旁多工程瀝青混凝土配合比及施工技術(shù)研究

李艷萍，馬智法，郭洪娟，王德庫(kù)

（1.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長(zhǎng)春130061；2.中慶建設(shè)有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春130062）

1 工程概況

旁多水利樞紐工程地處西藏自治區(qū)拉薩河流域中游，壩址位于林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5 km，距下游拉薩市直線距離約63 km，工程規(guī)模為Ⅰ等大（1）型工程，地震基本烈度為Ⅷ度。樞紐主要由碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩、泄洪洞及泄洪兼導(dǎo)流洞、發(fā)電引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和灌溉輸水洞等組成。最大壩高73.10 m，壩頂長(zhǎng)1 052 m。

2 瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)技術(shù)要求

試驗(yàn)技術(shù)要求見表1。

表1 碾壓式瀝青混凝土主要技術(shù)要求

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)由礦料級(jí)配和瀝青含量?jī)刹糠謽?gòu)成，試驗(yàn)根據(jù)（SD220－87）《土石壩碾壓式瀝青混凝土防滲墻施工規(guī)范》，骨料最大粒徑定為20 mm，初步規(guī)劃3個(gè)礦料級(jí)配，控制瀝青含量在6.1%～7.0%范圍內(nèi)進(jìn)行了若干組瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)。各項(xiàng)試驗(yàn)技術(shù)要求及趨勢(shì)圖，見表2～表4、圖1～圖4。從數(shù)據(jù)可以看出瀝青混凝土試件的各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求，且數(shù)值變化趨勢(shì)與瀝青含量有較強(qiáng)的相關(guān)性。

2.3 瀝青混凝土配合比推薦依據(jù)

結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮施工過程材料誤差控制，這次室內(nèi)試驗(yàn)選擇礦料級(jí)配編號(hào)為PDJP1，確定瀝青含量為6.5%，三次試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示，三項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

3 低溫施工試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)程序

這次施工試驗(yàn)是指導(dǎo)西藏旁多水利樞紐大壩瀝青混凝土施工的參數(shù)選擇性試驗(yàn)，其試驗(yàn)程序完全擬合施工各步驟展開。其準(zhǔn)備工作主要為瀝青混合料拌合樓精度校驗(yàn)、施工場(chǎng)地布置、混凝土基座制作及處理、噴涂冷底子油、涂刷瀝青砂漿等，上述各項(xiàng)步驟均有國(guó)家或行業(yè)的相關(guān)規(guī)范作為依據(jù)。

施工試驗(yàn)的兩個(gè)重要組成部位包括：基礎(chǔ)性施工試驗(yàn)；低溫施工試驗(yàn)。

表2 瀝青混凝土礦料級(jí)配

表3 瀝青混凝土水穩(wěn)定系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

表4 三軸檢測(cè)結(jié)果

3.2 基礎(chǔ)性施工試驗(yàn)

1）不同瀝青含量配合比施工效果分析。該部分試驗(yàn)施工試驗(yàn)段總長(zhǎng)為120 m，施工攤鋪寬度為85 cm，分為12段，每段10 m，進(jìn)行3個(gè)瀝青含量（6.2%，6.5%，6.8%）、4個(gè)碾壓方式（中型振動(dòng)碾靜碾2遍 +動(dòng)碾分別為4，6，8，10遍+小型振動(dòng)碾動(dòng)碾2遍、靜碾2遍現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該場(chǎng)次試驗(yàn)?zāi)康臑椋禾剿鳛r青混凝土不同瀝青含量下，不同碾壓參數(shù)與瀝青混凝土密實(shí)程度的關(guān)系，以此制定在施工過程中瀝青含量在允許范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，數(shù)據(jù)趨勢(shì)關(guān)系見圖5。

從圖像趨勢(shì)可以得出如下結(jié)論：①試驗(yàn)各配合比孔隙率均滿足設(shè)計(jì)要求；②不同瀝青含量的施工配合比孔隙率均隨碾壓遍數(shù)增加而降低；③圖形中表明，瀝青含量為6.5%，6.8%的兩個(gè)配合比孔隙率，在碾壓遍數(shù)為8遍處出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，可以確定碾壓遍數(shù)為6.5%，6.8%兩個(gè)瀝青含量配合比的最佳碾壓參數(shù)；④瀝青含量為6.2%的瀝青混凝土配合比碾壓遍數(shù)與孔隙率關(guān)系基本為直線關(guān)系，因此建議當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)施工過程中發(fā)現(xiàn)瀝青混合料瀝青含量偏低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)保證孔隙率滿足設(shè)計(jì)要求。

