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(yàn)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(dá)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(diǎn)、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(fēng)力小于4級，瀝青混凝土防滲心施工時(shí)氣溫0℃以上；瀝青混凝土防滲面板施工時(shí)在5℃以上”?！爱?dāng)瀝青混凝土心層面溫度低于70℃時(shí)，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(dá)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(jìn)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(yùn)行。

1 工程概況

達(dá)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(qiáng)度）試驗(yàn)，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(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，每種配比在相同條件下制備3個(gè)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(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)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(yàn)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(dāng)油石比為6.7%、礦粉含量為13%時(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度和間接拉伸應(yīng)變，所以選擇級配指數(shù)為0.42進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)。

（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(yàn)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(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)（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(yàn)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(dāng)級配指數(shù)為0.42、油石比為7.0%時(shí)，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(qiáng)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(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)（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(yàn)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(shí)，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(shí)，間接拉伸強(qiáng)度先減小后增大，但是當(dāng)油石比大于7.0%時(shí)，間接拉伸強(qiáng)度反而減??；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(yàn)結(jié)果，從防滲、變形、強(qiáng)度、施工等性能和安全、經(jīng)濟(jì)考慮，結(jié)合工程實(shí)際情況，編號為7號配合比為達(dá)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(jìn)行冬季低溫-15℃條件下工藝性模擬試驗(yàn)（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(jìn)行模擬低溫施工工藝試驗(yàn)，并對瀝青混凝土試塊進(jìn)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(yàn)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(qiáng)度的影響。當(dāng)油石比為7.3%時(shí)，結(jié)合面和非結(jié)合面的間接拉伸強(qiáng)度沒有明顯有區(qū)別；當(dāng)油石比從7.6%增加到7.9%時(shí)，結(jié)合面和非結(jié)合面的間接拉伸強(qiáng)度有區(qū)別，結(jié)合面的間接拉伸強(qiáng)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(qiáng)度和間接拉伸應(yīng)變，冬季施工時(shí)的油石比為7.3%。同時(shí)此試驗(yàn)說明油石比在5.7%～7.3%是完全符合實(shí)際的。

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2096-2789（2016）12-0019-04