非正常施工條件下水電站瀝青混凝土心墻試驗研討

錢 怡

（中國水利水電第九工程局有限公司第三分局，貴州 貴陽 550081）

非正常施工條件下水電站瀝青混凝土心墻試驗研討

錢 怡

（中國水利水電第九工程局有限公司第三分局，貴州 貴陽 550081）

文章結(jié)合達克曲克水電站大壩瀝青混凝土的室內(nèi)試配、瀝青混凝土在非正常施工條件下的施工、瀝青混凝土檢測的數(shù)據(jù)分析，總結(jié)瀝青混凝土在非正常施工條件下施工過程中質(zhì)量控制的重點、方法。

堆石壩；瀝青混凝土心墻；配合比；非正常施工條件；水電站

規(guī)范規(guī)定：“風力小于4級，瀝青混凝土防滲心施工時氣溫0℃以上；瀝青混凝土防滲面板施工時在5℃以上”。“當瀝青混凝土心層面溫度低于70℃時，應(yīng)采用紅外線加熱器力口熱至70～100℃。”由于現(xiàn)場外部氣溫極低，無論加熱還是其他的方式要使心墻層面溫度保持在70℃極為困難。新疆達克曲克水電站瀝青混凝土的施工基本上在非正常施工條件下進行，瀝青混凝土的施工質(zhì)量除了現(xiàn)場的溫控措施，瀝青混凝土的配合比也無法采用常規(guī)的配合比使用。文章主要研究非正常施工條件下的配合比以保障瀝青混凝土的質(zhì)量，保證大壩的安全運行。

1 工程概況

達克曲克水電站工程位于玉龍喀什河下游河段的峽谷山區(qū)內(nèi)，壩址位于S216公路里程樁為63km處。大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻堆石壩，最大壩高62.0m。壩頂寬度8m，壩頂長度為223.70m（其中跨溢洪道段長度20.53m）。

2 正常氣溫施工瀝青混凝土配合比選擇

瀝青混凝土配合比初選是根據(jù)不同骨料級配指數(shù)、不同礦粉含量和油石比（即瀝青質(zhì)量占礦料總質(zhì)量的百分比）組成各種不同配合比，通過基本性能（孔隙率、變形和強度）試驗，選擇出滿足工程要求的較優(yōu)配合比瀝青混凝土。

2.1 瀝青混凝土配合比初選

為保證試驗數(shù)據(jù)的可靠性，每種配比在相同條件下制備3個試件。測定不同配比參數(shù)條件下試件的密度和孔隙率。

（1）級配指數(shù)對混凝土性能的影響。在礦料最大粒徑（Dmax=19mm）、填料含量（p0.075=13.0%）和初選油石比（B=6.7%）不變的條件下，根據(jù)不同級配指數(shù)，組成4種配合比（見表1），并進行相關(guān)試驗測定（見表2、表3）。

表1 瀝青混凝土配合比參數(shù)

表2 瀝青混凝土理論密度、孔隙率結(jié)果表

表3 配合比瀝青混凝土劈裂試驗結(jié)果表

根據(jù)表格數(shù)據(jù)作相關(guān)關(guān)系曲線可知：當油石比為6.7%、礦粉含量為13%時，隨著級配指數(shù)的增加，孔隙率先減小后增大，且孔隙率都在規(guī)范規(guī)定的3%范圍以內(nèi)；隨著級配指數(shù)的增加，瀝青混凝土間接拉伸強度先增大后減小，且變化不大；級配指數(shù)為0.42，有較小的孔隙率、較大的間接拉伸強度和間接拉伸應(yīng)變，所以選擇級配指數(shù)為0.42進行后續(xù)的試驗。

（2）填料含量對瀝青混凝土性能的影響。根據(jù)瀝青混凝土配合比不同級配指數(shù)試驗結(jié)果，選擇瀝青混凝土礦料級配指數(shù)為0.42，填料含量為9%、11%、13%、15%，由于上一步的試驗混合料相對較干，所以油石比擬定為7.0%，組成4種不同的配合比瀝青混凝土進行試驗（見表4、表5、表6）。