2）不同初碾溫度施工效果分析。進(jìn)行3個(gè)初碾溫度（135～140 ℃，140～145 ℃，145～150 ℃）、4個(gè)碾壓方式（中型振動(dòng)碾靜碾2遍+動(dòng)碾分別為4，6，8，10遍+小型振動(dòng)碾動(dòng)碾 2 遍、靜碾 2 遍、中型振動(dòng)碾靜碾2遍+動(dòng)碾6遍+小型振動(dòng)碾動(dòng)碾2遍、靜碾2遍?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該場(chǎng)次試驗(yàn)?zāi)康臑椋禾剿鳛r青混凝土不同初碾溫度下，不同碾壓參數(shù)與瀝青混凝土密實(shí)程度的關(guān)系，以此制定在施工過程中瀝青混合料入倉(cāng)溫度波動(dòng)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，數(shù)據(jù)趨勢(shì)關(guān)系見圖6。

從圖中趨勢(shì)可以得出如下結(jié)論：①對(duì)于推薦配合比而言，初碾溫度在135～150℃之間時(shí)，中型振動(dòng)碾碾壓遍數(shù)為6遍以上時(shí)，孔隙率均能滿足設(shè)計(jì)要求；②不同初碾溫度進(jìn)行施工試驗(yàn)，鉆取芯樣孔隙率均隨碾壓遍數(shù)增加而降低；③圖形中表明，對(duì)于不同初碾溫度的碾壓施工試驗(yàn)而言，在碾壓遍數(shù)為8遍處出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，因此可以確定8遍為推薦配合比的最佳碾壓參數(shù)；④初碾溫度為135～140℃時(shí)，孔隙率較大，中型振動(dòng)碾碾壓遍數(shù)為4遍時(shí)甚至不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此建議施工過程中初碾溫度控制在140～150℃之間。

3.3 低溫施工試驗(yàn)

考慮到施工過程中可能因?yàn)楣て谠蜻M(jìn)行低溫或者夜間施工，中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司的瀝青混凝土低溫施工技術(shù)，在以往工程中已有成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，因此這次試驗(yàn)主要是在高寒高海拔地區(qū)的一次驗(yàn)證性研究，進(jìn)行的主要試驗(yàn)內(nèi)容是推薦配合比不同碾壓參數(shù)、蓋布與不蓋布的碾壓試驗(yàn)，具體試驗(yàn)結(jié)果詳見表5。同時(shí)在施工過程中為了克服西藏地區(qū)晝夜溫差較大，心墻碾壓施工后不利于靠自身的調(diào)節(jié)密實(shí)，因此將覆蓋金屬保溫罩作為低溫施工的一項(xiàng)保護(hù)措施。

表5 低溫碾壓施工結(jié)果表

從上述成果可知，利用良好的低溫保護(hù)措施，進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，旁多工程進(jìn)行低溫施工是可行的，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定施工時(shí)采用蓋布碾壓的碾壓參數(shù)為：中型振動(dòng)碾靜碾2遍+動(dòng)碾10遍+小型振動(dòng)碾動(dòng)碾2遍、靜碾2遍。

4 結(jié)語

旁多水利樞紐工程是西藏地區(qū)首次采用瀝青混凝土心墻作為防滲體系的水利工程，因此對(duì)試驗(yàn)方案選擇及試驗(yàn)結(jié)果分析均進(jìn)行了詳細(xì)論證，就推薦瀝青混凝土配合比選擇而言，結(jié)合多項(xiàng)成功工程實(shí)際并通過施工試驗(yàn)的驗(yàn)證，說明其符合設(shè)計(jì)要求滿足工程運(yùn)行要求。施工試驗(yàn)常溫部分孔隙率變化趨勢(shì)明顯，各參數(shù)確定有充實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)亦反映出應(yīng)低溫施工技術(shù)可有效保證瀝青混凝土低溫施工質(zhì)量，其適宜在旁多工程推廣應(yīng)用。