高寒地區碾壓式瀝青混凝土心墻低溫施工

卞首蓉，涂 明，余龍祥

（1.三峽電力職業學院建筑工程學院，湖北 宜昌 443000；2.北京振沖工程股份有限公司，北京 100102）

高寒地區碾壓式瀝青混凝土心墻低溫施工

卞首蓉1，涂 明2，余龍祥2

（1.三峽電力職業學院建筑工程學院，湖北 宜昌 443000；2.北京振沖工程股份有限公司，北京 100102）

新疆某水庫地處高緯度、高嚴寒地區，冬季長而冷，風力大，氣候條件惡劣，不利于瀝青混凝土心墻施工的有效開展；工期的限制使得本工程瀝青混凝土心墻有相當一部分施工作業是在日平均氣溫低于5℃時進行的，因此必須設計采取一些低溫施工的應對措施。現場先后多次進行低溫碾壓試驗研究，工程取得了成功，增加了高寒地區瀝青混凝土的施工天數。文章結合工程現場實情，對砂礫石圍堰的瀝青混凝土心墻在當地低溫時段進行施工的技術要點進行探討，總結其施工經驗，可供同類地區工程施工借鑒。

心墻；碾壓式瀝青混凝土；低溫施工

1　工程概況

新疆五一水庫樞紐工程總庫容0.995億m3，調節庫容0.591億m3，為不完全年調節水庫，具有供水、灌溉、防洪兼顧發電等綜合效益，是迪那河干流控制性工程。壩址距新疆輪臺縣以北約40km，地處高緯度、高嚴寒地區。輪臺縣年平均氣溫為10.9℃，年平均日較差為14.6℃。多風沙浮塵天氣，秋季降溫迅速，冬季寒冷，歷年極端最低氣溫為-25.5℃，氣候條件惡劣。降水主要集中在夏季，年平均風速為1.8m/s，主導風向NE。

水庫上游圍堰位于壩軸線上游136.75m處，是大壩壩體的一部分，堰頂高程為1323.0m，堰頂寬度8.0m，上游坡1∶2.5，下游坡1∶2.0。上游圍堰設計使用當地砂礫石材料，采用碾壓式瀝青混凝土心墻防滲，心墻底部高程為1284.85m，頂高程為1321.8m，心墻厚0.4m，兩側填筑2.0m寬的過渡料。

圍堰施工時段從2012年10月至2013年5月底，有效施工工期4個月，工程施工時間短其、強度大，防洪形勢嚴峻。作為土石壩主要防滲體的碾壓式瀝青混凝土心墻，其施工質量關系工程整體安全。

2　圍堰心墻的常規施工

2.1原材料的選用與配合比

瀝青混凝土單價成本相對較高，本著節約成本，材料當地化的原則，結合本工程的特點，在充分考慮行業特點的情況下，通過試驗論證，確定采用當地河灘料作為本圍堰的骨料。瀝青、礦粉按照行業標準《水工碾壓式瀝青混凝土施工規范》（DL/T5363—2006）的要求進行各項目的檢測和質量評定。根據室內配合比試驗和現場攤鋪、碾壓試驗確定瀝青混凝土拌和用的配料單。詳見表1。

表1　上游圍堰瀝青混凝土心墻材料選擇及配合比

2.2瀝青混凝土施工設備的選擇

瀝青混凝土的施工設備涉及拌和系統、運輸工具、現場攤鋪、碾壓等多個環節（見表2）。瀝青混合料加熱拌制的關鍵在于，骨料的攪拌均勻和加熱溫度的有效控制。運輸設備必須能保證瀝青混合料的運輸質量，運輸途中瀝青混合料不離析，溫度損失少，有保溫、防污染、防漏料等措施，以滿足碾壓要求。人工攤鋪使用的模板，采用方便拆裝的瀝青混凝土專用模板，架設方便牢固，相鄰鋼模接縫嚴密。

表2　瀝青混合料制備拌和及碾壓設備

2.3瀝青混凝土的拌制與運輸

瀝青混合料拌和過程所需的拌和時間隨拌和設備、工藝等方面的差異而各不相同。本工程在拌和時，按粗骨料、細骨料、礦粉依次下料，干拌15s，再噴入熱瀝青濕拌45s，拌制好的瀝青混凝土溫度控制在150～160℃。通過現場對瀝青混合料的檢測，礦料加熱溫度均衡，骨料的裹覆率較高，色澤均勻、無花白料及其他異常現象。

2.4攤鋪前的各結合部位的處理

（1）心墻與相鄰結構的連結處理。將相鄰結構混凝土底梁、岸坡等結合層的表面鑿毛、干凈、干燥，用噴槍噴涂一層冷底子油，使瀝青混凝土能夠更好地與水泥混凝土結合。冷底子油配比為瀝青∶汽油=3∶7（重量比），冷底子油的噴涂量為0.2kg/m2，以表面呈現咖啡色為準。待冷底子油的汽油揮發完后，開始涂刷砂質瀝青瑪蹄脂，其配比為瀝青∶礦粉∶天然砂=1∶2∶2（重量比），攤鋪時的控制溫度為180～200℃，間隔卸料，人工攤鋪平整，厚20mm。

（2）接頭、接合面處理。碾壓式瀝青混凝土心墻接頭主要出現在施工的中途停工。臨時停工時，將接頭做成1∶3的坡度。重新施工時，將接頭清理、加熱，再卸料碾壓。對底層已冷結表面，清理干凈后，進行層面加熱，保證層面加熱溫度達到70℃以上再繼續攤鋪。

