碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)

1、碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)碾壓式瀝青混凝土心墻 施工技術(shù)第一章 緒論第二章 碾壓式瀝青混凝土原材料第三章 碾壓式瀝青混凝混土合料制備與運輸?shù)谒恼?碾壓式瀝青混凝土心墻鋪筑第一章第一章 緒論緒論 1.1 概述 瀝青混凝土作為防滲結(jié)構(gòu)是一種可靠、經(jīng)濟、先進的水工防滲措施。它具有防滲性能好、抵抗沖擊能力強、施工速度快、工程量少等優(yōu)點。目前，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的運用和推廣，技術(shù)日臻成熟完善，是未來超高壩建設(shè)的合適壩型。 世界上最早在水利工程中使用瀝青防滲技術(shù)的世界上最早在水利工程中使用瀝青防滲技術(shù)的國家是美國和德國，在國家是美國和德國，在2020世紀(jì)世紀(jì)50-6050-60年代得到年代得到廣泛的發(fā)

2、展和應(yīng)用。廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代在我國東北和西北地區(qū)開始修建年代在我國東北和西北地區(qū)開始修建瀝青混凝土防滲心墻壩。到了瀝青混凝土防滲心墻壩。到了8080年代我國瀝青年代我國瀝青混凝土防滲技術(shù)發(fā)展較快，但大都為中、低壩混凝土防滲技術(shù)發(fā)展較快，但大都為中、低壩（低壩居多），且以澆筑式瀝青混凝土心墻居（低壩居多），且以澆筑式瀝青混凝土心墻居多。多。進入進入2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，由于碾壓式瀝青混凝年代，由于碾壓式瀝青混凝土可以全面采用機械化施工，施工速度快，因土可以全面采用機械化施工，施工速度快，因此發(fā)展尤為迅速，并已向高壩方向發(fā)展。此發(fā)展尤為迅速，并已向高壩方向發(fā)展

3、。 1.2 1.2 瀝青混凝土防滲墻瀝青混凝土防滲墻 發(fā)展歷史和應(yīng)用趨勢發(fā)展歷史和應(yīng)用趨勢1.3 1.3 瀝青混凝土心墻的分類瀝青混凝土心墻的分類 1.3.11.3.1按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)分類 瀝青混凝土心墻從結(jié)構(gòu)上大體可分為三類：豎直式（簡稱“直心墻”）；傾斜式（簡稱：“斜心墻”）；下部豎直和上部傾斜的組合式（簡稱：“組合式”）。從已建成的工程來看，斜墻采用較少，直墻采用較多。 直心墻具有防滲面積小，施工簡單等優(yōu)點，斜心墻壩體干燥區(qū)較大，整體較穩(wěn)定。 1.3.21.3.2按施工方法分類按施工方法分類 瀝青混凝土防滲墻從施工方法上大體可分為四類。 (l)碾壓式防滲墻：將熱拌后的瀝青混合料按一定的厚

4、度攤鋪在鋪筑部位上，然后采用適當(dāng)?shù)膲簩嵲O(shè)備碾壓。這是目前使用最廣泛的一種施工方法。 (2)澆筑式防滲墻：將熱拌后的瀝青混合料澆筑后靠自重壓密，不需要碾壓設(shè)備。 (3)裝配式防滲墻。 (4)填石瀝青防滲墻。 1.3.31.3.3按瀝青混合物的構(gòu)成分類按瀝青混合物的構(gòu)成分類 瀝青混凝土防滲墻按其材料構(gòu)成大至可以分為三類： (l)碾壓式瀝青混凝土防滲墻：一般骨料最大粒徑為2030mm瀝青用量為6%7.5%。 (2)塊石瀝青混凝土防滲墻：填筑一層厚約20cm的細粒瀝青混凝土，于其上傾倒一層厚40cm，粒徑1040cm塊石(塊石占混合料容積的3545%)，用振動碾將塊石壓入瀝青混合料中去。一般瀝青含量達

5、812.5%。 (3)澆筑式瀝青混凝土防滲墻：澆筑式瀝青混凝土的瀝青用量達913%。瀝青除了填充礦物混合料的空隙以外，還存在較多的自由瀝青。1.41.4瀝青混凝土防滲墻的特點瀝青混凝土防滲墻的特點 (l)防滲性能好。碾壓式瀝青混凝土的滲透系數(shù)一般小于l10-710-8cm/s。澆筑式瀝青混凝土實際上則是不透水的。 (2)適應(yīng)變形能力比較強。具有較好的柔性，基本能適應(yīng)各種不均勻沉陷。如果發(fā)生裂縫后，在水流沖刷下，也不容易擴大，甚至還有閉合自愈能力。當(dāng)岸坡較陡時，土質(zhì)心墻容易發(fā)生裂縫，采用耐水的高塑性的瀝青混凝土心墻能避免開裂。 (3)由于工程量少，可以節(jié)省勞動力，加快施工進度。第二章 碾壓式瀝青

