隋昊良，馮啟航

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省龍水工程質(zhì)量檢測有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

在水利工程建設(shè)中，將瀝青、骨料與摻合料等原材料按照設(shè)計(jì)配合比，經(jīng)加熱拌和均勻后成為瀝青混合料，再經(jīng)過壓實(shí)或澆筑等施工工藝，成為瀝青混凝土，在壩體中設(shè)置瀝青混凝土墻作為防滲體的土石壩，稱為瀝青混凝土心墻壩[1]。瀝青混凝土心墻在碾壓式和澆筑式這兩種施工方法的選擇中，高壩多選用碾壓式，心墻質(zhì)量相對容易控制，長江三峽工程的茅坪溪防護(hù)大壩就是采用的碾壓式瀝青混凝土心墻；低壩多選用澆筑式，便于進(jìn)行施工，但心墻工程建設(shè)質(zhì)量比較難控制，后期修復(fù)又很困難。寒冷地區(qū)采用的澆筑式瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制措施，本文結(jié)合工程實(shí)踐檢測總結(jié)經(jīng)驗(yàn),供參考借鑒。

1 瀝青混凝土原材料質(zhì)量檢驗(yàn)

1.1 主要原材料瀝青

瀝青具有良好的黏結(jié)性、塑性、防水性，水利工程使用的瀝青主要是石油瀝青，石油瀝青是原油蒸餾后的殘?jiān)?，澆筑式瀝青混凝土可選用合格的低標(biāo)號石油瀝青，選用袋裝瀝青時應(yīng)注意采取防雨措施，避免混入雜物和塵土，先到先用，在工程質(zhì)量檢測中，多次發(fā)生過因?yàn)r青原材料保管不當(dāng)檢測指標(biāo)不合格的質(zhì)量事故。瀝青是瀝青混凝土的主要原材料，必須有出廠合格證，生產(chǎn)廠家與施工單位必須有質(zhì)量檢測合格報(bào)告后才能使用。瀝青質(zhì)檢報(bào)告中的延伸度、針入度、軟化點(diǎn)、含臘量是瀝青的主要檢測控制指標(biāo)。稀釋瀝青宜選用針入度大的石油瀝青，再摻配煤油、汽油攪拌稀釋配置，摻配量一般為石油瀝青的30%～40%攪拌而成。

1.2 澆筑式瀝青混凝土的粗骨料

瀝青與堿性骨料黏附性能好，水穩(wěn)定性高，因此澆筑式瀝青混凝土宜采用堿性骨料。骨料要求級配應(yīng)良好，最大粒徑不能超過澆筑厚度的三分之一。粗骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬，不會因加熱而發(fā)生性質(zhì)變化，不能使用風(fēng)化骨料，不含泥土，主要質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求[2]。

表1 瀝青混凝土粗骨料質(zhì)量主要技術(shù)指標(biāo)

1.3 澆筑式瀝青混凝土細(xì)骨料

宜采用堿性巖石加工，成品級配良好，細(xì)骨料的主要質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)應(yīng)符合表2的要求[2]。

由于堿性骨料耐水性低，瀝青混凝土粗、細(xì)骨料的存放特別要注意有防潮防水等設(shè)施，防止骨料的吸水率不合格，還要注意骨料堆放時防止骨料粒徑分離。

表2 瀝青混凝土細(xì)骨料質(zhì)量主要技術(shù)指標(biāo)

1.4 澆筑式瀝青混凝土填料

填料宜采用石灰?guī)r加工而成，要求其含水率≤0.5%，密度≥2.5 g/cm3，碳酸鈣含量>95%，親水系數(shù)≤1.0，不能含有泥土和有機(jī)物等雜質(zhì)。填料堆放時距地面、墻面距離不能少于30 cm，應(yīng)防潮防水，填料細(xì)度要求應(yīng)符合表3的要求[2]。

表3 瀝青混凝土填料細(xì)度要求

2 瀝青混合料的制備

在瀝青混凝土正式施工前，應(yīng)首先進(jìn)行試驗(yàn)室室內(nèi)配合比試驗(yàn)和現(xiàn)場澆筑試驗(yàn)，以確定施工配合比及施工參數(shù)，要求在150 ℃下的黏度應(yīng)小于1.0×104Pa·s，澆筑后的分離度小于1.05。 制備瀝青混合料時，應(yīng)先將骨料和填料干拌15 s,再加入熱瀝青拌和，瀝青混合料的拌和時間應(yīng)不少于45 s，但特別要注意不是拌和時間越長越好，否則會使瀝青的老化速度加快，這種老化速度甚至超過了自然條件下瀝青的老化速度，從而嚴(yán)重降低瀝青混合料的質(zhì)量，造成混合料的和易性變差，因此瀝青混合料的拌和要設(shè)專人監(jiān)測瀝青等各個工序的加熱溫度，只有控制好溫度才能生產(chǎn)出合格的拌合料，超過規(guī)定溫度要求的混合料應(yīng)馬上廢棄。表4為常用瀝青混合料的加熱溫度要求[2]。

表4 瀝青混合料的加熱溫度要求 ℃

在混合料的生產(chǎn)過程中，要注意對其拌和時的外觀進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)混合料拌和時發(fā)生離析、色澤不均勻、或有冒黃煙等現(xiàn)象，應(yīng)馬上查明原因并及時消除，保證混合料的制備質(zhì)量滿足工程設(shè)計(jì)要求。