2.5瀝青混凝土的施工程序及參數

碾壓式瀝青混凝土心墻采用水平分層，全軸線不分段連續攤鋪、碾壓的施工方法，每層攤鋪厚度300mm，壓實厚度280mm，日連續鋪筑2～3層。上游圍堰心墻設計寬度為400mm，且長度較短，因而整個圍堰部分的瀝青混凝土心墻均采用人工攤鋪，施工程序為：測量放線→立模→過渡料攤鋪→過渡料初碾→瀝青混凝土入倉、攤鋪→拆模→瀝青混凝土碾壓→過渡料碾壓。

在施工過程中，定位后的鋼模距心墻中心線的偏差不小于10mm，并隨時檢查已清理但未攤鋪的倉面，若發現異物要及時處理，以保證施工層層間結合。碾壓參數由現場碾壓試驗確定，先采用BW120AD-3雙輪振動碾靜碾2遍、動碾8遍，再用LP6500振動碾動碾2遍、靜碾2遍收光，碾壓速度為20～30m/min。若表觀壓實狀況欠佳，再用LP6500振動碾適當增加碾壓遍數。

3　圍堰心墻的冬季低溫施工

瀝青混凝土心墻的施工對氣象條件要求較高，其正常施工的氣象條件為：施工時風力小于4級，外界氣溫在0℃以上，遇雨雪應立即停止攤鋪。新疆輪臺縣地處高緯度、高嚴寒地區，冬季長而冷，風力大，不利于瀝青混凝土心墻施工的有效開展；工期的限制使得本工程瀝青混凝土心墻有相當一部分施工作業是在日平均氣溫低于5℃時進行的，因此必須設計采取一些低溫施工的應對措施。

3.1施工各環節的溫度控制

瀝青混凝土的溫度控制至關重要，貫穿于瀝青混合料拌和、儲存、運輸、攤鋪及碾壓的施工全過程，應隨著施工時氣候的變化及時進行細微調整和變化。瀝青混合料的溫度由攤鋪碾壓溫度反推計算。在拌制瀝青混合料前，需預先對拌和樓（或拌和機）系統進行預熱，拌和時拌和機內溫度不應低于100℃。將骨料送入加熱系統，待溫度滿足施工規范要求后，再把加熱烘干后的骨料（加熱溫度160～180℃），按粗骨料、細骨料、填料（不加熱）依次送入至拌和系統內干拌規定時間后，再注入熱瀝青（加熱溫度為145～155℃）一起拌和。瀝青混合料出機溫度應控制在150～160℃范圍內。初碾壓時溫度不高于150℃，終碾溫度不低于100℃，盡量控制溫度在140～150℃范圍內完成碾壓。

3.2冬季低溫施工的應對措施

首先來分析一下現場地形及施工布置。五一水庫大壩現場施工布置的瀝青拌合樓與圍堰心墻平均距離約3km左右，高差約100m，路面較為平整，車滿載時為下坡。考慮現場路況、運距等運輸條件，瀝青混合料現場運輸方式采用：拌制好的瀝青混凝土用3臺8t自卸汽車（帶專用保溫箱）運輸至施工部位附近，借助移動式卸料平臺卸至由ZL50裝載機改裝的卸料斗中，再由該裝載機將其直接入倉。現場實際測溫記錄統計顯示，在保證運輸道路的平坦、暢通，運距在3km以內的條件下，當氣溫在10℃以上時，混合料溫度下降2℃左右；當氣溫在-5℃時，混合料溫度下降4℃左右，瀝青混合料入倉時溫度能滿足攤鋪要求。在倉位上搭設保溫棚，混凝土入倉后盡快碾壓。

除此之外，現場還采取了以下幾方面的措施：①在5℃以下的低溫環境條件下，適當調整施工配合比；②瀝青混合料出機溫度采用上限值150℃～180℃，拌和樓和鋪筑現場配置備用加熱設備；③對料斗和運輸車輛用帆布進行覆蓋，防止其內混合料降溫過快；④攤鋪后按照最佳碾壓遍數盡快碾壓；⑤配備經驗豐富的施工人員，加強日常過程管理。

3.3瀝青混凝土的質量檢測

瀝青混凝土施工不同于其他工程項目，其原材料種類多，檢測項目多，檢測指標多，技術指標要求高，檢測環節多，檢測頻次高。瀝青混凝土的原材料和制備的混合料應按照規范的檢測項目和頻次進行檢驗和控制。原材料出廠有廠家試驗室嚴格檢查，進入工地后還要進行復檢，每批到貨均檢查，每班拌和前均取樣檢測。壓實后的瀝青混凝土，每一層都要進行質量檢測，檢測項目有容重、空隙率、滲透系數、厚度等。另外，瀝青混凝土心墻每上升3～4m還要鉆取芯樣，進行力學性能指標檢測。本工程施工均滿足設計要求。

4　結束語

五一水庫圍堰通過精心的施工組織管理，注重每個環節并有效控制，在施工過程中采用一定措施應對低溫（-5℃～5℃）條件，延長了碾壓式瀝青混凝土心墻的施工天數，工程工期提前22天。后期多次質檢試驗及鉆取芯樣檢測的結果表明，工程所采用的施工工藝和技術滿足工程設計要求。本工程的順利完成，為碾壓瀝青混凝土心墻土石壩在新疆地區低氣溫環境的施工積累了技術經驗，具有推廣應用和參考價值。

［1］水工碾壓式瀝青混凝土施工規范［S］.DL/T5363-2006.

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1671-3818（2016）09-0089-02

卞首蓉（1971-），女，副教授，工學碩士，注冊土木工程師，試驗檢測師，研究方向：巖土工程、水利水電工程。

涂 明（1990-），男，安徽東至人，助理工程師，研究方向：工程管理。

余龍祥（1992-），男，湖北鄂州人，助理工程師，研究方向：項目管理。