澆筑式瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量主要控制措施

隋昊良，馮啟航

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省龍水工程質(zhì)量檢測有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

在水利工程建設(shè)中，將瀝青、骨料與摻合料等原材料按照設(shè)計配合比，經(jīng)加熱拌和均勻后成為瀝青混合料，再經(jīng)過壓實或澆筑等施工工藝，成為瀝青混凝土，在壩體中設(shè)置瀝青混凝土墻作為防滲體的土石壩，稱為瀝青混凝土心墻壩[1]。瀝青混凝土心墻在碾壓式和澆筑式這兩種施工方法的選擇中，高壩多選用碾壓式，心墻質(zhì)量相對容易控制，長江三峽工程的茅坪溪防護大壩就是采用的碾壓式瀝青混凝土心墻；低壩多選用澆筑式，便于進行施工，但心墻工程建設(shè)質(zhì)量比較難控制，后期修復(fù)又很困難。寒冷地區(qū)采用的澆筑式瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制措施，本文結(jié)合工程實踐檢測總結(jié)經(jīng)驗,供參考借鑒。

1 瀝青混凝土原材料質(zhì)量檢驗

1.1 主要原材料瀝青

瀝青具有良好的黏結(jié)性、塑性、防水性，水利工程使用的瀝青主要是石油瀝青，石油瀝青是原油蒸餾后的殘渣，澆筑式瀝青混凝土可選用合格的低標(biāo)號石油瀝青，選用袋裝瀝青時應(yīng)注意采取防雨措施，避免混入雜物和塵土，先到先用，在工程質(zhì)量檢測中，多次發(fā)生過因瀝青原材料保管不當(dāng)檢測指標(biāo)不合格的質(zhì)量事故。瀝青是瀝青混凝土的主要原材料，必須有出廠合格證，生產(chǎn)廠家與施工單位必須有質(zhì)量檢測合格報告后才能使用。瀝青質(zhì)檢報告中的延伸度、針入度、軟化點、含臘量是瀝青的主要檢測控制指標(biāo)。稀釋瀝青宜選用針入度大的石油瀝青，再摻配煤油、汽油攪拌稀釋配置，摻配量一般為石油瀝青的30%～40%攪拌而成。

1.2 澆筑式瀝青混凝土的粗骨料

瀝青與堿性骨料黏附性能好，水穩(wěn)定性高，因此澆筑式瀝青混凝土宜采用堿性骨料。骨料要求級配應(yīng)良好，最大粒徑不能超過澆筑厚度的三分之一。粗骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬，不會因加熱而發(fā)生性質(zhì)變化，不能使用風(fēng)化骨料，不含泥土，主要質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求[2]。

表1 瀝青混凝土粗骨料質(zhì)量主要技術(shù)指標(biāo)

1.3 澆筑式瀝青混凝土細(xì)骨料

宜采用堿性巖石加工，成品級配良好，細(xì)骨料的主要質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)應(yīng)符合表2的要求[2]。

由于堿性骨料耐水性低，瀝青混凝土粗、細(xì)骨料的存放特別要注意有防潮防水等設(shè)施，防止骨料的吸水率不合格，還要注意骨料堆放時防止骨料粒徑分離。

表2 瀝青混凝土細(xì)骨料質(zhì)量主要技術(shù)指標(biāo)

1.4 澆筑式瀝青混凝土填料

填料宜采用石灰?guī)r加工而成，要求其含水率≤0.5%，密度≥2.5 g/cm3，碳酸鈣含量>95%，親水系數(shù)≤1.0，不能含有泥土和有機物等雜質(zhì)。填料堆放時距地面、墻面距離不能少于30 cm，應(yīng)防潮防水，填料細(xì)度要求應(yīng)符合表3的要求[2]。

表3 瀝青混凝土填料細(xì)度要求

2 瀝青混合料的制備

在瀝青混凝土正式施工前，應(yīng)首先進行試驗室室內(nèi)配合比試驗和現(xiàn)場澆筑試驗，以確定施工配合比及施工參數(shù)，要求在150 ℃下的黏度應(yīng)小于1.0×104Pa·s，澆筑后的分離度小于1.05。 制備瀝青混合料時，應(yīng)先將骨料和填料干拌15 s,再加入熱瀝青拌和，瀝青混合料的拌和時間應(yīng)不少于45 s，但特別要注意不是拌和時間越長越好，否則會使瀝青的老化速度加快，這種老化速度甚至超過了自然條件下瀝青的老化速度，從而嚴(yán)重降低瀝青混合料的質(zhì)量，造成混合料的和易性變差，因此瀝青混合料的拌和要設(shè)專人監(jiān)測瀝青等各個工序的加熱溫度，只有控制好溫度才能生產(chǎn)出合格的拌合料，超過規(guī)定溫度要求的混合料應(yīng)馬上廢棄。表4為常用瀝青混合料的加熱溫度要求[2]。

表4 瀝青混合料的加熱溫度要求 ℃

在混合料的生產(chǎn)過程中，要注意對其拌和時的外觀進行觀察，如果發(fā)現(xiàn)混合料拌和時發(fā)生離析、色澤不均勻、或有冒黃煙等現(xiàn)象，應(yīng)馬上查明原因并及時消除，保證混合料的制備質(zhì)量滿足工程設(shè)計要求。

