沥青混凝土心墙施工过程质量控制管理

孙瑞君

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概述

位于山西省境内的瓦舍水库坝型为沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高30.5 m，坝轴线长212 m。坝体填筑方量30万m3，其中堆石料填筑14万m3，过渡料填筑1.3万m3，垫层料填筑0.4万m3，沥青混凝土心墙填筑约2 000 m3。沥青混凝土心墙为大坝的主要防渗部位，是工程的质量控制重点。

2 沥青混凝土心墙质量控制

沥青混凝土心墙的施工工艺要求高，从原材料选择、沥青混凝土拌合及运输、摊铺、碾压等环节都应严格控制，确保每一道工序都符合质量标准，否则将形成质量隐患，不能满足大坝填筑质量。其主要质量控制过程包括以下三个方面：沥青混凝土拌制、沥青混凝土铺筑、沥青混凝土质量检测。

沥青混凝土技术指标要求见表1。

2.1 沥青混凝土拌制

2.1.1 沥青混凝土原材料

工程上所用沥青混凝土主要成分为沥青、骨料、填充料（矿粉）。沥青采用昆仑牌70号A112石油沥青，粗骨料从垣曲县长直乡采购，细骨料为当地天然砂，矿粉从星原集团水泥建材有限公司采购。为保证原材料合格，确保施工质量的第一道关卡，必须加强原材料质量控制，一般可从检验进场原材料出厂合格证和抽样检测两方面着手。

1）沥青

进场沥青存放在储罐内，主要以针入度、软化点和延度三项指标对沥青进行检测，其它指标作为抽查项。对进场沥青，应进行取样检验。从沥青料的五个部位分别提取试样，每个取样单元一般为（40±10）t，取样量为2 kg以上。每批沥青至少应抽取一组样品进行检验，在正常拌制时，每班从沥青恒温罐取样一次，主要检验沥青的针入度、软化点和延度等，在进行沥青指标检测试验的过程，同时应随机检测罐内沥青温度，以确保所用沥青温度在指标要求内。

沥青原材料试验主要检测指标见表2。

表2 沥青原材料试验主要检测指标

2）骨料

首先应对进场骨料分区存放，以免造成粗、细骨料的混杂。为保证进场骨料的质量，还需对其针片状颗粒含量、超径颗粒含量、逊径颗粒含量、含泥量、水稳定等级、吸水等级、与沥青的粘附性和坚固性等项指标进行检测。沥青各项指标检测应在现场试验室进行，或者送附近试验机构委托检测。

为保证级配稳定，须对热料仓中的级配、超径和逊径颗粒含量进行取样检测，一般一个取样单位为（150±50）m3，检测试验每星期最少进行一次。同时应监测热料斗中骨料温度，确保所用温度在规定范围内。

沥青混凝土骨料试验主要检测指标见表3。

表3 沥青混凝土骨料试验主要检测指标

3）填充料

填充料（矿粉）需存放在储罐内，并做好防潮、防漏、防雨、防风等措施，避免出现成块结团等问题。

对矿粉的抽样检测试验主要为级配及其含水量的检验，每批次取样验收一次。

2.1.2 沥青混凝土配合比

本工程沥青混凝土配合比见表4：

表4 沥青混凝土配合比 单位：%

使用前，需先在试验室进行试配，并委托有相应资质的单位作相关试验，试验完成后将试验成果呈报监理（单位），各家确认后即可在现场进行试配，同时结合沥青混凝土的碾压试验来验证施工配合比。沥青混凝土施工配合比经监理（单位）批准后，应确保严格按照已批准的施工配合比进行各种原材料数量和各项指标的控制，保证沥青混凝土质量满足指标要求。

沥青混合料配合比的允许偏差，不得大于表5中规定的数值：

表5 配合比允许偏差

2.1.3 沥青混凝土拌和料

沥青混凝土拌和采用LB3000型沥青混凝土拌和料，在沥青混凝土拌和过程中，现场施工人员应随时观察其外观，确保拌和出的沥青混合料达到要求的品质（色泽均匀且稀稠一致），并且混合料中不存在花白料和冒烟等问题。同时，沥青混凝土料出机口的温度也需时刻关注，一般应控制在160～170℃范围内。

现场使用2台10 t自卸洗车进行沥青混合料的水平运输，并用改装带料斗的柳工50装载机将所用沥青混合料倒入摊铺机。

在沥青混凝土拌和过程中，所需的矿料及沥青等材料应按照重量进行配料，矿料应保持干燥状态，骨料计量需累计，粉料和沥青等材料计量则需单独计量。现场所用的称量设施设备及其辅助设备也应测试校正，保证拌和满足其质量要求。