6、混凝土原材料 2.12.1碾壓式瀝青混凝土心墻瀝青的選擇碾壓式瀝青混凝土心墻瀝青的選擇 石油瀝青的品種應(yīng)根據(jù)工程的類型、等級、以及氣候條件、工作條件和材料價格等因素選用。 目前各種碾壓式瀝青混凝土防滲墻所用的水工石油瀝青多為道路瀝青，其針入度為40-100(1/lOOmm)，在氣溫較高的地方，大多采用針入度較小的瀝青；在氣溫較低的地方，則采用針入度較大的瀝青。 一般碾壓式瀝青混凝土中所用的瀝青，宜選用道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的A60甲（溫和地區(qū)）或A100甲乙（寒冷地區(qū)），重要工程宜采用AH-70或AH-90重交通道路石油瀝青。2.2 2.2 礦質(zhì)材料礦質(zhì)材料 2.2.12.2.1礦質(zhì)材料在瀝青

7、混凝土中的作用礦質(zhì)材料在瀝青混凝土中的作用 礦質(zhì)材料簡稱礦料，是瀝青混凝土的主要組成部分，對瀝青混凝土的性質(zhì)有重要的影響。礦料按功能分為骨料和填料。 試驗研究的結(jié)果表明，瀝青與填料組成的瀝青膠結(jié)料，在瀝青混凝土中可視為單一的瀝青填料相而發(fā)揮其功能。瀝青混凝土的彈性、粘性和塑性等性質(zhì)，主要受瀝青填料相特性的影響，瀝青填料相具有膠凝結(jié)構(gòu)，瀝青填料相膠凝結(jié)構(gòu)的特點是作為單元的填料顆粒，通過液相的瀝青薄膜而粘結(jié)在一起，結(jié)構(gòu)單元之間只有微弱分子力的作用，它具有觸變性，在受力破壞后有自愈能力。 瀝青填料相的特性與瀝青原有的性質(zhì)，填料的濃度（填料與瀝青的相對用量）、填料與瀝青的粘附情況等因素有關(guān)，而且受到填

8、料顆料間瀝青薄膜厚度的影響。瀝青膜越薄，瀝青填料相的粘度也就越高。 礦料中的骨料，在瀝青混凝土中組成骨架結(jié)構(gòu)，使瀝青混凝土獲得必要的強度，強度取決于其粘聚力和內(nèi)摩擦力的大小。而內(nèi)摩擦力又取決于骨料的粒形、粒度、級配、顆粒的表面特性以及瀝青的用量。因為骨架的空隙增大，用以填充空隙的自由瀝青的數(shù)量增多，必將導(dǎo)致瀝青混凝土性質(zhì)的變化。瀝青與礦料相互作用具有重要的影響，改善它們之間的粘附作用，加強膠凝結(jié)構(gòu)的鍵合特性，可以有效地改善瀝青混凝土的各種技術(shù)性質(zhì)。 2.2.22.2.2骨料骨料 1、粗骨料 粗骨料是指粒徑大于2.5mm的礦料，常用的有各種碎石、礫石、破碎礫石，破碎礦渣等，但必須優(yōu)先選用能與瀝青

9、粘結(jié)良好的堿性巖石，一般沉積巖石中石灰?guī)r、白云巖等多為堿性巖石，與石油瀝青粘附性較好。 對粗骨料的技術(shù)要求，取決于瀝青混合料的類別、用途。一般要求清潔、堅硬、耐久、均勻，要消除灰塵、臟物、粘土和其它物質(zhì)。粗骨料表面要求粗糙、多棱角，形狀應(yīng)近于正方體，針片狀顆粒含量應(yīng)受到限制，在加熱過程中質(zhì)地不變化。粗骨料的級配應(yīng)保證與其它材料拌和時，能使混合料符合最大密實度的要求。 2、細骨料 細骨料是指粒徑為2.5 - 0.075mm的礦料，一般可采用河砂、山砂、海砂、人工砂，或天然和人工的混合沙。 細骨料要求清潔、堅硬、耐久，不因加熱而引起快性質(zhì)變化。 細骨料通過顆粒嵌擠增加混合料的穩(wěn)定性，同時填充粗骨料