3 混合料配合比的檢查

瀝青混凝土的各種原材料均以干燥狀態(tài)下的質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，在允許稱重偏差范圍內(nèi)按照工程設(shè)計要求進行配比稱量。為了有效控制瀝青混凝土混合料的質(zhì)量，應(yīng)每天對混合料進行一次抽提試驗，對混合料的配合比進行檢測。抽提試樣可在拌和站5盤瀝青混合料中各抽取1 kg混合攪拌均勻后作為一個試樣進行抽提試驗[3]，并將抽提結(jié)果的平均值與施工配合比進行比較，掌控混合料的質(zhì)量情況，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。由于混合料在生產(chǎn)過程中存在各項指標(biāo)的差異，即使混合料的原材料質(zhì)量合格、配合比稱量準(zhǔn)確，其技術(shù)特性指標(biāo)也不能保證符合設(shè)計要求，所以一定還要對混合料的技術(shù)特性指標(biāo)進行抽樣檢測，對心墻混合料來說,主要檢測內(nèi)容包括穩(wěn)定度、孔隙率、流值、滲透系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)[4]。

4 瀝青混凝土澆筑現(xiàn)場質(zhì)量控制

壩體心墻在澆筑瀝青混凝土之前，必須檢查心墻軸線與模板之間的偏差在允許范圍內(nèi)，為了保證澆筑工作面清潔，可用高壓吹風(fēng)機吹掉瀝青混凝土層面上的塵土和雜物，在干燥狀態(tài)下刷上稀釋瀝青(冷底子油)，在嚴(yán)寒季節(jié)，宜對下層心墻層面進行適當(dāng)加熱，保證新澆筑的瀝青混凝土與下層瀝青混凝土能夠做到無縫連接。瀝青混凝土運輸設(shè)備要進行保溫處理，防止溫度流失，運輸過程中要采取措施，道路要平整，防止車輛頻繁晃動造成瀝青與骨料產(chǎn)生離析現(xiàn)象。為保證澆筑質(zhì)量，在瀝青混凝土入倉前需要用鏟、耙等對其進行二次攪拌，澆筑現(xiàn)場一定要設(shè)專人對瀝青混凝土進行測溫，通常要求入倉溫度為不能低于150 ℃，嚴(yán)寒季節(jié)入倉溫度不能低于170 ℃，達(dá)不到入倉設(shè)計溫度的瀝青混凝土嚴(yán)禁入倉，這是保證瀝青混凝土心墻工程澆筑質(zhì)量非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。每次瀝青混凝土澆筑厚度控制在20～50 cm之間，澆筑時材料不應(yīng)集中一處入倉，入倉后用振搗棒進行振搗，直至瀝青混凝土無氣泡排出，表面沒有泛油為止。澆筑瀝青混凝土?xí)r要盡量通倉澆筑，減少橫向接縫，當(dāng)需設(shè)置橫向接縫時，結(jié)合的坡度不能陡于1∶3,且上下澆筑層接縫應(yīng)互相錯開，做到澆筑完的心墻厚度不能小于心墻設(shè)計厚度，澆筑面平整。心墻每升高2～4 m后應(yīng)鉆取一組芯樣進行瀝青含量、骨料級配、孔隙率、密度等指標(biāo)的驗證性檢測，并檢查層間結(jié)合是否良好，心墻每升高10～20 m后應(yīng)鉆取芯樣進行三軸等力學(xué)性能檢測。根據(jù)國內(nèi)外的施工經(jīng)驗，瀝青混凝土溫度降至35 ℃時再鉆芯取樣比較好，此時瀝青混凝土的力學(xué)性質(zhì)已接近穩(wěn)定狀態(tài)[5]。心墻鉆取芯樣應(yīng)及時，芯樣盡量避免變形，否則應(yīng)做廢樣處理。芯樣長度及數(shù)量根據(jù)試驗項目而定，芯樣組數(shù)不宜太多，心墻上的芯樣鉆孔應(yīng)及時回填，避免給心墻留下質(zhì)量隱患。

5 瀝青混凝土心墻澆筑后的質(zhì)量保護措施

瀝青混凝土心墻澆筑后，禁止10 t以上的大型機械設(shè)備在心墻4 m范圍內(nèi)作業(yè)，堆石壩在使用振動碾對壩體堆石進行碾壓時要注意保持與心墻的安全距離，任何機械不可直接跨越壩體心墻。壩體過渡層填筑前，應(yīng)將心墻表面用帆布等覆蓋，防止填筑過渡層時污染心墻層面，過渡層砂石料應(yīng)用小型設(shè)備進行夯實，作業(yè)時防止擠壓心墻。不宜將心墻長期暴露在外，如因故長時間停工，對心墻應(yīng)采取覆蓋保護措施，在嚴(yán)寒季節(jié)，還應(yīng)采取凍害保溫措施，覆蓋材料厚度應(yīng)超過當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸?，防止心墻因收縮開裂產(chǎn)生上下游貫通裂縫。

6 結(jié) 語

隨著瀝青混凝土施工工藝的逐漸完善和施工技術(shù)的提高，澆筑式瀝青混凝土心墻在各地水利工程建設(shè)中得到了越來越多的應(yīng)用，隨之也出現(xiàn)了很多工程質(zhì)量問題。在施工過程中加強各工序的工藝控制，做好工程質(zhì)量的自檢、平檢、抽檢工作，并及時進行工程質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。只有在各方的共同協(xié)調(diào)努力下，才能夠把瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量工作做好。