碾压式沥青砼心墙施工质量控制影响因素

杨永明

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

沥青砼由于不透水性高，抗冻性、适应变形性能好，被广泛用于防渗结构的原材料。其受外界温度影响较小，施工工艺简单，容易与河床及两岸混凝土底座连接。乌拉斯特水库挡水坝为碾压式沥青砼心墙堆石坝，坝顶高程1 030.00 m，坝顶宽度8.0 m，长度475.0 m，最大坝高69.3 m。沥青砼心墙高程967.0～1 028.40 m，心墙底部为放大基础，厚度由2 m渐变为0.7 m，渐变高度2.0 m，高程969.0～1 000.0 m心墙厚度为0.7 m，高程1 000.0～1 028.4 m心墙厚度为0.6 m，心墙顶部嵌入防浪墙底20 cm。

原材料、施工工艺、温度、油石比等是碾压式沥青砼施工质量控制的主要因素。

1 原材料

碾压式沥青混凝土是沥青和粗、细骨料，矿料（填料）等以一定的比例拌制而成，并经压实而成型的沥青混合料。原材料有沥青、粗细骨料、矿粉矿料（填料）。沥青检测项目有软化点、溶解度、闪点、密度、针入度、针入度指数、延度、薄膜烘箱、含蜡量；粗骨料检测项目有密度、吸水率、粘附性、坚固性、抗热性、压碎率；细骨料检测项目有密度、水稳定等级、硫酸钠5次循环重量损失、含泥量；矿粉（填料）检测项目有密度、含水率、亲水系数、级配筛分。

为了保证沥青与粗细骨料的粘附性，沥青砼的水稳定性、抗剥离能力，沥青砼的粗细骨料宜采用碱性骨料，因为沥青与碱性骨料的粘附性高达4级或4级以上，粗细骨料与沥青的结合主要表现在化学吸附力，沥青与粗细骨料的吸附力越强，在水中沥青砼的水稳定性、抗剥离能力就越好。《水工沥青混凝土施工规范》（SL514-2013）提到，粗细骨料宜采用碱性岩石（石灰岩、白云岩等），当采用酸性岩石时，应进行论证，必要时可采取措施改善骨料与沥青的粘附性。

沥青砼粗细骨料的含泥量影响沥青与骨料的粘附性，骨料的含水率影响沥青砼的密实度。为保证粗细骨料含泥量符合《水工混凝土施工规范》要求，每批次进场粗细骨料都要进行原材料检测，当含泥量超过0.5%时，需用清水冲洗直到含泥量≤0.5%。粗细骨料的堆存场地地坪应设置为内高外低，做到排水通畅，骨料存放宜有防雨设施，以防骨料含水率过大，粗细骨料含水率过大时，沥青砼心墙内会产生气泡，影响沥青砼密实度。

拌合楼宜具有二次除尘装置，并配有除尘料的储存和传输设备，以控制粉尘排放，二次除尘装置可以更好地清除粗细骨料的含泥量，保证沥青与骨料的粘附性。

2 碾压式沥青砼心墙施工工艺

施工前要根据推荐配合比进行现场摊铺碾压试验，以确定合理的施工配合比。通过现场摊铺碾压试验可以验证沥青砼拌和设备、运输设备、施工机具能否达到现场施工要求，可以确定沥青砼碾压的机具型号、行走速度、碾压遍数、摊铺厚度、碾压温度、油石比等施工参数。

本工程在沥青砼心墙施工前修建了与施工现场相同条件的碾压试验场地，分别进行了人工摊铺试验和机械摊铺试验。根据人工摊铺和机械摊铺试验报告，静压2遍+动压8遍+静压2遍时，沥青砼油石比、密度、孔隙率、渗透系数、挠度以及抗弯强度均能满足设计要求，将碾压试验报告报监理、业主审批后，最终确定本工程沥青砼心墙施工参数：碾压遍数采用静压2遍+动压8遍+静压2遍的组合，拌合楼出机口温度为160～180℃，初始碾压温度为130～155℃，上下结合面温度为70～100℃，铺料厚度30 cm，油石比为6.9%。

人工摊铺工艺流程：轴线放样→层面处理→模板架设→过渡料铺→混合料摊铺→模板拆除→碾压成型→质量验收。

机械摊铺工艺流程：轴线放样→层间处理→摊铺机就位→过渡料及沥青混合料摊铺→碾压成型→质量验收。

本工程沥青砼心墙放大基础由2 m宽渐变至0.7 m，铺筑时自下而上分层铺筑，沥青砼基础先进行人工摊铺，机械碾压；沥青砼基础宽度渐变至0.7 m时采用机械摊铺，与两岸坡接触段采用人工摊铺，然后自岸坡一侧向另一侧铺筑，心墙中间段采用机械铺筑。

3 温度控制

沥青混合料温度控制是保证施工质量的关键因素，需要对混合料的出机口温度、初碾温度、层间结合温度严格控制，安排专人对出机口温度和初碾温度进行检测，保证混合料出机口温度和碾压温度适宜。沥青混凝土运输途中要采取保温措施，减少沥青混合料的温度损失。

根据施工控制参数，拌合楼出机口温度为160～180℃，现场摊铺完成后的初始碾压温度为130～155℃，上下结合面温度为70～100℃。沥青混合料高于180℃时，不能用于心墙铺筑，碾压温度高于155℃，沥青混合料容易粘附于碾磙，不宜碾压，低于135℃时，混合料难以压实。进行下一层铺筑时，应将上一层沥青砼心墙表面清理干净，并将上一层温度控制在70～100℃，结合面温度高于100℃，不能进行下一层铺筑，当上一层温度低于70℃时，应采取加热措施将上一层表面温度加热至70℃以上，否则不利于沥青砼层间结合。

沥青混凝土要及时摊铺，及时碾压，因钻心取样、施工停歇等原因，停歇时间较长时，沥青砼心墙表面必须采取覆盖保护措施。再次铺筑时，沥青混凝土表面温度加热至70℃以上，结合面清理干净方可铺筑。

4 油石比控制

施工时的沥青砼油石比通过碾压试验确定。正常情况下，应严格控制碾压摊铺试验确定的油石比，严禁将沥青砼油石比调高或调低，油石比高不宜于施工现场的碾压，油石比低不能保证沥青砼碾压密实度。一般不宜负温填筑，确需负温下填筑时，应适当调高油石比，以保证沥青砼施工质量。

5 经验与建议

碱性岩石骨料与沥青粘附性能好，沥青混凝土骨料宜采用碱性骨料，初步判定方法是先用稀盐酸滴在岩石上，岩石与稀盐酸发生反应，产生气泡的就是碱性岩石。确定岩性后对岩石进行矿物质分析，依据设计规程要求SiO2含量在52%以下的岩石可以作为骨料料场。

为保证施工质量，应加强沥青混合料和碾压成型后的沥青砼心墙检测工作，沥青混合料检测主要是室内沥青混合料抽提及马歇尔击实试验检测。现场沥青砼心墙检测为芯样检测，为了减少芯样检测对沥青砼心墙的破坏，施工过程中在满足规范规定的检测频次后，尽量减少芯样检测数量。

通过本工程实践，碾压式沥青砼心墙只要做好施工过程控制，确保施工控制参数，加强薄弱环节的检测控制，就可保证施工质量，减少钻芯取样等破坏性试验，保证沥青砼心墙的完整性。