10、的空隙。 細骨料與石油瀝青的粘附性，應(yīng)通過試驗確定其水穩(wěn)定性等級，一般不得低于4級。 細骨料還要求耐久性好，用碳酸鈉法干循環(huán)5次，重量損失小于15%。 細骨料采用天然砂或摻入部分天然砂都必須做瀝青混凝土耐水性（耐久性）試驗，通過試驗才能確定天然砂的摻量。 3、填料 （1）填料的特性及其作用 填料是粒徑小于0.075mm的礦料，其主要特點就是具有很大的表面積，在瀝青混凝士礦料的總表面積中，填料約占90% -95%。填料的作用是與瀝青共同組成瀝青填料，即瀝青膠結(jié)料，將骨料粘結(jié)成整體，并填充骨料的空隙。在瀝青混凝土中，瀝青膠結(jié)料要能作為單一的瀝青填料相發(fā)揮其功能，填料必須能在瀝青中高度分散并與瀝青很

11、好地粘結(jié)在一起，由于填料具有很大的表面本身的粘附性良好，它與瀝青就能牢固結(jié)合。 （2）填料的選擇 用作填料的礦粉種類很多，如天然巖石加工成的石灰?guī)r粉、白云巖粉，大理石粉等，用工業(yè)廢料加工成的磨細礦渣、粉煤灰、燃料爐渣粉等，亦可采用工業(yè)產(chǎn)品如水泥、滑石粉等。 第三章第三章 碾壓式瀝青混合料制備與運輸碾壓式瀝青混合料制備與運輸 3.13.1瀝青混凝土礦料加工與儲存瀝青混凝土礦料加工與儲存 3.1.13.1.1礦料加工礦料加工 用汽車將料場灰?guī)r塊石(塊度小于20cm)運到礦料加工系統(tǒng)受料坑或半成品場堆存，再經(jīng)裝載機裝入受料坑。用反擊式破碎機和立式復(fù)合破碎機聯(lián)合破碎（前者用于制取骨料，后者用于制取填料

12、）。破碎后的混合礦料，經(jīng)過篩分分成2010mm，105mm，52.5mm的粗骨料進入各級成品堆場堆存。小于2.5mm的混合礦料，經(jīng)過分選，分成大于0.075mm的細骨料和小于0.075mm的填料，并分別進入各自儲罐儲存。 礦料加工主要技術(shù)要求：(1)生產(chǎn)過程中應(yīng)防止污染；(2)礦料級配應(yīng)根據(jù)配合比的調(diào)整作相應(yīng)調(diào)整；(3)各級礦粉應(yīng)滿足超遜徑或細度要求，砂料含水率不得大于3%； 3.1.23.1.2礦料儲存礦料儲存 半成品與成品礦粉料儲存采用堆場或儲罐儲存，半成品料堆存約7天用量，成品礦料儲存約57天用量。堆場應(yīng)架設(shè)防雨棚，要考慮堆存與裝卸方便。場地有碎石或混凝土墊層，平整并高出周圍地面30cm

13、以上，以防雨水倒灌。不同粒徑骨料堆存應(yīng)防止混雜及骨料分離。儲罐用于儲存2.50.074mm酌細骨料及小于0.074mm的填料，儲罐應(yīng)密封良好，防雨防潮，并防止雜物混入。 3.1.33.1.3骨料初配及干燥加熱骨料初配及干燥加熱 堆存于骨料堆場和儲罐的骨料，用膠帶機分別輸送到各級配料倉備用。各級骨料分別采用電振配料器進行初配，用膠帶機混合輸送到干燥加熱筒。干燥加熱時，冷骨料應(yīng)均勻連續(xù)進入干燥加熱筒并加熱35min，其加熱后溫度一般要求為170190。經(jīng)過干燥加熱的混合骨料，再進行二次篩分分級，按粒徑尺寸儲存在熱料斗中，供配料使用。熱料斗要注意保溫。 3.2.13.2.1瀝青脫桶脫水瀝青脫桶脫水

