碾壓式瀝青砼心墻施工質量控制影響因素

楊永明

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730030）

瀝青砼由于不透水性高，抗凍性、適應變形性能好，被廣泛用于防滲結構的原材料。其受外界溫度影響較小，施工工藝簡單，容易與河床及兩岸混凝土底座連接。烏拉斯特水庫擋水壩為碾壓式瀝青砼心墻堆石壩，壩頂高程1 030.00 m，壩頂寬度8.0 m，長度475.0 m，最大壩高69.3 m。瀝青砼心墻高程967.0～1 028.40 m，心墻底部為放大基礎，厚度由2 m漸變為0.7 m，漸變高度2.0 m，高程969.0～1 000.0 m心墻厚度為0.7 m，高程1 000.0～1 028.4 m心墻厚度為0.6 m，心墻頂部嵌入防浪墻底20 cm。

原材料、施工工藝、溫度、油石比等是碾壓式瀝青砼施工質量控制的主要因素。

1 原材料

碾壓式瀝青混凝土是瀝青和粗、細骨料，礦料（填料）等以一定的比例拌制而成，并經壓實而成型的瀝青混合料。原材料有瀝青、粗細骨料、礦粉礦料（填料）。瀝青檢測項目有軟化點、溶解度、閃點、密度、針入度、針入度指數、延度、薄膜烘箱、含蠟量；粗骨料檢測項目有密度、吸水率、粘附性、堅固性、抗熱性、壓碎率；細骨料檢測項目有密度、水穩定等級、硫酸鈉5次循環重量損失、含泥量；礦粉（填料）檢測項目有密度、含水率、親水系數、級配篩分。

為了保證瀝青與粗細骨料的粘附性，瀝青砼的水穩定性、抗剝離能力，瀝青砼的粗細骨料宜采用堿性骨料，因為瀝青與堿性骨料的粘附性高達4級或4級以上，粗細骨料與瀝青的結合主要表現在化學吸附力，瀝青與粗細骨料的吸附力越強，在水中瀝青砼的水穩定性、抗剝離能力就越好。《水工瀝青混凝土施工規范》（SL514-2013）提到，粗細骨料宜采用堿性巖石（石灰巖、白云巖等），當采用酸性巖石時，應進行論證，必要時可采取措施改善骨料與瀝青的粘附性。

瀝青砼粗細骨料的含泥量影響瀝青與骨料的粘附性，骨料的含水率影響瀝青砼的密實度。為保證粗細骨料含泥量符合《水工混凝土施工規范》要求，每批次進場粗細骨料都要進行原材料檢測，當含泥量超過0.5%時，需用清水沖洗直到含泥量≤0.5%。粗細骨料的堆存場地地坪應設置為內高外低，做到排水通暢，骨料存放宜有防雨設施，以防骨料含水率過大，粗細骨料含水率過大時，瀝青砼心墻內會產生氣泡，影響瀝青砼密實度。

拌合樓宜具有二次除塵裝置，并配有除塵料的儲存和傳輸設備，以控制粉塵排放，二次除塵裝置可以更好地清除粗細骨料的含泥量，保證瀝青與骨料的粘附性。

2 碾壓式瀝青砼心墻施工工藝

施工前要根據推薦配合比進行現場攤鋪碾壓試驗，以確定合理的施工配合比。通過現場攤鋪碾壓試驗可以驗證瀝青砼拌和設備、運輸設備、施工機具能否達到現場施工要求，可以確定瀝青砼碾壓的機具型號、行走速度、碾壓遍數、攤鋪厚度、碾壓溫度、油石比等施工參數。

本工程在瀝青砼心墻施工前修建了與施工現場相同條件的碾壓試驗場地，分別進行了人工攤鋪試驗和機械攤鋪試驗。根據人工攤鋪和機械攤鋪試驗報告，靜壓2遍+動壓8遍+靜壓2遍時，瀝青砼油石比、密度、孔隙率、滲透系數、撓度以及抗彎強度均能滿足設計要求，將碾壓試驗報告報監理、業主審批后，最終確定本工程瀝青砼心墻施工參數：碾壓遍數采用靜壓2遍+動壓8遍+靜壓2遍的組合，拌合樓出機口溫度為160～180℃，初始碾壓溫度為130～155℃，上下結合面溫度為70～100℃，鋪料厚度30 cm，油石比為6.9%。

