李朝華

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概況

某水利樞紐工程由大壩、發(fā)電引水系統(tǒng)、泄水建筑物等組成，主要承擔著發(fā)電、灌溉及防洪任務。該水利工程瀝青混凝土心墻土石壩施工工期緊，受寒冷氣候影響明顯，為此，采用瀝青心墻無層間加熱連續(xù)快速施工工藝，以減少因施工工藝、天氣、機械故障等原因而造成的施工間斷，縮短恢復施工后瀝青結合面加熱處理時間，保證施工進度。

2 原材料

根據設計，該土石壩瀝青心墻施工采用70#道路石油瀝青。

所用集料包括19～9.50 mm、9.50～4.75 mm、4.75～2.36 mm、2.36～0.07 mm 四個級配，前三種為粗集料，后一種為細集料。其中粗集料必須硬質清潔且新鮮，性能穩(wěn)定，工程所使用粗集料超徑率4.80%，遜徑率8.50%，表觀密度4.10 g/cm3，吸水率1.10%，含泥量0，針片狀顆粒含量13.20%，壓碎值18%，與瀝青黏附等級為6 級；細集料采用由堿性巖石所加工的人工砂，其表觀密度2.98 g/cm3，吸水率1.64%，含泥量0.10%，水穩(wěn)等級為8 級。填料則由粒徑0.07 mm 以下的白云巖峰、石灰?guī)r等碳酸巖石加工而成，表觀清潔、無泥土雜質、無團粒結塊，密度2.67 g/cm3，含水率0.21%，小于0.60、小于0.15 及小于0.07 mm 粒徑含量分別為100%、94%和89%。粗細集料及填料性能完全符合SL 501-2010要求。

3 室內試驗

根據碾壓式瀝青混凝土施工規(guī)范，底層瀝青表面溫度達到70℃以上方可進行上層瀝青攤鋪施工，以保證層間有效粘結?？紤]到該水利工程瀝青心墻施工恰好位于冬季嚴寒季節(jié)，為保證施工質量，必須通過試驗探討瀝青混凝土攤鋪無層間加熱施工質量控制措施。

在試驗過程中所使用瀝青混凝土油石比為8%，試驗溫度-25℃，分上層長×寬×厚為26 cm×26 cm×10 cm、下層長×寬×厚為26 cm×26 cm×6 cm 分別制備三組瀝青混凝土試件，并按要求養(yǎng)生。此后，對下層混凝土試件展開擊實試驗，擊實次數主要根據等擊實功換算，通過模擬瀝青心墻現場振動碾壓法進行擊實；結束后將下層厚度為6 cm 的試件放入溫箱內降溫至-25℃，恒溫5-10 min后將上層溫度較高試塊放置在下層試塊上，并上覆帆布。待上層混凝土試塊表面下2 cm 處溫度降至140℃時以同樣方法擊實。

通過以上試驗步驟模擬該水利工程土石壩瀝青心墻低溫施工過程，試驗結束后切割混凝土試件，觀察上下層瀝青混凝土層間結合情況，并進行相關參數測定。根據觀測及測定結果（表1），模擬瀝青心墻無層間加熱連續(xù)施工工藝的混凝土試件層間結合面防滲性能良好，能滿足施工質量要求。

表1 混凝土試件室內試驗參數測定結果表

4 瀝青心墻快速施工工藝

4.1 技術要點

通過銑刨機將該水利工程土石壩基床表面鑿毛，再由人工采用鋼刷、高壓水槍和吹風機徹底清除表面浮渣，待基床表面清潔干燥后均勻涂刷2層冷底子油，并待冷底子油充分干涸后再在其上均勻攤鋪一層厚度為1～2 cm的瀝青砂漿。

碾壓瀝青混凝土施工過程中對溫度有較高要求，該水利工程土石壩瀝青心墻施工所用混合料出機口溫度應保持在150～170℃范圍內，初碾及終碾溫度分別控制在140～150℃和130～140℃以內。如果施工期間氣溫較低，應將混合料出機口溫度提高5～10℃?？紤]到拌和站與該水利工程土石壩瀝青心墻施工現場有一定距離，瀝青混合料在運輸途中必定存在溫度散失的可能，為此必須在裝卸車箱斗和箱底加墊保溫材料，裝料后還應嚴密覆蓋，通過修建專用、平整的施工道路控制轉角，縮短運輸距離，避免混合料運輸期間發(fā)生離析。