14、瀝青拆包后，被送進瀝青溶化、脫水、加熱聯(lián)合裝置，以導(dǎo)熱油為介質(zhì)來加熱溶化，確保加熱均勻，防止瀝青老化。瀝青脫水溫度控制在110-130，配有打泡和脫水裝置，使水分汽化溢出，但要防止熱瀝青沸溢。經(jīng)過脫水以后，瀝青含水量應(yīng)低于0.2%。瀝青溶化、脫水一定時間后，繼續(xù)加熱到150170。 3.2 3.2 瀝青加熱工藝過程瀝青加熱工藝過程 3.2.23.2.2瀝青的恒溫瀝青的恒溫 瀝青加熱到規(guī)定溫度后，輸送到恒溫罐儲存待用，但恒溫時間不宜超過6h。瀝青恒溫溫度為150170，加熱的上限溫度應(yīng)嚴格控制，防止引起瀝青老化。瀝青從恒溫罐到拌和樓采用外部保溫的雙層管道輸送，內(nèi)管與外管間可通導(dǎo)熱油，以避免瀝青在

15、輸送過程中凝固堵塞管道。 瀝青混凝土施工配合比應(yīng)滿足瀝青混凝土設(shè)計各項指標(biāo)。在瀝青混合料正式生產(chǎn)前，必須對混合料拌和系統(tǒng)各種裝置進行檢測；主要檢測稱量系統(tǒng)的精度、計時、測溫設(shè)備及其它控制裝置的運行情況。拌和瀝青混凝土?xí)r，必須嚴格按照經(jīng)批準(zhǔn)的瀝青混凝土配料單進行配料，配料時入機拌和量不得超過廠家額定容量的10%，瀝青、骨料、填料均以重量計，配合比誤差控制值為：瀝青0.3%、骨料2%、填料1%。 拌制瀝青混合料時，應(yīng)先授骨料與填料干拌約15s，再噴灑熱瀝青濕拌4560s，要求拌和均勻，瀝青裹覆骨料良好。拌和時，骨料溫度為170190，嚴格控制其上限溫度。拌出的瀝青混合料應(yīng)均勻，無花白料，卸料時不產(chǎn)

16、生離析。拌和好的瀝青混合料卸入瀝青混合料受料斗，經(jīng)卷揚提升滑軌提升到汽車保溫料罐或混合料保溫罐儲存。儲存罐加熱方式采用電加熱，保溫要求為24h內(nèi)每4h溫度降低不超過1。 3.33.3瀝青混合料生產(chǎn)瀝青混合料生產(chǎn) 瀝青混合料的運輸方式、設(shè)備及運輸能力應(yīng)與拌和、鋪筑及倉面具體情況相適應(yīng)，運輸設(shè)備必須具有較好的保溫效果。運送瀝青混合料的料罐表面可涂一層防粘劑，防粘劑不得對瀝青混合料的質(zhì)量有損害，所使用的防粘劑及涂量應(yīng)經(jīng)試驗論證并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可使用。瀝青混合料應(yīng)連續(xù)、均勻、及時地從拌和樓或混合料保溫儲罐送到鋪筑地點，盡量縮短運輸時間。在運輸過程中，不能出現(xiàn)骨料分離、溫度損失過大等現(xiàn)象。當(dāng)其溫度

17、不能滿足碾壓要求時，應(yīng)作廢料處理。瀝青混合料送到鋪筑部位后，應(yīng)采用適宜的設(shè)備起吊入倉或裝入攤鋪機料斗中。在沒有嚴格的保溫措施情況下，不得將瀝青混合料卸入倉外，再采用其它手段轉(zhuǎn)料入倉。 3.43.4碾壓式瀝青混合料運輸碾壓式瀝青混合料運輸?shù)谒恼履雺菏綖r青混凝土心墻鋪筑 瀝青混凝土心墻與過渡層、壩殼填筑應(yīng)盡量平起平壓，均衡施工，以保證壓實質(zhì)量，減少削坡處理工程量。瀝青混合料的施工機具應(yīng)及時清理，經(jīng)常保持干凈。4.14.1人工鋪筑人工鋪筑 主要輔助工具：鋼絲繩、滑輪組、卷揚機人工鋪筑時，宜按“立模過渡料攤鋪過渡層初碾瀝青混合料攤鋪拆模瀝青混合料和過渡層同步碾壓”工藝流程進行。瀝青混合料鋪筑所用模板應(yīng)

18、選用鋼模，可在瀝青混合料一側(cè)模板表面涂刷防粘劑。安裝時必須按照施工詳圖測量放樣，并設(shè)控制點。模板應(yīng)安裝牢固，拼裝平整嚴密、尺寸準(zhǔn)確。定位后的模板距心墻中心線的偏差應(yīng)不大于5mm。 過渡料鋪筑前，可用防雨布或其它材料遮蓋心墻表面，防止砂石、雜物落入倉面內(nèi)。心墻兩側(cè)的過渡層要同時鋪筑、碾壓，靠近模板部位作業(yè)時應(yīng)防止模板走樣、變位。瀝青混合料攤鋪好、模板拆卸完畢，先進行無振碾壓，然后再與過渡料一起同步碾壓密實。對于機械碾壓不到的部位，采用小型振動碾碾壓并輔以人工夯實，同時應(yīng)防止夯實方法不當(dāng)致使瀝青混凝土骨料破碎。4.24.2專用攤鋪機鋪筑專用攤鋪機鋪筑 提前對操作者進行培訓(xùn)，使之能熟練操作、駕駛。對

