非正常施工条件下水电站沥青混凝土心墙试验研讨

钱 怡

（中国水利水电第九工程局有限公司第三分局，贵州 贵阳 550081）

非正常施工条件下水电站沥青混凝土心墙试验研讨

钱 怡

（中国水利水电第九工程局有限公司第三分局，贵州 贵阳 550081）

文章结合达克曲克水电站大坝沥青混凝土的室内试配、沥青混凝土在非正常施工条件下的施工、沥青混凝土检测的数据分析，总结沥青混凝土在非正常施工条件下施工过程中质量控制的重点、方法。

堆石坝；沥青混凝土心墙；配合比；非正常施工条件；水电站

规范规定：“风力小于4级，沥青混凝土防渗心施工时气温0℃以上；沥青混凝土防渗面板施工时在5℃以上”。“当沥青混凝土心层面温度低于70℃时，应采用红外线加热器力口热至70～100℃。”由于现场外部气温极低，无论加热还是其他的方式要使心墙层面温度保持在70℃极为困难。新疆达克曲克水电站沥青混凝土的施工基本上在非正常施工条件下进行，沥青混凝土的施工质量除了现场的温控措施，沥青混凝土的配合比也无法采用常规的配合比使用。文章主要研究非正常施工条件下的配合比以保障沥青混凝土的质量，保证大坝的安全运行。

1 工程概况

达克曲克水电站工程位于玉龙喀什河下游河段的峡谷山区内，坝址位于S216公路里程桩为63km处。大坝为碾压式沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高62.0m。坝顶宽度8m，坝顶长度为223.70m（其中跨溢洪道段长度20.53m）。

2 正常气温施工沥青混凝土配合比选择

沥青混凝土配合比初选是根据不同骨料级配指数、不同矿粉含量和油石比（即沥青质量占矿料总质量的百分比）组成各种不同配合比，通过基本性能（孔隙率、变形和强度）试验，选择出满足工程要求的较优配合比沥青混凝土。

2.1 沥青混凝土配合比初选

为保证试验数据的可靠性，每种配比在相同条件下制备3个试件。测定不同配比参数条件下试件的密度和孔隙率。

（1）级配指数对混凝土性能的影响。在矿料最大粒径（Dmax=19mm）、填料含量（p0.075=13.0%）和初选油石比（B=6.7%）不变的条件下，根据不同级配指数，组成4种配合比（见表1），并进行相关试验测定（见表2、表3）。

表1 沥青混凝土配合比参数

表2 沥青混凝土理论密度、孔隙率结果表

表3 配合比沥青混凝土劈裂试验结果表

根据表格数据作相关关系曲线可知：当油石比为6.7%、矿粉含量为13%时，随着级配指数的增加，孔隙率先减小后增大，且孔隙率都在规范规定的3%范围以内；随着级配指数的增加，沥青混凝土间接拉伸强度先增大后减小，且变化不大；级配指数为0.42，有较小的孔隙率、较大的间接拉伸强度和间接拉伸应变，所以选择级配指数为0.42进行后续的试验。

（2）填料含量对沥青混凝土性能的影响。根据沥青混凝土配合比不同级配指数试验结果，选择沥青混凝土矿料级配指数为0.42，填料含量为9%、11%、13%、15%，由于上一步的试验混合料相对较干，所以油石比拟定为7.0%，组成4种不同的配合比沥青混凝土进行试验（见表4、表5、表6）。

表4 沥青混凝土配合比参数表

表5 沥青混凝土理论密度、孔隙率结果表

表6 配合比沥青混凝土劈裂试验结果表

根据表格数据作相关关系曲线可知：当级配指数为0.42、油石比为7.0%时，随着填料含量的增加孔隙率先增大后减小，最后再增大，且孔隙率都在规范规定的2%范围以内；填料含量的增大，间接拉伸强度先减小后增大，最后趋于稳定。在级配指数和油石比不变的情况下，随着填料含量的增加间接拉伸应变随之增大。

（3）油石比对沥青混凝土性能的影响。根据沥青混凝土配合比不同填料含量试验结果，选择级配指数为0.42、填料含量为13%。油石比分别为6.4%、6.7%、7.0%、7.3%，组成4种不同的配合比沥青混凝土进行试验（见表7、表8、表9）。

表7 沥青混凝土配合比参数表

表8 沥青混凝土理论密度、孔隙率结果表

表9 配合比沥青混凝土劈裂试验结果表

根据表格数据作相关关系曲线可知：级配指数为0.42、填料含量为13%时，孔隙率随着油石比的增加先减小后增大，且孔隙率都在规范规定的2%范围内；油石比在6.4%到7.0%时，间接拉伸强度先减小后增大，但是当油石比大于7.0%时，间接拉伸强度反而减小；间接拉伸应变随着油石比的增大先增大后减小。在级配指数和填料含量一定的情况下，采用油石比为7.0%。根据配合比试验结果，从防渗、变形、强度、施工等性能和安全、经济考虑，结合工程实际情况，编号为7号配合比为达克曲克水电站大坝枢纽工程沥青混凝土心墙的配合比（见表10、表11）。

表10 沥青混凝土配合比参数表

表11 沥青混凝土配合比的矿料级配表

3 非正常气温施工条件下沥青混凝土配合比

3.1 室内模拟心墙沥青混凝土低温施工工艺

在研究常温气候条件下心墙沥青混凝土配合比的基础上，开展冬季心墙沥青混凝土配合比研究。级配指数为0.42、填料含量为13%，油石比分别为7.3%、7.6%、7.9%进行冬季低温-15℃条件下工艺性模拟试验（见表12）。

3.2 模拟冬季施工工艺的沥青混凝土性能

对3种配合比沥青混凝土进行模拟低温施工工艺试验，并对沥青混凝土试块进行切割，观测上层沥青混凝土及上层与下层沥青混凝土的结合情况。上层和接缝观测。观测结果初步表明，上、下层沥青混凝土密实，上层与下层沥青混凝土的结合良好（见表13、表14）。

表12 沥青混凝土室内模拟低温施工工艺实验步骤表

表13 结合面与非结合面试件密度和孔隙率结果表

表14 结合面与非结合面试件间接拉伸试验结果表

3.3 模拟冬季施工工艺的沥青混凝土性能分析

（1）油石比对孔隙率的影响。沥青混凝土结合面处比非结合面处的孔隙率略大，但没有明显区别，都满足孔隙率≤3%的要求，而且随着油石比的增大，孔隙率有减小的趋势（见图1）。

（2）油石比对间接拉伸强度的影响。当油石比为7.3%时，结合面和非结合面的间接拉伸强度没有明显有区别；当油石比从7.6%增加到7.9%时，结合面和非结合面的间接拉伸强度有区别，结合面的间接拉伸强度较小（见图2）。

（3）油石比对间接拉伸应变的影响。不同油石比沥青混凝土的结合面处和非结合面处的间接拉伸应变没有明显区别。随着油石比的增大，间接拉伸应变增大（见图3）。

综合考虑沥青混凝土的孔隙率、间接拉伸强度和间接拉伸应变，冬季施工时的油石比为7.3%。同时此试验说明油石比在5.7%～7.3%是完全符合实际的。

[TM622]

A

2096-2789（2016）12-0019-04