碾壓式瀝青混凝土心墻低溫施工分析

房 晨，連永秀

（新疆吐魯番地區阿拉溝水庫建設管理局，新疆 吐魯番 838000）

1 %工程概況

新疆屬溫帶大陸性氣候。冬季長、嚴寒，夏季短、炎熱，春季秋季節變化劇烈。年平均氣溫南疆為10℃，北疆準葛爾盆地為5℃～7℃，阿爾泰、塔城地區為2.5℃～5.0℃。1月份南疆平均氣溫比北疆平均氣溫高出10℃～12℃，7月份高出2℃～3℃。氣溫日差平均可達12℃～15℃，最大可達20℃～30℃。以烏魯木齊市為例，一年中的平均氣溫（1971～2000年）見表1。

表1 烏魯木齊每月平均氣溫 單位：℃

由表1可以看出，一年中有近一半的時間氣溫處在正常施工標準氣溫下，加之新疆地區晝夜溫差大，這將嚴重影響工程的施工進度。為了加快施工進度，十分有必要研究出適合高寒地區（如新疆地區）碾壓式瀝青混凝土的施工方法。

經研究，增加高寒地區碾壓式瀝青混凝土心墻鋪設施工進度和天數有如下方法：增加瀝青混合料的攤鋪厚度；降低瀝青混凝土鋪設施工的環境溫度要求；每天連續鋪設2～3層瀝青混凝土。

2 %實驗原材料及性能檢測

2.1 瀝青

作為瀝青混凝土的膠結材料，瀝青的好壞直接影響著瀝青混凝土的性能。本實驗選用新疆克拉瑪依90#重交通道路瀝青、新疆金石瀝青股份公司10#護建筑瀝青與獨山子石油化工總廠減壓渣油摻配的瀝青進行對比試驗，得出瀝青及渣油的物理性能實驗結果見表2。

表2 瀝青及渣油的物理性能實驗檢測

結果表明：新疆克拉瑪依90#重交通道路瀝青的各項指標均能滿足設計要求，新疆金石瀝青股份公司10#建筑瀝青的軟化點較高，獨山子石油化工總廠減壓渣油的軟化點較低。軟化點較高延度較小適應變形能力較差，軟化點較低也不宜單獨作為瀝青混凝土膠凝材料使用。將瀝青與渣油按一定比例進行摻配，可以改善瀝青混凝土的拌和性能及變形性能，使其能滿足瀝青混凝土工作性的要求。

2.2 填料

在瀝青混凝土中摻加的粒徑小于0.074mm的礦質材料叫填料。它與瀝青融合可改善瀝青膠凝材料的稠度，使瀝青混凝土混合料具有較好的施工和易性，其微細骨料的填充作用可以有效地提高瀝青混凝土的密實性、力學性能、變形性能和耐久性能。試驗采用的瀝青混凝土填料為新疆福海縣阿山水泥廠提供的堿性石灰石礦粉，其性能檢測結果見表3。

表3 阿山水泥廠礦粉性能檢測

實踐結果表明，采取質地堅硬的堿性巖石加工成要求細度的礦粉可以滿足填料的技術要求。

2.3 骨料

瀝青混凝土骨料必須滿足如下要求:質地新鮮堅硬的堿性巖石，潔凈、不含有機質和其他雜質，不因加熱而引起性質變化，與瀝青粘附性強，級配良好，耐久性好。實驗采用距庫區90km的石灰石礦1#料、2#料等堿性石灰石加工而成，性能檢測結果如表4所示，可以看出1#料、2#料的各項技術指標均滿足可以作為碾壓式瀝青混凝土骨料使用。

表4 骨料性能檢測結果檢測

3 瀝青混凝土低溫施工實驗研究

3.1 實驗條件

按實驗要求進行場地平整和碾壓，密實狀態滿足試驗要求的場地。將場地分3段，各段分別攤鋪瀝青含量為6.5%、7.0%、7.5%的瀝青混合料，每段再等分為4單元，每單元又分為蓋帆布碾壓和裸露碾壓兩部分，心墻攤鋪寬度為50cm。實驗時溫度-5℃～5℃。

