扬旗山水利枢纽碾压式沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数试验研究

苏杰 籍延林 许凤宝 唐金辉

【摘要】本文主要以扬旗山水利枢纽工程为例，对瀝青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数试验进行分析研究。

【关键词】沥青混凝土；心墙骑缝碾压工艺；试验

一、前言

近年来，随着科技的不断进步，沥青混凝土心墙在水利水电工程中得到了广泛应用。我国在沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数试验研究上也取得了一定的进步，但依然存在一些问题需要改进。因此，新时期下，我们要加大对该方面的重视。

二、沥青混凝土心墙施工工艺

混凝土表面清理→测量放线→过渡料、沥青混合料分别装人摊铺机→摊铺机摊铺→沥青混合料碾压→过渡料碾压。

混凝土表面清理是初铺沥青混凝土前对基座混凝土表面与沥青混凝土结合范围上的浮浆、乳皮、粘着物等清除干净，再打毛并用高压风吹干净，潮湿部位用汽油喷灯烘干，保持混凝土表面干燥。然后在干燥的混凝土毛面上人工涂刷2遍冷底子油，待冷底子油干涸后，再涂抹1～2cm厚沥青玛蹄脂。另外就是在铺筑过程中，下一层铺筑前对上一铺筑层的表面灰尘杂物进行清理。测量放线以控制心墙的轴线，确保心墙轴线在设计规范要求范围之内。沥青混合料和沥青心墙两侧的过度料是通过联合摊铺机一次性完成铺筑的。沥青混凝土及过度料碾压是沥青混凝土心墙成型的最后一道工序，也是最重要的一道工序，直接关系到心墙的施工质量。

三、实例分析

本文以扬旗山水利枢纽工程为例，对沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数试验研究进行分析。

1、沥青混凝土骑缝碾压现场试验程序

沥青混凝土骑缝碾压现场试验场地选在茅坪坝外。试验选取两个具有代表性的摊铺碾压宽度：70cm和60cm，试验段不分层分段，总长度为50m，按不同摊铺宽度分为两个试验段。现场试验时，对骑缝碾压试验的沥青混凝土进行室内密度、容重、孔隙率和马歇尔试验及抽提试验，验证用于试验的沥青混凝土是否满足设计要求。

首先，分别设定配合比，试验按正常碾压（双边骑缝）进行，在沥青混凝土降至自然温度后，钻取芯样，进行容重、孔隙率测试，对测试结果进行分析。第2层试验对第1层试验进行复核，然后，在前2次试验的基础上，固定配合比，将施工工艺进行修改，再进行1次骑缝试验，并取芯检测看是否达到要求，若取芯检测合格，再重复1次试验进行复核；若不满足要求，则重新修改施工工艺，继续进行试验，直至选出合适的碾压工艺参数为止。

现场试验完成后，再上坝进行生产性摊铺试验，以对现场试验取得的骑缝碾压工艺参数进行验证复核和优化。扬旗山水利枢纽工程沥青混凝土主要技术指标见表1。

注：孔隙率中括号内的数字为现场取芯指标，非括号内的数字为室内马歇尔击实试验指标。

2、沥青混凝土现场骑缝碾压试验

（1）心墙骑缝碾压第1、2层试验及成果分析

分别设定配合比B=6.5%、B=6.6%，沥青混凝土摊铺宽度分别为70cm和50cm，厚度35cm，碾压温度为150℃～155℃。

碾压方式为：（双边骑缝碾压）沥青混凝土动碾1遍，过渡料碾压密实，沥青混凝土动碾5遍加静碾2遍收光。

现场取芯试验：沥青混凝土温度降至自然温度后钻取芯样，芯样试验成果见表2。

注：第1层配合比设定为B=6.5%，第2层配合比设定为B=6.6%。

第1层试验成果表明，双边骑缝碾压情况下摊铺宽度为70cm时，沥青混凝土孔隙率基本小于3%，而摊铺宽度为50cm时，沥青混凝土孔隙率不能满足小于3%的要求；第2层试验成果进一步证实了第1层试验得出的结论。

试验成果还表明，尽管用于试验的沥青混凝土配合比存在一定的差异，但对沥青混凝土的主要性能的影响较小。

（2）心墙骑缝碾压第3、4层试验及成果分析

根据以往施工经验和对前两层试验的分析，将施工工艺进行合理修改，再进行第3、4层骑缝碾压对比试验。

现场取芯样试验成果见表3。

第3层试验成果表明，两种施工方法都在一定程度上降低了过渡料对振动碾的支撑作用，加强了碾压效果，使沥青混凝土孔隙率明显降低，满足了设计要求。对比两种碾压方式，采用单边骑缝，单边贴缝碾压的方法较双边骑缝碾压效果明显要好得多。

第4层试验成果进一步说明，单边骑缝，单边贴缝碾压效果明显好于双边骑缝碾压。

现场试验成果表明：心墙采用单边骑缝，单边贴缝碾压的方法施工，沥青混凝土容重、孔隙率满足设计要求。

3、试验成果分析

沥青混凝土骑缝碾压试验成果表明，当沥青混凝土心墙摊铺宽度小于振动碾最小碾宽时，振动碾碾压沥青混凝土心墙过程中，心墙两侧过渡料对振动碾的支承作用比较明显，原双边骑缝碾压的施工工艺参数已不能满足设计要求。单边骑缝单边贴缝的碾压方法为振动碾时，振动碾进行单边骑缝碾压，迎、背水侧两边各碾压6遍，即：先以沥青心墙迎水侧设计线为准对齐、贴缝，振动碾骑在背水侧过渡料上进行碾压，然后以沥青心墙背水侧设计线为准对齐、贴缝，振动碾骑在迎水侧过渡料上进行碾压。相对于双边骑缝的碾压方式，单边骑缝单边贴缝的碾压方式在一定程度上减少了过渡料对振动碾的支撑影响，使热沥青混合料在受振动碾碾压时得到尽可能大的压实功能，最终获得满足设计要求的、较小孔隙率的沥青混凝土。

四、建议

沥青混凝土是一种高成本混合材料，在沥青混凝土心墙的施工期间应认真控制好施工过程的每一个关键环节，确保工程施工质量。由于沥青混凝土防渗性能优良，所以心墙防渗体较薄，工程量小。另外，它适应变形能力强，与坝体变形有较好的协调性，是一种优良的坝体防渗材料。在提高工程施工机械化和自动化程度后，施工周期会大幅度缩小，使电站尽快投产收益。这种施工技术如能在其他工程中加以推广应用，必将产生较大的经济效益和社会效益。

五、结束语

综上所述，沥青混凝土心墙的施工质量是整个水利工程的核心。因此，在沥青混凝土心墙正式施工前，施工前期准备阶段的主要工作任务就是对沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数试验进行研究。

参考文献

[1]付亚东.龙头石电站沥青混凝土心墙碾压试验研究[J].四川水力发电，2013（8）：79-83.

[2]江华.三峡茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙骑缝碾压工艺参数研究与选定[J].水利水电技术，2012（2）：46-49.