碾壓式瀝青混凝土心墻快速高效施工技術(shù)探析

趙雅俊

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司 陜西 咸陽 712000）

新疆庫什塔依水電站瀝青混凝土心墻鋪筑施工，若在允許的環(huán)境氣候下進(jìn)行，根本無法實現(xiàn)合同要求的度汛及下閘蓄水進(jìn)度要求，為保證工程按期建成，必須提高瀝青心墻施工效率，為此特在上游圍堰瀝青心墻施工中對高寒多雨地區(qū)氣候條件下瀝青心墻鋪筑快速高效施工技術(shù)進(jìn)行了全面的研究。

1 寒冷氣溫條件下碾壓式瀝青混凝土連續(xù)鋪筑

碾壓式瀝青混凝土施工受外界氣溫影響大，根據(jù)該水電站工程的氣候條件，在冬季寒冷氣溫（一般指外界氣溫在-5℃～-20℃）的環(huán)境下，具體采取了如下措施在保證質(zhì)量的前提下成功實現(xiàn)了極端低溫條件下碾壓式瀝青混凝土的連續(xù)鋪筑。

（1）選擇適合的瀝青混凝土配合比。冬季碾壓式瀝青混凝土施工，攤鋪過程的溫度損失尤為難以控制，所以在攤鋪后盡快碾壓成型是關(guān)鍵，我們課題組通過室內(nèi)和現(xiàn)場試驗可知，油石比的增大可使瀝青混凝土在壓實功大大減少的情況下很容易達(dá)到密實。故在寒冷氣溫條件下可通過增大瀝青混凝土的油石比來縮短瀝青混凝土攤鋪后的成型密實時段，減少碾壓成型過程的溫度損失，從而達(dá)到瀝青混凝土的溫控要求，保證瀝青混凝土的質(zhì)量。

（2）瀝青混凝土在拌合時出機(jī)口溫度采取規(guī)范要求的上限值。

（3）瀝青混凝土運輸及攤鋪設(shè)備加設(shè)適當(dāng)?shù)谋夭牧希ＷC瀝青混合料在運輸過程中做到全封閉。

（4）加強(qiáng)組織管理，使各工序緊密銜接，做到及時拌合、運輸、攤鋪碾壓、特別是盡量縮短碾壓時間，每車瀝青混合料運輸、攤鋪碾壓全過程控制在30分鐘內(nèi)完成。

（5）盡量縮短每一段的碾壓段，攤鋪后及時碾壓完，必要時可采用兩臺振動碾串聯(lián)碾壓，提高碾壓效率，縮短碾壓時間。

（6）當(dāng)氣溫達(dá)到 -20℃～-15℃時，每天選取11點到17點進(jìn)行攤鋪作業(yè)。

（7）當(dāng)氣溫低于-20℃時，應(yīng)停止瀝青混凝土攤鋪作業(yè)。

2 碾壓式瀝青心墻雨天及夜間施工

2.1 碾壓式瀝青心墻雨天施工

碾壓式瀝青心墻雨天施工的關(guān)鍵是防雨，避免各個工序雨水與瀝青混合料接觸。瀝青雖具有憎水性，當(dāng)達(dá)到一定密度的瀝青混凝土卻具有很好的不透水性，但在心墻施工過程中，瀝青混凝土還沒有達(dá)到要求的密度之前，瀝青混合料不能有水混入。當(dāng)瀝青混合料遇水后（降雨或被雨水浸泡），瀝青就不能和骨料有很好的粘結(jié)，影響骨料的粘結(jié)力；且當(dāng)水分殘存在層間或瀝青混合料中，溫度升高后將會氣化膨脹，形成鼓泡和氣孔，破壞瀝青混凝土的防滲性和整體性，為此我們應(yīng)采取以下應(yīng)對措施：

