水利工程瀝青混凝土低溫施工探究

張維君

（磐石市水土保持監(jiān)督管理站，吉林磐石 132300）

水利工程瀝青混凝土低溫施工探究

張維君

（磐石市水土保持監(jiān)督管理站，吉林磐石 132300）

瀝青混凝土由于其自身的特點(diǎn)而被越來越多的采用，但現(xiàn)在還沒有成熟的施工規(guī)范形成。本文從國內(nèi)外的研究背景出發(fā)，闡述了低溫環(huán)境對于瀝青混凝土強(qiáng)度的影響及低溫下瀝青混凝土安全施工措施，以期對后續(xù)的水利工程給予借鑒，用來指導(dǎo)現(xiàn)場低溫施工。

瀝青混凝土；低溫；施工

1 背景分析

瀝青混凝土由于其柔性及非常良好的防滲性能，高效的變形能力，一般常用于公路等交通設(shè)施等作為水工結(jié)構(gòu)物防滲體。因而，對一些有著不均勻受力的水工工程來說，瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)是其他防滲材料難以比擬的。但是，瀝青是一種對于溫度非常敏感的材料，在20℃～40℃左右?guī)缀醭尸F(xiàn)固態(tài)，但是在高溫條件下一般呈現(xiàn)為液態(tài)。

瀝青混凝土的溫度敏感性也是顯而易見的。以現(xiàn)在我國國內(nèi)瀝青混凝土的水平來說，在低溫下，其抗裂性能非常不突出。不論是在施工期還是運(yùn)行期，結(jié)構(gòu)整體的安全性與其低溫抗裂能力有著直接的關(guān)系。

在我國北方，尤其是東北三省，低溫下進(jìn)行瀝青混凝土鋪設(shè)，發(fā)生縮裂現(xiàn)象時(shí)，必須解決低溫施工對瀝青混凝土工程的影響。

2 國內(nèi)外研究背景

水利水電工程中的瀝青混凝土技術(shù)應(yīng)用和研究興起于20世紀(jì)20年代，在法國、德國、美國、挪威、西班牙、俄羅斯，以及其他國家大面積的推廣之后，已經(jīng)形成了一組比較成熟的碾壓技術(shù)；自20世紀(jì)70年代，中國也開始在水利水電工程中應(yīng)用瀝青混凝土技術(shù)，目前已經(jīng)建成了瀝青混凝土護(hù)面工程（北京半成予水庫，陜西正岔）；瀝青混凝土防滲工程（湖北車壩水庫，遼寧碧流河水庫）；瀝青混凝土防滲墻壩（吉林白河壩，甘肅黨河水庫）等。這些工程的產(chǎn)生為我國的水利瀝青工程技術(shù)積累了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。

尤其是在三峽瀝青混凝土防滲壩及浙江抽水蓄能電站上層的瀝青混凝土工程都分別引進(jìn)了相關(guān)技術(shù)。機(jī)械化施工程度已達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并培養(yǎng)了一大批專業(yè)技術(shù)人員［1］。

在水工瀝青混凝土工程中，一般可將防滲的主體心墻分為以下幾個(gè)部分：①澆筑式瀝青墻（導(dǎo)管澆筑，立模澆筑）；②裝配式瀝青墻；③碾壓式瀝青防滲墻；④其他類型的瀝青防滲墻，比如說填石性的瀝青防滲墻，拼裝式的瀝青防滲墻等。

3 低溫環(huán)境對于瀝青混凝土強(qiáng)度的影響

瀝青混凝土和一些常見的混凝土略有不同，但主體部分也由基體和骨料構(gòu)成，其中也含有一些微小的孔隙。這些孔隙中的一些物質(zhì)將會(huì)對瀝青混凝土的組成造成非常重要的影響，其混凝土的強(qiáng)度也隨之發(fā)生一定的改變。在水的存在下，瀝青混凝土的一些力學(xué)性質(zhì)也會(huì)發(fā)生一定的改變。在飽和濕度下，水泥石中膠體之間的拉伸能力將會(huì)在自由水的作用下降低，使得宏觀性能進(jìn)一步下降；在低溫條件下，孔隙中的自由水將會(huì)進(jìn)一步結(jié)成冰，所以瀝青混凝土的拉伸能力和抗壓強(qiáng)度將會(huì)增加。然而，瀝青混凝土自身的抗拉能力要比抗壓能力稍弱，因結(jié)冰現(xiàn)象一般不會(huì)使瀝青混凝土的抗拉能力增強(qiáng)，但是對增強(qiáng)抗壓能力有非常明顯作用［2］。當(dāng)溫度開始回升時(shí)，孔隙間的冰開始融化，瀝青混凝土之間的力學(xué)強(qiáng)度將會(huì)明顯的降低。

瀝青混凝土中常含有活性的摻合料如：硅灰、粉煤灰等，這些活性物質(zhì)的摻入能對部分水利的副作用以遏制。除此之外，由于其加入的活性物質(zhì)顆粒相對較小，所以在低溫條件下可以改善混凝體攪拌過程中的流動(dòng)性。一方面可以增加瀝青混凝土的低溫粘聚能力，另一方面，可以減少泌水和骨料的分離［3］。