人工攤鋪工藝流程：軸線放樣→層面處理→模板架設→過渡料鋪→混合料攤鋪→模板拆除→碾壓成型→質量驗收。

機械攤鋪工藝流程：軸線放樣→層間處理→攤鋪機就位→過渡料及瀝青混合料攤鋪→碾壓成型→質量驗收。

本工程瀝青砼心墻放大基礎由2 m寬漸變至0.7 m，鋪筑時自下而上分層鋪筑，瀝青砼基礎先進行人工攤鋪，機械碾壓；瀝青砼基礎寬度漸變至0.7 m時采用機械攤鋪，與兩岸坡接觸段采用人工攤鋪，然后自岸坡一側向另一側鋪筑，心墻中間段采用機械鋪筑。

3 溫度控制

瀝青混合料溫度控制是保證施工質量的關鍵因素，需要對混合料的出機口溫度、初碾溫度、層間結合溫度嚴格控制，安排專人對出機口溫度和初碾溫度進行檢測，保證混合料出機口溫度和碾壓溫度適宜。瀝青混凝土運輸途中要采取保溫措施，減少瀝青混合料的溫度損失。

根據施工控制參數，拌合樓出機口溫度為160～180℃，現場攤鋪完成后的初始碾壓溫度為130～155℃，上下結合面溫度為70～100℃。瀝青混合料高于180℃時，不能用于心墻鋪筑，碾壓溫度高于155℃，瀝青混合料容易粘附于碾磙，不宜碾壓，低于135℃時，混合料難以壓實。進行下一層鋪筑時，應將上一層瀝青砼心墻表面清理干凈，并將上一層溫度控制在70～100℃，結合面溫度高于100℃，不能進行下一層鋪筑，當上一層溫度低于70℃時，應采取加熱措施將上一層表面溫度加熱至70℃以上，否則不利于瀝青砼層間結合。

瀝青混凝土要及時攤鋪，及時碾壓，因鉆心取樣、施工停歇等原因，停歇時間較長時，瀝青砼心墻表面必須采取覆蓋保護措施。再次鋪筑時，瀝青混凝土表面溫度加熱至70℃以上，結合面清理干凈方可鋪筑。

4 油石比控制

施工時的瀝青砼油石比通過碾壓試驗確定。正常情況下，應嚴格控制碾壓攤鋪試驗確定的油石比，嚴禁將瀝青砼油石比調高或調低，油石比高不宜于施工現場的碾壓，油石比低不能保證瀝青砼碾壓密實度。一般不宜負溫填筑，確需負溫下填筑時，應適當調高油石比，以保證瀝青砼施工質量。

5 經驗與建議

堿性巖石骨料與瀝青粘附性能好，瀝青混凝土骨料宜采用堿性骨料，初步判定方法是先用稀鹽酸滴在巖石上，巖石與稀鹽酸發生反應，產生氣泡的就是堿性巖石。確定巖性后對巖石進行礦物質分析，依據設計規程要求SiO2含量在52%以下的巖石可以作為骨料料場。

為保證施工質量，應加強瀝青混合料和碾壓成型后的瀝青砼心墻檢測工作，瀝青混合料檢測主要是室內瀝青混合料抽提及馬歇爾擊實試驗檢測。現場瀝青砼心墻檢測為芯樣檢測，為了減少芯樣檢測對瀝青砼心墻的破壞，施工過程中在滿足規范規定的檢測頻次后，盡量減少芯樣檢測數量。

通過本工程實踐，碾壓式瀝青砼心墻只要做好施工過程控制，確保施工控制參數，加強薄弱環節的檢測控制，就可保證施工質量，減少鉆芯取樣等破壞性試驗，保證瀝青砼心墻的完整性。