大坝沥青混凝土心墙施工质量控制探讨

2015-10-21贾浩

建筑工程技术与设计 2015年8期

贾浩

摘要：沥青混凝土具有抗渗能力强，几乎可视为不漏水，同时有较好的塑性和柔性，能适应坝体的变形和沉陷，对已产生的裂缝有一定的自愈能力，是一种更为安全合理的大坝防渗材料。施工过程中质量控制是保证大坝安全运行和使用寿命的关键。

关键词：大坝心墙沥青混凝土施工质量控制

1 概述

我国从70年代以来，已建成了许多座沥青混凝土心墙坝，例如东北的尼尔基，三峡茅坪渓，新疆鄯善坎尔其，重庆黔江洞塘，四川冶勒等目前都在正常运行中。我局先后承建了内蒙大石门、黔江城北和重庆观音洞沥青心墙坝，沥青混凝土作为土石坝的防渗心墙，在近几年得到越来越多的应用，它具有抗渗能力强（一般可达10-7以上），几乎可視为不漏水，同时有较好的塑性和柔性，能适应坝体的变形和沉陷，对已产生的裂缝有一定的自愈能力，是一种更为安全合理的大坝防渗材料。施工过程中质量控制是保证大坝安全运行和使用寿命的关键。

2 沥青混凝土的基本概念

2.1施工方法分类和特点：沥青混凝土按施工方法分为碾压式沥青混凝土和浇筑式沥青混凝土。碾压式沥青混凝土是将沥青混凝土摊铺后经过机具碾压密实成型；浇筑式沥青混凝土是指将沥青混凝土置于模具中用震捣器震捣密实成型，前者用沥青量少于后者。

2.2沥青混凝土按照料径分类：可分为粗砾石混凝土（最大料径35mm）、中砾石混凝土（最大料径25mm）、细砾石混凝土（最大料径15mm），沥青砂浆（也称沥青玛蹄脂），目前一般使用的配合比主要是中粒石混凝土，细粒石混凝土和沥青玛蹄脂。

2.3沥青砼按孔隙率分类：分为密级和开级，密级指孔隙率小于5%，开级指孔隙率大于5%，密级用细骨料填料，沥青用量较多，防渗效果好，目前一般采用的是密级配合比。

3 原材料的质量控制

沥青混凝土在施工过程中所用主要材料有沥青、骨料、填料等几种。

3.1沥青质量控制

3.1.1心墙沥青混凝土一般使用石油沥青，标号在60#～100#之间，南方偏高标号，北方偏低标号。具体使用标号应根据设计要求通过实验确定。

3.1.2由于沥青是沥青混凝土的主要胶凝材料，主要控制沥青的三大指标，即针入度、软化点、延度。

3.1.2.1针入度检测：用100克的针，25℃条件下，时间为5s，针入度越大，则沥青粘度越小，针入度越小，则沥青粘度越大，碾压式沥青砼要求沥青的针入度在80～100之间。

3.1.2.2软化点：在严格的条件下开展，一般是采用环法测定。

3.1.2.3延度：如无特殊要求一般试验水温为25℃拉伸，速度为5±0.25cm/min。

3.2骨料：粗骨料宜采用碱性骨料，因为碱性岩石可以与沥青中的表面活性物质产生化学吸附，能够较好地粘合；细骨料储存应有防雨设施，以防止含水率过大。

4 施工配合比的确定

室内配合比试验时，应采用现场原材料进行试验，必须满足设计技术要求，并应由现场摊铺或浇筑试验确定，当原材料发生变化较大时，经重新进行现场摊铺或浇筑试验论证后进行适当调整。