3 混合料配合比的檢查

瀝青混凝土的各種原材料均以干燥狀態(tài)下的質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，在允許稱重偏差范圍內(nèi)按照工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配比稱量。為了有效控制瀝青混凝土混合料的質(zhì)量，應(yīng)每天對混合料進(jìn)行一次抽提試驗(yàn)，對混合料的配合比進(jìn)行檢測。抽提試樣可在拌和站5盤瀝青混合料中各抽取1 kg混合攪拌均勻后作為一個試樣進(jìn)行抽提試驗(yàn)[3]，并將抽提結(jié)果的平均值與施工配合比進(jìn)行比較，掌控混合料的質(zhì)量情況，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。由于混合料在生產(chǎn)過程中存在各項(xiàng)指標(biāo)的差異，即使混合料的原材料質(zhì)量合格、配合比稱量準(zhǔn)確，其技術(shù)特性指標(biāo)也不能保證符合設(shè)計(jì)要求，所以一定還要對混合料的技術(shù)特性指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢測，對心墻混合料來說,主要檢測內(nèi)容包括穩(wěn)定度、孔隙率、流值、滲透系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)[4]。

4 瀝青混凝土澆筑現(xiàn)場質(zhì)量控制

壩體心墻在澆筑瀝青混凝土之前，必須檢查心墻軸線與模板之間的偏差在允許范圍內(nèi)，為了保證澆筑工作面清潔，可用高壓吹風(fēng)機(jī)吹掉瀝青混凝土層面上的塵土和雜物，在干燥狀態(tài)下刷上稀釋瀝青(冷底子油)，在嚴(yán)寒季節(jié)，宜對下層心墻層面進(jìn)行適當(dāng)加熱，保證新澆筑的瀝青混凝土與下層瀝青混凝土能夠做到無縫連接。瀝青混凝土運(yùn)輸設(shè)備要進(jìn)行保溫處理，防止溫度流失，運(yùn)輸過程中要采取措施，道路要平整，防止車輛頻繁晃動造成瀝青與骨料產(chǎn)生離析現(xiàn)象。為保證澆筑質(zhì)量，在瀝青混凝土入倉前需要用鏟、耙等對其進(jìn)行二次攪拌，澆筑現(xiàn)場一定要設(shè)專人對瀝青混凝土進(jìn)行測溫，通常要求入倉溫度為不能低于150 ℃，嚴(yán)寒季節(jié)入倉溫度不能低于170 ℃，達(dá)不到入倉設(shè)計(jì)溫度的瀝青混凝土嚴(yán)禁入倉，這是保證瀝青混凝土心墻工程澆筑質(zhì)量非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。每次瀝青混凝土澆筑厚度控制在20～50 cm之間，澆筑時材料不應(yīng)集中一處入倉，入倉后用振搗棒進(jìn)行振搗，直至瀝青混凝土無氣泡排出，表面沒有泛油為止。澆筑瀝青混凝土?xí)r要盡量通倉澆筑，減少橫向接縫，當(dāng)需設(shè)置橫向接縫時，結(jié)合的坡度不能陡于1∶3,且上下澆筑層接縫應(yīng)互相錯開，做到澆筑完的心墻厚度不能小于心墻設(shè)計(jì)厚度，澆筑面平整。心墻每升高2～4 m后應(yīng)鉆取一組芯樣進(jìn)行瀝青含量、骨料級配、孔隙率、密度等指標(biāo)的驗(yàn)證性檢測，并檢查層間結(jié)合是否良好，心墻每升高10～20 m后應(yīng)鉆取芯樣進(jìn)行三軸等力學(xué)性能檢測。根據(jù)國內(nèi)外的施工經(jīng)驗(yàn)，瀝青混凝土溫度降至35 ℃時再鉆芯取樣比較好，此時瀝青混凝土的力學(xué)性質(zhì)已接近穩(wěn)定狀態(tài)[5]。心墻鉆取芯樣應(yīng)及時，芯樣盡量避免變形，否則應(yīng)做廢樣處理。芯樣長度及數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目而定，芯樣組數(shù)不宜太多，心墻上的芯樣鉆孔應(yīng)及時回填，避免給心墻留下質(zhì)量隱患。

5 瀝青混凝土心墻澆筑后的質(zhì)量保護(hù)措施

瀝青混凝土心墻澆筑后，禁止10 t以上的大型機(jī)械設(shè)備在心墻4 m范圍內(nèi)作業(yè)，堆石壩在使用振動碾對壩體堆石進(jìn)行碾壓時要注意保持與心墻的安全距離，任何機(jī)械不可直接跨越壩體心墻。壩體過渡層填筑前，應(yīng)將心墻表面用帆布等覆蓋，防止填筑過渡層時污染心墻層面，過渡層砂石料應(yīng)用小型設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)，作業(yè)時防止擠壓心墻。不宜將心墻長期暴露在外，如因故長時間停工，對心墻應(yīng)采取覆蓋保護(hù)措施，在嚴(yán)寒季節(jié)，還應(yīng)采取凍害保溫措施，覆蓋材料厚度應(yīng)超過當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸?，防止心墻因收縮開裂產(chǎn)生上下游貫通裂縫。

6 結(jié) 語

隨著瀝青混凝土施工工藝的逐漸完善和施工技術(shù)的提高，澆筑式瀝青混凝土心墻在各地水利工程建設(shè)中得到了越來越多的應(yīng)用，隨之也出現(xiàn)了很多工程質(zhì)量問題。在施工過程中加強(qiáng)各工序的工藝控制，做好工程質(zhì)量的自檢、平檢、抽檢工作，并及時進(jìn)行工程質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。只有在各方的共同協(xié)調(diào)努力下，才能夠把瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量工作做好。