表4 瀝青混凝土配合比參數(shù)表

表5 瀝青混凝土理論密度、孔隙率結(jié)果表

表6 配合比瀝青混凝土劈裂試驗結(jié)果表

根據(jù)表格數(shù)據(jù)作相關(guān)關(guān)系曲線可知：當級配指數(shù)為0.42、油石比為7.0%時，隨著填料含量的增加孔隙率先增大后減小，最后再增大，且孔隙率都在規(guī)范規(guī)定的2%范圍以內(nèi)；填料含量的增大，間接拉伸強度先減小后增大，最后趨于穩(wěn)定。在級配指數(shù)和油石比不變的情況下，隨著填料含量的增加間接拉伸應(yīng)變隨之增大。

（3）油石比對瀝青混凝土性能的影響。根據(jù)瀝青混凝土配合比不同填料含量試驗結(jié)果，選擇級配指數(shù)為0.42、填料含量為13%。油石比分別為6.4%、6.7%、7.0%、7.3%，組成4種不同的配合比瀝青混凝土進行試驗（見表7、表8、表9）。

表7 瀝青混凝土配合比參數(shù)表

表8 瀝青混凝土理論密度、孔隙率結(jié)果表

表9 配合比瀝青混凝土劈裂試驗結(jié)果表

根據(jù)表格數(shù)據(jù)作相關(guān)關(guān)系曲線可知：級配指數(shù)為0.42、填料含量為13%時，孔隙率隨著油石比的增加先減小后增大，且孔隙率都在規(guī)范規(guī)定的2%范圍內(nèi)；油石比在6.4%到7.0%時，間接拉伸強度先減小后增大，但是當油石比大于7.0%時，間接拉伸強度反而減小；間接拉伸應(yīng)變隨著油石比的增大先增大后減小。在級配指數(shù)和填料含量一定的情況下，采用油石比為7.0%。根據(jù)配合比試驗結(jié)果，從防滲、變形、強度、施工等性能和安全、經(jīng)濟考慮，結(jié)合工程實際情況，編號為7號配合比為達克曲克水電站大壩樞紐工程瀝青混凝土心墻的配合比（見表10、表11）。

表10 瀝青混凝土配合比參數(shù)表

表11 瀝青混凝土配合比的礦料級配表

3 非正常氣溫施工條件下瀝青混凝土配合比

3.1 室內(nèi)模擬心墻瀝青混凝土低溫施工工藝

在研究常溫氣候條件下心墻瀝青混凝土配合比的基礎(chǔ)上，開展冬季心墻瀝青混凝土配合比研究。級配指數(shù)為0.42、填料含量為13%，油石比分別為7.3%、7.6%、7.9%進行冬季低溫-15℃條件下工藝性模擬試驗（見表12）。

3.2 模擬冬季施工工藝的瀝青混凝土性能

對3種配合比瀝青混凝土進行模擬低溫施工工藝試驗，并對瀝青混凝土試塊進行切割，觀測上層瀝青混凝土及上層與下層瀝青混凝土的結(jié)合情況。上層和接縫觀測。觀測結(jié)果初步表明，上、下層瀝青混凝土密實，上層與下層瀝青混凝土的結(jié)合良好（見表13、表14）。

表12 瀝青混凝土室內(nèi)模擬低溫施工工藝實驗步驟表

表13 結(jié)合面與非結(jié)合面試件密度和孔隙率結(jié)果表

表14 結(jié)合面與非結(jié)合面試件間接拉伸試驗結(jié)果表

3.3 模擬冬季施工工藝的瀝青混凝土性能分析

（1）油石比對孔隙率的影響。瀝青混凝土結(jié)合面處比非結(jié)合面處的孔隙率略大，但沒有明顯區(qū)別，都滿足孔隙率≤3%的要求，而且隨著油石比的增大，孔隙率有減小的趨勢（見圖1）。

（2）油石比對間接拉伸強度的影響。當油石比為7.3%時，結(jié)合面和非結(jié)合面的間接拉伸強度沒有明顯有區(qū)別；當油石比從7.6%增加到7.9%時，結(jié)合面和非結(jié)合面的間接拉伸強度有區(qū)別，結(jié)合面的間接拉伸強度較小（見圖2）。

（3）油石比對間接拉伸應(yīng)變的影響。不同油石比瀝青混凝土的結(jié)合面處和非結(jié)合面處的間接拉伸應(yīng)變沒有明顯區(qū)別。隨著油石比的增大，間接拉伸應(yīng)變增大（見圖3）。

綜合考慮瀝青混凝土的孔隙率、間接拉伸強度和間接拉伸應(yīng)變，冬季施工時的油石比為7.3%。同時此試驗說明油石比在5.7%～7.3%是完全符合實際的。

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2096-2789（2016）12-0019-04