5 沥青拌合料拌合的质量控制

5.1拌合站的各种传感器应定期鉴定，保证计量准确。

5.2沥青混合料的加热温度可参考下表，并可根据实际情况进行适当调整。填料可不加热。

加热工序石油沥青标号

50 70 90 110

沥青加热温度（℃） 160-～170 155-165 150-160 145-～155

骨料加热温度（℃）比沥青加热温度高10～20

沥青混合料出料温度（℃） 160-～180 155-175 150-～170 145-～165

5.3 拌合站每天宜进行下面三类检验。当配合比偏差不满足规范规定时，应分析原因，并采取措施予以纠正。

5.3.1逐盘记录各热料仓的称量值。

5.3.2每天对沥青混合料至少进行1次抽提试验。

5.3.3每天或者每台班进行总量偏差检验，并将结果与配合比进行比较，其偏差应满足规范规定。

5.4拌制沥青混合料时，应先将骨料和填料干拌15s，再加入热沥青拌和，沥青混合料的拌和时间应不少于45s，不大于60 s。掺加纤维时，纤维的投放顺序应在骨料与填料之间，以利于纤维分散。

5.5拌制出仓的成品料温度应控制在145-170℃，夏季取下限，冬季取上限。

5.6出机后的混合料，发现以下情况则做废料处理

5.6.1温度过高，实测温度大于180℃，冒黄烟，混合料呈棕色，无光泽。

5.6.2温度过低，实测温度110℃，骨料颗粒未完全被沥青裹覆，有结块现象。

5.6.3称量不准，沥青过多，沥青砼分离，沥青泛出，粒料游离；沥青不足，粗粒料裹覆状态恶劣，混合料紊乱；骨料过多，颗粒显著分离，配合比不好。

6施工过程质量控制

6.1沥青混合料铺筑过程控制

沥青心墙采用水平分层铺筑，摊铺机摊铺，1.5t振动碾碾压密实，铺筑过程中进行温度、厚度、宽度、碾压、中线及外观、以及环境等检查和控制。

6.1.1 温度控制

混合料铺筑过程，严格对摊铺温度、初碾温度、终碾温度进行控制，铺筑现场派专人检测混合料温度，掌握适宜的碾压时机。从试验可知沥青混合料在140℃～165℃最低不低于130℃可以碾压密实，冬季施工偏大值。当混合料温度过高，碾压时将发生难以流动，而混合料容易粘附于碾磙上，实际上将无法压实，温度太低，压实所需要的动能增加，经试验得知低于130℃后，混合料将难以压实。

6.1.2 厚度控制

施工中经反复检测分析沥青混合料的厚度压实系数约为0.9，据此，调整摊铺厚度对碾压厚度进行控制，沥青心墙工程每层压实厚度为27±2cm，摊铺厚度为30±2cm。由于摊铺机行走履带位于沥青心墙两侧压实后的过渡料上，因此施工過程中为保证摊铺厚度的均匀性，过渡料摊铺后采用人工辅助耙平，确保底层的平整。

6.1.3 宽度控制

为避免在过渡料碾压过程中，对心墙产生挤压，造成中线偏移、心墙宽度变窄。在过渡料碾压时离心墙20～40cm。这一部分先不进行碾压，等到温度降到130℃时，采用静碾和2倍动碾遍数进行碾压。

6.1.4碾压控制

沥青混合料起始碾压时，随着碾压遍数的增加，沥青混凝土容重也随之增加，当碾压遍数达到一定程度时，容重处于一个较稳定阶段，即达到了最大压实容重。为便于混合料内部气泡排出，混合料在入仓后需静置约半小时，再进行碾压。

6.2心墙接缝及层面处理

6.1.1在已压实的心墙施工面上继续铺筑前，应将施工面清理干净。当心墙面温度低于70℃时，摊铺覆盖前宜将层面加热至70℃以上。

6.1.2沥青混凝土心墙宜全线保持同一高程施工，以避免出现横缝。当需要设置横缝时，其结合坡度宜不陡于1：3，坡面应压实。

7 施工安全控制措施

7.1对所有施工人员进行安全技术交底。

7.2加强施工机械和用电设备的安全操作规程的管理。