大石门水库心墙沥青混凝土及过渡料试验分析

陈洁宇

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院,新疆 昌吉 831100）

1 工程概况

新疆车尔臣河大石门水利枢纽工程位于巴州且末县境内的车尔臣河干流上，距乌鲁木齐约1200 km，交通便利。水库总库容1.27 亿m3，正常蓄水位2300.0 m，电站装机容量60 MW。工程主要由大坝、泄水建筑物、发电引水系统和地面厂房等主要建筑物组成。工程任务为防洪、发电和灌溉等综合利用，工程施工总工期为48个月。

挡水大坝采用沥青混凝土心墙坝，坝顶高程2304.5 m，最大坝高128.8 m，坝顶宽度12 m，坝长205 m。坝体填筑材料依次分为：上下游砂砾料填筑区、心墙上下游过渡料填筑区、沥青混凝土心墙、利用料填筑区、贴坡排水、下游混凝土网格梁干砌石护坡。其中大坝填筑料主要工程量为：砂砾料填筑量约312.8 万m3，过渡料约16.1 万m3，沥青混凝土约1.4 万m3，可利用料约18.5 万m3，堆石排水料1.3 万m3。

为了有效指导施工，保证大坝心墙沥青混凝土及过渡料施工质量，对大坝心墙沥青混凝土及过渡料质量指标、技术参数进行分析，对原材料及配合比进行检测分析研究[1～2]，将得到的实验成果用于指导大坝施工，保证大坝按质按量的设计施工。

2 设计参数及原材料检测结果

2.1 设计参数指标

大坝施工中沥青混凝土心墙料及过渡料是关系大坝结构安全和渗流稳定最重要的控制指标[3～4]，其原材料必须满足设计规范要求，大坝过渡料和沥青混凝土质量指标及技术参数见表1、表2。

表1 过渡料质量指标及技术参数

表2 沥青混凝土设计技术要求

表3 沥青混凝土用粗骨料检测结果

2.2 原材料检测

沥青混凝土原材料检测试验主要针对粗、细骨料的检测、沥青混凝土用填料的检测以及沥青特性的检测，粗细骨料的检测试验有集料筛分试验，包括干筛法、水洗法、筛洗法和网篮法等粗细骨料检测试验，其技术及检测方法按照《土工试验规程》（SL 237-1999）和《沥青混凝土试验规程》（DL/T 5362-2006）进行，沥青混凝土用填料、沥青试验主要有沥青密度与相对密度试验、沥青针入度试验、沥青延度试验、沥青软化点试验和沥青旋转薄膜加热试验，其主要实验步骤、方法及过程按照《公路沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE 20-2011）实施。

（1）沥青混凝土用粗骨料检测结果见表3。

（2）沥青混凝土用细骨料检测结果见表4。

表4 沥青混凝土用细骨料检测结果

表5 沥青混凝土用填料检测结果

表6 沥青混凝土用90号沥青检测结果

（3）沥青混凝土用填料检测结果见表5。

（4）沥青混凝土用90号沥青检测结果见表6。

（5）大坝填筑过渡料检测结果见表7。

表7 过渡料检测结果

综上，沥青混凝土原材料和过渡料检测试件密度、孔隙率、稳定度、流值、水稳定系数、渗透系数、油石比、矿料级配均符合设计技术要求。

3 配合比试验

3.1 沥青混凝土配合比试验

选取《大石门水库沥青混凝土配合比设计及静动力试验研究报告》[5]推荐的4 #沥青混凝土配合比和《新疆车尔臣河大石门水利枢纽工程大坝沥青混凝土配合比试验报告》[6]推荐的8 #沥青混凝土配合比，4 #沥青混凝土配合比级配曲线见图1。

图1 大石门水库沥青混凝土配合比设计及静动力试验4#沥青混凝土配合比级配曲线

试验室依据规范检测频次，从拌和楼出机口取热料样，检查沥青混合料的沥青含量和矿料级配，并进行相关性能检测，若发现级配偏差较大时，还要对拌和楼热料仓中的骨料级配进行检测，并根据检测结果对配料单进行必要的调整，施工过程中控制标准为设计矿料级配曲线在误差范围内。

拌和站加热骨料室内拟合矿料曲线，确定沥青混凝土生产配合比，并签发沥青混凝土配料单。

3.2 过渡料室内最小、最大干密度试验。

过渡料最小、最大干密度试验采用室内振动台法进行试验，试验密度桶为直径51.5 cm、高50.0 cm、壁厚0.5 cm的钢桶。首先将砂砾料经人工分级筛分后，按照设计包线级配进行掺配。其次人工松填装入试验桶内，分别测得各设计包线级配料最小干密度。最后在试验桶上放加重盖板和加重物，其总压力为14 kPa，振动台上振动大于8 min后，计算压实后试样体积，测得各设计级配包线最大干密度。过渡料砾石含量、施工填筑干密度所对应的相对密度控制标准见表8。

表8 过渡料砾石含量、施工填筑干密度所对应的相对密度控制标准

试验结果表明，砾石含量在67.5%是施工填筑的干密度最大，当其含量小于65%或者大于70%，其干密度都会变小，应此施工中控制好砾石含量，从而保证施工质量。

4 结论及建议

本文根据相关设计规范，通过对大坝心墙沥青混凝土料原材料和过渡料的检测试验分析，得到合格的原材料后，再进行沥青混凝土原材料配合比试验进行级配曲线分析，确定沥青混凝土生产配合比，从而用于大坝心墙施工，过渡料应进行最小、最大干密度试验合格后方可进行大坝回填施工。新疆车尔臣河大石门水利枢纽工程为大型水库工程，对沥青混凝土心墙、过渡料的质量要求十分严格，在进行室内试验后，还应该进一步做现场碾压试验分析，并进行施工质量控制，试验合格后方可进行大坝施工，大石门水库还未施工，具体试验分析应结合实际施工具体分析。