該土石壩瀝青心墻施工采用挪威產DF-130C 型心墻攤鋪機，該機械攤鋪寬度可達3.50 m，攤鋪厚度則根據施工需要進行調整。在瀝青混合料攤鋪的同時攤鋪過渡料。常規(guī)施工方式下，集料區(qū)域通常安排在過渡Ⅰ區(qū)邊線以外，通過挖掘機將過渡料裝運至攤鋪機集料斗，瀝青心墻施工過程中，通常會因過渡Ⅰ區(qū)占地面積大，挖掘機在上料過程中很難將底部約20 cm 厚的過渡Ⅰ區(qū)料歸堆。每層瀝青心墻施工時所浪費的過渡Ⅰ區(qū)料約占30%，過渡Ⅰ區(qū)料備料時間約為1/2 d，在浪費材料的同時，也造成備料時間的無謂消耗。為此，該工程土石壩瀝青心墻施工摒棄了挖掘機上料的工法，通過改裝的裝載機上料。先依據攤鋪機過渡料集料斗寬度確定裝載機料斗尺寸，保證攤鋪機集料斗比裝載機料斗寬20 cm，以防止上料時過渡料傾撒出攤鋪機料斗。此外，改裝后的裝載機料斗所用鋼材材質必須和原裝載機一致，改裝技術人員應嚴格按照尺寸和料斗容量改裝，料斗安裝好后還應進行各項性能的調試和校核，確保裝載機液壓系統(tǒng)正常運行。實踐證明，通過改裝后的裝載機上料，能有效避免挖掘機裝料所存在的過渡Ⅰ區(qū)料浪費現象，可根據攤鋪施工進度隨時上料，備料更加靈活，施工周期大大縮短。

該水利工程土石壩瀝青心墻混凝土和過渡料攤鋪厚度均為30 cm，碾壓遍數為靜壓2遍+振壓8遍+靜壓2遍，碾壓施工應先靜碾過渡料，再采用BW-80AD型振動壓路機碾壓瀝青混合料，同時采用YZC-3型振動壓路機對稱動壓過渡料，最后一遍則貼縫碾壓。

4.2 溫度控制

施工溫度對土石壩瀝青心墻施工質量影響較大，為防止施工過程中因前后工序銜接中斷而造成溫度散失，保證質量，必須連續(xù)作業(yè)。在施作下一層瀝青混凝土時必須保證上層混凝土表面清理已經完成，且上層混凝土表面溫度不得低于70℃。如果因特殊原因造成施工過程中斷，必須對已完工部分覆蓋保溫，對接頭按照緩于1∶3的坡度放坡處理；若上層混凝土表面溫度達不到70℃，則應通過紅外加熱器加熱，并嚴格控制加熱溫度和時間，避免因溫度過高而造成瀝青混凝土材料老化。

4.3 施工檢測

按照設計要求的每層瀝青混凝土碾壓遍數碾壓后，由試驗人員通過無核密度儀展開壓實度無損檢測，并通過滲氣儀進行滲透系數無損檢測。此外，待混凝土心墻高度達到一定值后，還應進行配合比、水穩(wěn)系數、滲透系數、孔隙率等項目的檢測，心墻高度每升高3～4 m取一組芯樣，每升高10～12 m取四組芯樣。經取樣檢測，瀝青混凝土心墻質量完全符合設計要求。

5 結論

該水利樞紐工程通過瀝青混凝土系列試驗，驗證了低溫環(huán)境下下層瀝青混凝土無需加熱至70 ℃以上便可保證上下層瀝青混凝土層間有效粘結，在對土石壩心墻瀝青混凝土原材料和過渡料檢測試驗分析的基礎上，得到性能合格的原材料，并通過原材料配合比試驗進行級配曲線分析，確定出混凝土生產配合比。