凡沥青混合料出现以下质量问题之一的，须一律视为废料，不能继续用于施工：

1）沥青混合料的配比出现较大偏差，甚至错误；

2）计量不准；

3）未经批准，改变配料单；

4）稀稠不均，存在花白料等情况；

5)拌制料在成品仓库保存时间大于24 h。

2.2 沥青混凝土铺筑

沥青混合料在现场铺筑过程中，入仓温度、摊铺厚度、碾压是其主要控制内容。

在沥青混合料摊铺后碾压前，应在施工现场进行沥青混凝土取样试验，沿心墙轴线方向每隔5 m取一个试样，取五组试样，混合后送检试验。每铺筑碾压一层沥青心墙后，必须进行质量检测，检查施工质量，主要采用无损检测方法，主要检测指标为容重、孔隙率、渗透系数等。

在施工现场，沥青混凝土心墙采用水平分层且全坝段一次摊铺碾压的施工方法，按照铺筑方向、铺筑次序、铺筑层厚、摊铺温度、碾压温度及碾压遍数等分别进行分层铺筑，且施工分层厚度应满足使用标准（摊铺厚度要求为30 cm左右，压实后厚度要求为25～27 cm）。

4月20日上午，水利部抗震救灾前方领导小组再次赶到已震毁的西杭水电站现场查勘，检查西杭水电站的引水渠，防止震毁引水渠中残留的水引发山体滑坡。

铺筑工作应保证连续不间断且匀速进行，严禁忽快忽慢。同时，铺筑时需首先完成沥青混合料碾压工作，然后再进行过渡带的碾压工作，铺筑速度一般可按一天完成二至三层进行施工进度控制。在现场铺筑过程中，操作人员应随时注意观察铺筑效果，如果发现不满足标准的情况，铺筑工作须即刻停止，且应对已铺筑完成的部位进行检测，所有不满足要求的部位必须进行清除并组织人员再次进行铺筑工作。

沥青混合料碾压温度要求一般为130～170℃（盛夏要求不低于130℃，冬季要求不低于140℃），如果在施工现场中，施工人员发现摊铺温度超过170℃，则需在摊铺后静置一段时间，待温度满足要求后方可继续进行碾压工作。碾压工作的速度一般保持在（30±5）m/min匀速进行，在与岸坡等相交的地方或机械碾压不到的角落等地方，由现场施工人员采取人工夯实的方法完成。

为确保混凝土心墙铺筑质量，心墙每铺筑约10m，质检人员在心墙分别选取两个芯样，对铺筑的沥青混凝土质量进行检测。

2.3 施工质量检测

每铺筑层沥青心墙碾压完毕后，必须进行相关质量检测，合格后方可进行下一阶段工作。工程中一般所用检测方法主要为取芯样检测、马歇尔击实试验检测和无损检测三种方法。最主要的检测指标是沥青混凝土孔隙率，根据检测方法的不同，分为芯样孔隙率、马歇尔试件的孔隙率和无损测试沥青混凝土孔隙率。三种孔隙率指标均指示沥青混凝土压实性能，表明相应施工质量的好坏。

2.3.1 沥青混凝土孔隙率

芯样检测所用芯样取自于沥青混凝土心墙，其孔隙率指标可直接表明沥青混凝土质量的好坏；马歇尔击实试验检测所用马歇尔试件是由现场提取的沥青混合料在室内标准条件下制成的，其孔隙率表明沥青混凝土的最佳密实状态（沥青混凝土的最小孔隙率），直接反映沥青混合料的压实程度是否合格；工程上，一般把无损检测作为沥青混凝土孔隙率检测的首要方法进行沥青混凝土密实度的检测，主要优点体现为是方便、快速，对建筑物不会造成损伤。

2.3.2 问题处置措施

在对沥青混凝土心墙质量现场检测过程中，如果发现检测指标超差，应按以下方法步骤进行处置：

2）如果复测指标满足要求，则判定沥青混凝土心墙质量合格；

3）如果复测指标仍超差，则需对上次芯样选取处左右两侧1 m处再次选取两个芯样，进行第二次复测；

4）如果两个芯样复测指标均满足要求，则不进行后续处置；

5）如果两个芯样复测指标均超差，则需左右两侧再加1 m处再次选取两个芯样，进行第三次复测，直至确定需要处置的范围；

6）如果两个芯样复测指标一个满足要求，一个超差，则需在指标超差的芯样一侧再加1 m处再次选取芯样，进行第三次复测，直至确定需要处置的范围。

3 结语

沥青混凝土心墙施工质量的好坏直接影响整个大坝工程的安全使用及后期维护，如何控制心墙施工过程中的质量是水利枢纽工程建设的重中之重，必须加强全过程施工质量控制管理，确保整个工程的顺利实施。