大石門水庫心墻瀝青混凝土及過渡料試驗分析

陳潔宇

（水利部新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院,新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程位于巴州且末縣境內的車爾臣河干流上，距烏魯木齊約1200 km，交通便利。水庫總庫容1.27 億m3，正常蓄水位2300.0 m，電站裝機容量60 MW。工程主要由大壩、泄水建筑物、發電引水系統和地面廠房等主要建筑物組成。工程任務為防洪、發電和灌溉等綜合利用，工程施工總工期為48個月。

擋水大壩采用瀝青混凝土心墻壩，壩頂高程2304.5 m，最大壩高128.8 m，壩頂寬度12 m，壩長205 m。壩體填筑材料依次分為：上下游砂礫料填筑區、心墻上下游過渡料填筑區、瀝青混凝土心墻、利用料填筑區、貼坡排水、下游混凝土網格梁干砌石護坡。其中大壩填筑料主要工程量為：砂礫料填筑量約312.8 萬m3，過渡料約16.1 萬m3，瀝青混凝土約1.4 萬m3，可利用料約18.5 萬m3，堆石排水料1.3 萬m3。

為了有效指導施工，保證大壩心墻瀝青混凝土及過渡料施工質量，對大壩心墻瀝青混凝土及過渡料質量指標、技術參數進行分析，對原材料及配合比進行檢測分析研究[1～2]，將得到的實驗成果用于指導大壩施工，保證大壩按質按量的設計施工。

2 設計參數及原材料檢測結果

2.1 設計參數指標

大壩施工中瀝青混凝土心墻料及過渡料是關系大壩結構安全和滲流穩定最重要的控制指標[3～4]，其原材料必須滿足設計規范要求，大壩過渡料和瀝青混凝土質量指標及技術參數見表1、表2。

表1 過渡料質量指標及技術參數

表2 瀝青混凝土設計技術要求

表3 瀝青混凝土用粗骨料檢測結果

2.2 原材料檢測

瀝青混凝土原材料檢測試驗主要針對粗、細骨料的檢測、瀝青混凝土用填料的檢測以及瀝青特性的檢測，粗細骨料的檢測試驗有集料篩分試驗，包括干篩法、水洗法、篩洗法和網籃法等粗細骨料檢測試驗，其技術及檢測方法按照《土工試驗規程》（SL 237-1999）和《瀝青混凝土試驗規程》（DL/T 5362-2006）進行，瀝青混凝土用填料、瀝青試驗主要有瀝青密度與相對密度試驗、瀝青針入度試驗、瀝青延度試驗、瀝青軟化點試驗和瀝青旋轉薄膜加熱試驗，其主要實驗步驟、方法及過程按照《公路瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTGE 20-2011）實施。

（1）瀝青混凝土用粗骨料檢測結果見表3。

（2）瀝青混凝土用細骨料檢測結果見表4。

表4 瀝青混凝土用細骨料檢測結果

表5 瀝青混凝土用填料檢測結果

表6 瀝青混凝土用90號瀝青檢測結果

（3）瀝青混凝土用填料檢測結果見表5。

（4）瀝青混凝土用90號瀝青檢測結果見表6。

（5）大壩填筑過渡料檢測結果見表7。

表7 過渡料檢測結果

綜上，瀝青混凝土原材料和過渡料檢測試件密度、孔隙率、穩定度、流值、水穩定系數、滲透系數、油石比、礦料級配均符合設計技術要求。

3 配合比試驗

3.1 瀝青混凝土配合比試驗

選取《大石門水庫瀝青混凝土配合比設計及靜動力試驗研究報告》[5]推薦的4 #瀝青混凝土配合比和《新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程大壩瀝青混凝土配合比試驗報告》[6]推薦的8 #瀝青混凝土配合比，4 #瀝青混凝土配合比級配曲線見圖1。

圖1 大石門水庫瀝青混凝土配合比設計及靜動力試驗4#瀝青混凝土配合比級配曲線

試驗室依據規范檢測頻次，從拌和樓出機口取熱料樣，檢查瀝青混合料的瀝青含量和礦料級配，并進行相關性能檢測，若發現級配偏差較大時，還要對拌和樓熱料倉中的骨料級配進行檢測，并根據檢測結果對配料單進行必要的調整，施工過程中控制標準為設計礦料級配曲線在誤差范圍內。

拌和站加熱骨料室內擬合礦料曲線，確定瀝青混凝土生產配合比，并簽發瀝青混凝土配料單。

3.2 過渡料室內最小、最大干密度試驗。

過渡料最小、最大干密度試驗采用室內振動臺法進行試驗，試驗密度桶為直徑51.5 cm、高50.0 cm、壁厚0.5 cm的鋼桶。首先將砂礫料經人工分級篩分后，按照設計包線級配進行摻配。其次人工松填裝入試驗桶內，分別測得各設計包線級配料最小干密度。最后在試驗桶上放加重蓋板和加重物，其總壓力為14 kPa，振動臺上振動大于8 min后，計算壓實后試樣體積，測得各設計級配包線最大干密度。過渡料礫石含量、施工填筑干密度所對應的相對密度控制標準見表8。

表8 過渡料礫石含量、施工填筑干密度所對應的相對密度控制標準

試驗結果表明，礫石含量在67.5%是施工填筑的干密度最大，當其含量小于65%或者大于70%，其干密度都會變小，應此施工中控制好礫石含量，從而保證施工質量。

4 結論及建議

本文根據相關設計規范，通過對大壩心墻瀝青混凝土料原材料和過渡料的檢測試驗分析，得到合格的原材料后，再進行瀝青混凝土原材料配合比試驗進行級配曲線分析，確定瀝青混凝土生產配合比，從而用于大壩心墻施工，過渡料應進行最小、最大干密度試驗合格后方可進行大壩回填施工。新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程為大型水庫工程，對瀝青混凝土心墻、過渡料的質量要求十分嚴格，在進行室內試驗后，還應該進一步做現場碾壓試驗分析，并進行施工質量控制，試驗合格后方可進行大壩施工，大石門水庫還未施工，具體試驗分析應結合實際施工具體分析。