3.2 試驗用的施工配合比

表5 碾壓式瀝青混凝土低溫施工試驗配合比

根據規范規定的正常氣象條件下的碾壓式瀝青混凝土現場施工配合比，在低溫條件下需要進行適當調整。調整碾壓式瀝青混凝土的瀝青含量為6.5%、7.0%、7.5%。得到如表5所示的實驗結果。

由于現場與室內試驗用骨料的生產規模、破碎方式不同而造成了一定的差異。因此，現場試驗用骨料需要進行級配調整，使骨料級配曲線盡可能靠近室內試驗推薦配合比的骨料級配曲線。

3.3 瀝青混凝土混合料溫度

受諸多因素(影響因素包括入倉碾壓溫度受骨料級配、瀝青含量、環境條件、碾壓方式、混和料溫度等)影響，碾壓式瀝青混凝土在低溫施工時應根據工程實際情況進行合理選擇。如可以適當提高碾壓式瀝青混凝土的拌和溫度，即瀝青溫度加熱到160℃～170℃；礦料的加熱溫度控制在180℃～190℃；瀝青混和料的出機溫度控制在165℃～175℃，瀝青混和料入倉溫度為146℃～166℃。混合料的溫度過高將導致瀝青的老化加速，這對瀝青混凝土的耐久性和防滲性能都將產生不良影響；而混和料溫度太低，瀝青混凝土碾壓施工后空隙率增大，從而降低瀝青混凝土的防滲性能。

3.4 瀝青混凝土碾壓施工試驗結果

施工結束后，對冷卻的瀝青混凝土鉆芯采樣，通過檢測芯樣，分析低溫施工后的施工層及其層間結合部位的碾壓式瀝青混凝土孔隙率、視密度等性能試驗結果，對相應的質量缺陷研究出補救措施，確定最佳低溫碾壓施工方案以保證施工質量。碾壓式瀝青混凝土低溫施工研究成果見表6。

表6 碾壓式瀝青混凝土低溫施工試驗成果

從表6可以看出，在瀝青混凝土施工配合比和碾壓方式相同的情況下，蓋布碾壓仍可滿足設計要求,雖然其瀝青混凝土孔隙率略高于不蓋布碾壓的瀝青混凝土孔隙率。加之蓋布碾壓相比不蓋布碾壓有諸多好處 （如減小瀝青混凝土表面溫度的散失，延長振動碾使用壽命等），因此蓋布碾壓應作為低溫碾壓施工的有效措施之一。

在瀝青混凝土施工配合比相同的情況下，瀝青混凝土的孔隙率存在一個最佳碾壓遍數。在碾壓遍數相同的情況下，瀝青含量的增加將引起瀝青混凝土的孔隙率普遍降低，而且不同瀝青含量的瀝青混凝土的最佳碾壓遍數不同的，即隨瀝青含量的增加最佳碾壓遍數減少，具體結果為:

（1）當瀝青含量為6.5%時，120碾靜碾2遍、動碾8遍+70碾動碾4遍、靜碾2遍為最佳碾壓方式。

（2）當瀝青含量為7.0%時，120碾靜碾2遍、動碾6遍+70碾動碾4遍、靜碾2遍為最佳碾壓方式。

（3）當瀝青含量為7.5%時，120碾靜碾2遍、動碾6遍+70碾動碾4遍、靜碾2遍為最佳碾壓方式。

4 %結語

上述試驗結果表明，在-5℃～5℃低溫環境條件下，選擇合適的施工配合比，控制瀝青混凝土混和料的入倉溫度在150℃～160℃之間，用帆布在瀝青混和料表面進行適當的覆蓋，配備經驗豐富的施工人員，按照最佳碾壓遍數進行碾壓，保溫措施得當，對碾壓后的瀝青混凝土進行必要的保護，就新疆氣候環境條件而言，進行碾壓式瀝青混凝土心墻低溫施工是可行的，解決了新疆地區碾壓式瀝青混凝土心墻施工工期短的難題。

［1］祁世京.土石壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術［M］.北京：中國水利水電出版，2001.

［2］張應立.現代混凝土配合比設計手冊 ［K］.北 京 ： 人民交通出版社，2002.

［3］呂偉民.瀝青混合料設計原理與方法 ［M］.上 海 ：同濟大學出版社，2001.