揚(yáng)旗山水利樞紐碾壓式瀝青混凝土心墻騎縫碾壓工藝參數(shù)試驗(yàn)研究

蘇杰 籍延林 許鳳寶 唐金輝

【摘要】本文主要以揚(yáng)旗山水利樞紐工程為例，對(duì)瀝青混凝土心墻騎縫碾壓工藝參數(shù)試驗(yàn)進(jìn)行分析研究。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土；心墻騎縫碾壓工藝；試驗(yàn)

一、前言

近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，瀝青混凝土心墻在水利水電工程中得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)在瀝青混凝土心墻騎縫碾壓工藝參數(shù)試驗(yàn)研究上也取得了一定的進(jìn)步，但依然存在一些問(wèn)題需要改進(jìn)。因此，新時(shí)期下，我們要加大對(duì)該方面的重視。

二、瀝青混凝土心墻施工工藝

混凝土表面清理→測(cè)量放線(xiàn)→過(guò)渡料、瀝青混合料分別裝人攤鋪機(jī)→攤鋪機(jī)攤鋪→瀝青混合料碾壓→過(guò)渡料碾壓。

混凝土表面清理是初鋪瀝青混凝土前對(duì)基座混凝土表面與瀝青混凝土結(jié)合范圍上的浮漿、乳皮、粘著物等清除干凈，再打毛并用高壓風(fēng)吹干凈，潮濕部位用汽油噴燈烘干，保持混凝土表面干燥。然后在干燥的混凝土毛面上人工涂刷2遍冷底子油，待冷底子油干涸后，再涂抹1～2cm厚瀝青瑪蹄脂。另外就是在鋪筑過(guò)程中，下一層鋪筑前對(duì)上一鋪筑層的表面灰塵雜物進(jìn)行清理。測(cè)量放線(xiàn)以控制心墻的軸線(xiàn)，確保心墻軸線(xiàn)在設(shè)計(jì)規(guī)范要求范圍之內(nèi)。瀝青混合料和瀝青心墻兩側(cè)的過(guò)度料是通過(guò)聯(lián)合攤鋪機(jī)一次性完成鋪筑的。瀝青混凝土及過(guò)度料碾壓是瀝青混凝土心墻成型的最后一道工序，也是最重要的一道工序，直接關(guān)系到心墻的施工質(zhì)量。

三、實(shí)例分析

本文以揚(yáng)旗山水利樞紐工程為例，對(duì)瀝青混凝土心墻騎縫碾壓工藝參數(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)行分析。

1、瀝青混凝土騎縫碾壓現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)程序

瀝青混凝土騎縫碾壓現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)場(chǎng)地選在茅坪壩外。試驗(yàn)選取兩個(gè)具有代表性的攤鋪碾壓寬度：70cm和60cm，試驗(yàn)段不分層分段，總長(zhǎng)度為50m，按不同攤鋪寬度分為兩個(gè)試驗(yàn)段?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，對(duì)騎縫碾壓試驗(yàn)的瀝青混凝土進(jìn)行室內(nèi)密度、容重、孔隙率和馬歇爾試驗(yàn)及抽提試驗(yàn)，驗(yàn)證用于試驗(yàn)的瀝青混凝土是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

首先，分別設(shè)定配合比，試驗(yàn)按正常碾壓（雙邊騎縫）進(jìn)行，在瀝青混凝土降至自然溫度后，鉆取芯樣，進(jìn)行容重、孔隙率測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。第2層試驗(yàn)對(duì)第1層試驗(yàn)進(jìn)行復(fù)核，然后，在前2次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定配合比，將施工工藝進(jìn)行修改，再進(jìn)行1次騎縫試驗(yàn)，并取芯檢測(cè)看是否達(dá)到要求，若取芯檢測(cè)合格，再重復(fù)1次試驗(yàn)進(jìn)行復(fù)核；若不滿(mǎn)足要求，則重新修改施工工藝，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至選出合適的碾壓工藝參數(shù)為止。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成后，再上壩進(jìn)行生產(chǎn)性攤鋪試驗(yàn)，以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得的騎縫碾壓工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證復(fù)核和優(yōu)化。揚(yáng)旗山水利樞紐工程瀝青混凝土主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

注：孔隙率中括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為現(xiàn)場(chǎng)取芯指標(biāo)，非括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)指標(biāo)。

2、瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)騎縫碾壓試驗(yàn)