（1）研究雨天施工方法，在施工組織設(shè)計時注意考慮雨天對施工的影響，并相應(yīng)的采取工程措施。瀝青混凝土拌合站設(shè)置在距離大壩較近的位置，減少運距，骨料堆放處高于地面30cm，以防雨水倒灌，并搭建防雨棚，礦粉適宜選用灌存。

（2）加強(qiáng)與氣象部門聯(lián)系，做到提前做好充分的準(zhǔn)備。

（3）采用防雨帆布覆蓋已攤鋪的瀝青混凝土混合料，覆蓋瀝青混凝土運輸設(shè)備，覆蓋瀝青混凝土攤鋪機(jī)料斗，避免瀝青混凝土混合料在制備和運輸過程中雨水落入。

（4）采用防雨帆布覆蓋下層已鋪瀝青心墻，新鋪瀝青混凝土?xí)r，隨攤鋪機(jī)行進(jìn)速度，有專人徐徐揭開帆布，保證已鋪筑心墻處于無雨水滲漏狀態(tài)，避免兩層瀝青混凝土之間有雨水。

（5）將防雨帆布直接固定在攤鋪機(jī)尾部，使其攤鋪機(jī)同步前進(jìn)，帆布后緊隨振動碾碾壓，避免雨水滲入松散瀝青混合料中，當(dāng)瀝青混凝土達(dá)到規(guī)范的密實度時，即使表面有雨水存在，不會影響已鋪筑的心墻質(zhì)量。

（6）雨后復(fù)工，用紅外線加熱器加熱已鋪筑層面，加速層面干燥，保證層間沒有水分，保證層間結(jié)合牢固。

2.2 碾壓式瀝青心墻夜間施工

為了加快施工速度，縮短施工工期，需夜間施工。夜間施工的關(guān)鍵是照明，施工中應(yīng)該做到，“晚間要比白天亮，作業(yè)層面無陰影”。只要各個工序環(huán)節(jié)，各個工作面的操作人員在夜間施工沒有視覺障礙，就意味夜間施工與白天施工無區(qū)別，施工中除在兩壩肩安裝大型鏑燈，還在心墻上下游過渡料外側(cè)每隔十米設(shè)置一組移動碘鎢燈，從而保證了各個工作面層視線一目了然，從而保證施工質(zhì)量。

2.3 寒冷低溫條件下碾壓式瀝青混凝土鋪筑無層間加熱施工

瀝青混凝土鋪筑無層間加熱施工在規(guī)范中雖有提及，但還未進(jìn)行理論和實際驗證，本項目就此工藝在實驗室進(jìn)行了模擬試驗驗證，并且在該水電站瀝青心墻施工中進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，最終證明了本施工工藝的可行性，層間加熱可以通過采用合適的瀝青配合比，對瀝青拌合站出機(jī)口溫度進(jìn)行適當(dāng)控制，在攤鋪過程中對下層瀝青不進(jìn)行加熱處理，完全可滿足瀝青混凝土層間結(jié)合要求。但無論是常溫還是低溫，此工藝都需要現(xiàn)場攤鋪試驗后確定合適的參數(shù)才可實施。

2.4 提高碾壓式瀝青心墻鋪筑層厚施工

瀝青混凝土心墻鋪筑層厚與碾壓機(jī)械的壓實功能有關(guān)，根據(jù)國內(nèi)外實踐經(jīng)驗統(tǒng)計，每層的攤鋪厚度一般為200mm～300mm。若攤鋪層太薄，層間處理工作量會大大增加，降低瀝青混凝土心墻的施工速度；若攤鋪層太厚，必須用重碾進(jìn)行碾壓，但重碾碾壓容易發(fā)生陷碾，使重碾難以正常工作。在施工中，由于瀝青混凝土心墻表面平整度高差過大，為了進(jìn)行找平，采用了最大鋪筑厚度為350mm，施工中采取了1.5t振動碾進(jìn)行碾壓，在常規(guī)碾壓遍數(shù)的基礎(chǔ)上增加了兩遍，鉆取芯樣結(jié)果滿足規(guī)范要求。由此可見，瀝青混凝土心墻的鋪筑厚度隨著碾壓機(jī)具的優(yōu)化及碾壓參數(shù)的改變還可以進(jìn)一步增大，在此方面本工程未進(jìn)行進(jìn)一步實驗和研究。