當(dāng)鋼筋遭遇長期的氧化后，受到銹蝕的鋼筋會(huì)體積上會(huì)產(chǎn)生膨脹，這樣直接導(dǎo)致混凝土在主筋方向上或箍筋方向上產(chǎn)生裂縫。水泥具有安定性較差的缺點(diǎn)，而混凝土較大的水灰比造成了早期強(qiáng)度低的特點(diǎn)，快速的失水會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)疏散與水分轉(zhuǎn)移。由于混凝土內(nèi)部自身的壓力、溫差、濕度差等因素，內(nèi)部的水分從邊緣往中心移動(dòng)形成空隙。所謂的“表面起灰”就是砂漿和粗骨料相互脫離，出現(xiàn)表面起灰和骨料裸露的情況［4］。導(dǎo)致表面起灰的原因是由于混凝土混合物水灰比太大，離析、泌水情況嚴(yán)重，再加上較低的養(yǎng)護(hù)溫度，使得水泥水化停止，最終導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)、結(jié)晶腐蝕?；炷劣不?，如果有某種外來的溶液通過毛細(xì)管的作用滲到混凝土表面，當(dāng)其表面的水分被蒸干后，就會(huì)直接影響混凝土與飾面層的結(jié)合情況。

4 低溫下瀝青混凝土安全施工措施

4.1 心墻混凝土基座澆筑

心墻混凝土基座澆筑的工程在進(jìn)入冬季施工階段后，需要按照不同的施工工藝方法及部位采取不同的安全措施。①在坡段澆筑施工過程中，施工模板、鋼筋及施工工具等的放置位置應(yīng)選在較穩(wěn)定的地方，并需做好防滑工作，對于一些有危險(xiǎn)部位放置時(shí)還要加置辨識牌。②冬季拌和站需要加強(qiáng)檢修頻率，以保證拌合站安全運(yùn)行，同時(shí)也要注意冬季的行駛安全；對暖棚內(nèi)的煤爐也要加強(qiáng)管理，避免發(fā)生火災(zāi)及煤氣中毒等情況。

4.2 壩體填筑

低溫時(shí)，對壩體填筑工程來說，機(jī)械設(shè)備投入量大的情況之下，相關(guān)部門必須選購好低溫下的燃油和潤滑油，必須注意車輛的安全性。機(jī)械隊(duì)加強(qiáng)燃油機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于良好狀態(tài)下工作，加強(qiáng)檢測，防止油料滲漏；對于機(jī)械保養(yǎng)中的廢水廢油，經(jīng)過油水分離器處理后排放；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，待水溫上來后再加負(fù)荷。此外要加強(qiáng)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，排除隱患［5］。對于日常保養(yǎng)工作，避免人為事故的發(fā)生，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證冬季施工的正常進(jìn)行；定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安全檢查，對存在安全隱患的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行修理；對于降雪道路結(jié)冰時(shí)，施工道路應(yīng)及時(shí)清掃和鋪砂礫的辦法，必要時(shí)需給車輛安裝防滑鏈。

4.3 灌漿施工

需要有兩名兩班制的專職清潔人員在灌漿施工區(qū)，以便能夠?qū)r粉水泥的漿液、墻面和臺車工作區(qū)進(jìn)行及時(shí)沖洗，在工作面上嚴(yán)禁有巖粉水泥漿液沉積，以免引起凍結(jié)；工區(qū)文明生產(chǎn)要嚴(yán)格按照要求，將廢渣堆放要在指定地點(diǎn)，在邊坡心墻面灌漿作業(yè)時(shí)要注意鋼爬梯上下交通安全；嚴(yán)格按施工區(qū)安全文明生產(chǎn)要求布置施工灌漿管路和風(fēng)、水、電，接頭連接情況；污水站和集水坑需要在四周增加鋼圍欄，為防止凍結(jié)產(chǎn)生并及時(shí)抽排，用噴燈和煤爐對灌漿保溫時(shí)，要加強(qiáng)管理，要有專人看護(hù)鉆機(jī)，加強(qiáng)現(xiàn)場巡視，不允許操作工私自離開。加強(qiáng)文明施工力度，整齊布置風(fēng)、水、電的管路，鉆具的固定和拉錨的位置在斜坡段灌漿時(shí)要進(jìn)行定期檢查和驗(yàn)收，絕對不允許在結(jié)冰部位施工。

［1］田雪竹.瀝青混凝土心墻在新疆高寒地區(qū)水利工程中的運(yùn)用［J］.水利建設(shè)與管理，2010（6）.

［2］王志臣，林峰.澆筑式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)［J］.甘肅水利水電技術(shù)，2010（1）.

［3］姜長杰，何玉，張穎，等.三座店水庫堆石壩瀝青混凝土心墻施工技術(shù)［J］.東北水利水電，2010（4）.

［4］慈軍，李雙喜，努爾開力·依孜特羅甫.摻不同細(xì)骨料的碾壓式瀝青混凝土的力學(xué)試驗(yàn)研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2012（2）.

［5］謝曉龍.冬季低溫期碾壓瀝青混凝土心墻施工技術(shù)［J］.四川水力發(fā)電，2010（1）.

Research on Asphalt Concrete Construction in Hydraulic Engineering under Low Temperature

ZHANG Wei-jun
（Jilin Panshan Soil and Water Conservation Station，Panshi 132300，China）

Due to the characteristics of asphalt concrete，it was applied more and more.But construction specifications of asphalt concrete in low temperature was not built yet.In this article，based on the background of asphalt concrete，the author clarified how the low temperature influenced strength of asphalt concrete and the safety construction measures.So that the experience would be applied in the continuing project.

asphalt concrete；low temperature；construction

TV5

B

1672-9900（2012）05-0086-02

2012-09-04

張維君（1978-），男（漢族），吉林磐石人，助理工程師，主要研究方向?yàn)樗こ?，（Tel）15044666881。