機(jī)施工軸線偏差、每層的高程偏差較大，且施工機(jī)械化；攤鋪機(jī)施工比人工攤鋪施工要粗放，入攤鋪機(jī)倉的瀝青混合料有夾生料或者夾礦粉的情況不容易發(fā)現(xiàn)。