（1）心墻騎縫碾壓第1、2層試驗(yàn)及成果分析

分別設(shè)定配合比B=6.5%、B=6.6%，瀝青混凝土攤鋪寬度分別為70cm和50cm，厚度35cm，碾壓溫度為150℃～155℃。

碾壓方式為：（雙邊騎縫碾壓）瀝青混凝土動(dòng)碾1遍，過(guò)渡料碾壓密實(shí)，瀝青混凝土動(dòng)碾5遍加靜碾2遍收光。

現(xiàn)場(chǎng)取芯試驗(yàn)：瀝青混凝土溫度降至自然溫度后鉆取芯樣，芯樣試驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

注：第1層配合比設(shè)定為B=6.5%，第2層配合比設(shè)定為B=6.6%。

第1層試驗(yàn)成果表明，雙邊騎縫碾壓情況下攤鋪寬度為70cm時(shí)，瀝青混凝土孔隙率基本小于3%，而攤鋪寬度為50cm時(shí)，瀝青混凝土孔隙率不能滿(mǎn)足小于3%的要求；第2層試驗(yàn)成果進(jìn)一步證實(shí)了第1層試驗(yàn)得出的結(jié)論。

試驗(yàn)成果還表明，盡管用于試驗(yàn)的瀝青混凝土配合比存在一定的差異，但對(duì)瀝青混凝土的主要性能的影響較小。

（2）心墻騎縫碾壓第3、4層試驗(yàn)及成果分析

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)前兩層試驗(yàn)的分析，將施工工藝進(jìn)行合理修改，再進(jìn)行第3、4層騎縫碾壓對(duì)比試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)取芯樣試驗(yàn)成果見(jiàn)表3。

第3層試驗(yàn)成果表明，兩種施工方法都在一定程度上降低了過(guò)渡料對(duì)振動(dòng)碾的支撐作用，加強(qiáng)了碾壓效果，使瀝青混凝土孔隙率明顯降低，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。對(duì)比兩種碾壓方式，采用單邊騎縫，單邊貼縫碾壓的方法較雙邊騎縫碾壓效果明顯要好得多。

第4層試驗(yàn)成果進(jìn)一步說(shuō)明，單邊騎縫，單邊貼縫碾壓效果明顯好于雙邊騎縫碾壓。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果表明：心墻采用單邊騎縫，單邊貼縫碾壓的方法施工，瀝青混凝土容重、孔隙率滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3、試驗(yàn)成果分析

瀝青混凝土騎縫碾壓試驗(yàn)成果表明，當(dāng)瀝青混凝土心墻攤鋪寬度小于振動(dòng)碾最小碾寬時(shí)，振動(dòng)碾碾壓瀝青混凝土心墻過(guò)程中，心墻兩側(cè)過(guò)渡料對(duì)振動(dòng)碾的支承作用比較明顯，原雙邊騎縫碾壓的施工工藝參數(shù)已不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。單邊騎縫單邊貼縫的碾壓方法為振動(dòng)碾時(shí)，振動(dòng)碾進(jìn)行單邊騎縫碾壓，迎、背水側(cè)兩邊各碾壓6遍，即：先以瀝青心墻迎水側(cè)設(shè)計(jì)線(xiàn)為準(zhǔn)對(duì)齊、貼縫，振動(dòng)碾騎在背水側(cè)過(guò)渡料上進(jìn)行碾壓，然后以瀝青心墻背水側(cè)設(shè)計(jì)線(xiàn)為準(zhǔn)對(duì)齊、貼縫，振動(dòng)碾騎在迎水側(cè)過(guò)渡料上進(jìn)行碾壓。相對(duì)于雙邊騎縫的碾壓方式，單邊騎縫單邊貼縫的碾壓方式在一定程度上減少了過(guò)渡料對(duì)振動(dòng)碾的支撐影響，使熱瀝青混合料在受振動(dòng)碾碾壓時(shí)得到盡可能大的壓實(shí)功能，最終獲得滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的、較小孔隙率的瀝青混凝土。

四、建議

瀝青混凝土是一種高成本混合材料，在瀝青混凝土心墻的施工期間應(yīng)認(rèn)真控制好施工過(guò)程的每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保工程施工質(zhì)量。由于瀝青混凝土防滲性能優(yōu)良，所以心墻防滲體較薄，工程量小。另外，它適應(yīng)變形能力強(qiáng)，與壩體變形有較好的協(xié)調(diào)性，是一種優(yōu)良的壩體防滲材料。在提高工程施工機(jī)械化和自動(dòng)化程度后，施工周期會(huì)大幅度縮小，使電站盡快投產(chǎn)收益。這種施工技術(shù)如能在其他工程中加以推廣應(yīng)用，必將產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量是整個(gè)水利工程的核心。因此，在瀝青混凝土心墻正式施工前，施工前期準(zhǔn)備階段的主要工作任務(wù)就是對(duì)瀝青混凝土心墻騎縫碾壓工藝參數(shù)試驗(yàn)進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

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