2.5 碾壓式瀝青混凝土心墻每日多層連續(xù)鋪筑施工

碾壓式瀝青混凝土心墻每日多層連續(xù)多層施工主要問題是：下層瀝青混凝土溫度較高，瀝青混凝土質(zhì)地較軟，在上層施工中，由于基礎(chǔ)較軟，降低了震動碾壓性能，致使上層瀝青混凝土孔隙率難以滿足規(guī)范要求。在施工高峰期該水電站大壩瀝青心墻軸線長度約400m，攤鋪機(jī)理論攤鋪速度為每1m/min～2.5m/min，考慮到每層攤鋪時的邊角人工攤鋪及拌合運輸影響，每層攤鋪時間一般需要4小時～5小時。由于瀝青混凝土降溫較慢，制約了瀝青混凝土連續(xù)鋪筑，研究每層瀝青混凝土的鋪筑的間隔時間是夏季每日連續(xù)多層鋪筑的主要任務(wù)。

為了驗證本工程是否能夠?qū)崿F(xiàn)每日多層連續(xù)鋪筑，專門進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，試驗方法為：首先鋪筑一層長30m、寬1m、30cm厚的瀝青混凝土，待溫度降至110℃、90℃、70℃進(jìn)行第二層瀝青混凝土攤鋪。

實驗結(jié)果表明：①瀝青混凝土在環(huán)境溫度為24℃時，平均每小時可降低溫度10℃；②連續(xù)鋪筑過程中，底層瀝青混凝土在90℃時進(jìn)行連續(xù)鋪筑，瀝青混凝孔隙率可控制在3%以內(nèi)。每層層間間隔4小時可進(jìn)行上層瀝青混凝土鋪筑。由此可見本工程瀝青心墻每層循環(huán)時間為4小時～5小時，完全具備連續(xù)施工條件。

本次工程的瀝青心墻在施工中實現(xiàn)了瀝青混凝土心墻每日連續(xù)鋪筑三層的施工強(qiáng)度，且經(jīng)瀝青混凝土芯樣檢測，密度、孔隙率、滲透系數(shù)等指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)論

（1）在現(xiàn)場組織合理的情況下，采用合適的冬季瀝青混凝土施工配合比，在瀝青混凝土施工過程中適當(dāng)?shù)目刂瞥鰴C(jī)口溫度、采取適當(dāng)?shù)谋卮胧┙档瓦\輸攤鋪過程的溫度損失，瀝青混凝土心墻在極端低溫條件下連續(xù)施工是可行的，從而解決了因為瀝青心墻冬季不能施工而制約大壩無法填筑這一矛盾。

（2）通過適當(dāng)?shù)姆烙昙罢彰鞔胧┛稍谟晏旒耙归g施工，從而接解決規(guī)范的夜間雨天不能施工的局限性，大大提高了瀝青混凝土年施工有效天數(shù)。

（3）在寒冷低溫條件下，采用瀝青混凝土冬季施工配合比，將出機(jī)口溫度控制為規(guī)范上限溫度，使鋪筑熱料保持在（160℃），鋪筑前可不進(jìn)行底層瀝青面加熱，從而優(yōu)化了瀝青心墻的施工工藝，加快了心墻鋪筑速度。

（4）瀝青混凝土心墻的鋪筑厚度隨著碾壓機(jī)具的優(yōu)化及碾壓參數(shù)的改變還可以進(jìn)一步增大。

（5）在常溫情況下瀝青混凝土施工循環(huán)大于4小時即可實現(xiàn)不間歇連續(xù)鋪筑。陜西水利