19、攤鋪機的控制系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)常檢測和校正，每次鋪筑前，應(yīng)根據(jù)心墻和過渡層的結(jié)構(gòu)要求和施工要求，調(diào)整或校正鋪筑寬度、厚度等其它相關(guān)參數(shù)。作好與之配套的準(zhǔn)備工作。應(yīng)連續(xù)、均勻地進行鋪筑。鋪筑時先進行過渡帶碾壓，最后進行瀝青混合料碾壓。若采用平行碾壓施工方式，過渡帶碾壓機械應(yīng)行駛在前面。瀝青混凝土鋪筑按一天l2層控制。攤鋪過程中，應(yīng)隨時觀察鋪筑效果，發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量要求，應(yīng)立即停止鋪筑，查明原因，校正施工參數(shù)后才能續(xù)鋪。對己鋪但不符合要求的部位，應(yīng)采取措施進行處理。 嚴格按要求的鋪筑層厚、次序、方向、鋪筑溫度、碾壓溫度及遍數(shù)等進行分層鋪筑。瀝青混合料的碾壓溫度為140150，一般不低于120，若攤鋪溫度過高，

20、攤鋪后可靜止一段時間后進行碾壓。瀝青混合料的碾壓機具以1.01.5t為宜，攤鋪厚度應(yīng)小于25cm，壓實厚度控制在202cm，攤鋪速度為13mmin，碾壓遍數(shù)按先靜壓2遍、再振動碾壓8遍，最后再靜壓2遍的方式進行（在取得一定的施工經(jīng)驗后，選擇更為合適的施工參數(shù)）。 瀝青混合料和過渡料應(yīng)從最低處開始，向上逐層鋪筑。瀝青混凝土心墻應(yīng)全線均衡上升，盡可能保持同一高程，減少橫縫。當(dāng)必須出現(xiàn)橫縫時，其結(jié)合坡度應(yīng)緩于或等于1：3，上下層橫縫錯開，錯距不小于2m。橫縫處應(yīng)重疊碾壓3050 cm。 心墻鋪筑后，在心墻兩側(cè)4m范圍內(nèi)禁止使用大型機械壓實壩殼料，過渡層碾重宜小于3t。當(dāng)雨季或季節(jié)性停工時，心墻和過渡

21、層的任何斷面頂部高程都應(yīng)略高于其上、下游相臨的壩體填筑料。4.3 接縫與層面處理 與瀝青混凝土相接的常態(tài)混凝土表面必須平整、粗槌，宜采用高壓風(fēng)槍噴砂處理，必要時加稀鹽酸沖洗，將其表面的浮漿、乳皮、廢渣及粘著污物等全部清除干凈，保證混凝土表面干掙和干燥。 瀝青混凝土和常態(tài)混凝土的結(jié)合面設(shè)有層厚1.52.Ocm的砂質(zhì)瀝青瑪?shù)僦瑸r青瑪?shù)僦呐浜媳?、鋪設(shè)方法和時間等，均應(yīng)采用現(xiàn)場試驗所提供的相應(yīng)參數(shù)。瀝青瑪?shù)僦佋O(shè)前，應(yīng)在己清理干凈的瀝青混凝土表面均勻地涂刷12遍冷底子油，待冷底子油干涸后(一般不少于12h)，方可鋪設(shè)瀝青瑪?shù)僦?鋪設(shè)瀝青瑪?shù)僦蜑r青混合料時，要注意對止水片的保護和校正，不得對止水片有任何損害。鋪設(shè)前，止水片表面應(yīng)干燥潔凈，并涂刷兩遍冷底子油。 對于連續(xù)上升、層面干凈、且已壓實的瀝青混凝土表面，溫度大于70，即可鋪筑上層瀝青混合料；當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70時，宜采用紅外線加熱使之不低于所要求的溫度，但加熱時間不宜過長，以防瀝青混凝土老化。對于壓實瀝青混凝土面層污物，采用高壓風(fēng)槍噴砂處理，如無法吹（洗）凈，應(yīng)利用紅外線加熱器加熱，使之變軟，然后將變軟的瀝青混凝土表