金平水电站沥青混凝土35CM现场铺筑试验及生产性试验方案.docx

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金平水电站沥青混凝土35CM现场铺筑试验及生产性试验方案

四川省金汤河金平水电站

首部枢纽及引水隧洞上段工程施工

JP/C1

金平水电站沥青混凝土35cm现场铺筑试验方案

葛洲坝集团试验检测有限公司

金平水电站试验室

二○一三年三月六日

审核：

朱志坚

校核：

编写：

目录

1前言2

2设计技术要求3

3现场铺筑试验用沥青混凝土配合比及沥青砂浆配合比3

3.1沥青混凝土配合比3

3.2沥青砂浆配合比3

4沥青混凝土现场铺筑试验3

4.1试验目的3

4.2试验内容4

5试验程序及方法4

5.1沥青混凝土配料、拌和试验4

5.2沥青混合料运输试验5

5.3场外铺筑试验5

5.4心墙与过渡料结合外观试验5

5.5试验进度及成果提交6

6试验室的级别、设备、试验项目负责人9

1前言

根据金平水电站主要节点目标及工期，为保证2013年10月份大坝蓄水，以及《四川省金汤河金平水电站首部枢纽及引水隧洞上段工程施工标招文件第二卷技术条款》（2009年11月30日）、《四川省金汤河金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝填筑施工技术要求》（2011年6月）、《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》（DL/T5411-2009）、《水工沥青混凝土试验规程》（DL/T5362-2006）、《水工碾压式沥青混凝土施工规范》（DL/T5363-2006）及相关规程规范的要求，制定本试验方案。

2设计技术要求

沥青混凝土主要设计参数：

密度大于2.37t/m3，孔隙率≤3％（芯样）或孔隙率≤2％（马歇尔试件），渗透系数不大于1×10-8cm/s；水稳定系数不小于0.9，沥青混凝土骨料最大粒径为19mm，沥青混凝土设计参数见表2-1。

表2-1沥青混凝土设计指标

项目名称

设计指标

备注

密度（t/m3）

＞2.37

孔隙率（%）

≤3

芯样

≤2

马歇尔试件

渗透系数（cm/s）

≤1×10-8

马歇尔流值（1/10mm）

＞50

试验温度60℃

水稳定系数

≥0.9

抗弯强度（kPa）

≥400

小梁弯曲试验，试验温度7.1℃

最大弯拉应变（%）

≥1

小梁弯曲试验，试验温度7.1℃

内摩擦角φ（°）

≥25

静三轴试验，试验温度7.1℃

黏结力C（MPa）

≥0.4

静三轴试验，试验温度7.1℃

抗压强度（MPa）

≥4.5

单轴压缩试验，试验温度7.1℃

轴向拉伸强度（MPa）

≥1.6

拉伸试验，试验温度7.1℃

3现场铺筑试验用沥青混凝土配合比及沥青砂浆配合比

3.1沥青混凝土配合比

现场铺筑试验用沥青混凝土配合比参数见表3-1。

表4-1现场铺筑试验用沥青混凝土配合比

级配指数

配合比编号

骨料含量（%）

油石比（%）

粗骨料（mm）

细骨料（mm）

填料（mm）

19～9.5

9.5～4.75

4.75～2.36

2.36～0.075

（人工砂）

≤0.075

0.39

25

23.03

17.58

13.52

31.87

14.00

6.8

3.2沥青砂浆配合比

现场铺筑试验所用沥青砂浆配合比按质量比为沥青：

填充料：

人工砂=1：

2：

2。

4沥青混凝土现场铺筑试验

4.1试验目的

验证现用施工沥青混凝土配合比摊铺35cm的可行性；掌握沥青混凝土的材料制备、贮存、拌和、运输、摊铺、碾压及检测试验等工艺流程，取得并确定适于进行生产的施工工艺参数，以指导沥青混凝土心墙的施工。

4.2试验内容

试验内容主要包括：

（1）、沥青混凝土配料、拌和试验：

根据不同的配合比、不同的配料顺序、观测沥青混合料的拌和时间、混合料的外观颜色及出机口温度等；

（2）、沥青混凝土的运输试验：

观测沥青混合料在运输过程中的离析情况和温度损失情况；

（3）、沥青混凝土的铺筑试验：

根据不同的铺筑方法，不同的铺筑厚度，不同的碾压温度、不同的碾压遍数，在碾压结束、沥青混凝土冷却后，钻取芯样，按沥青混凝土设计要求的各项指标进行试验；为达到加快心墙铺筑上升进度的目的，拟进行连续铺筑试验（一天摊铺1层～3层）；

（4）、沥青混凝土质量无损检验试验：

采用无损检测手段，如渗气仪、核子密度仪等设备对沥青混凝土的孔隙率和渗透系数进行检测试验；

（5）、沥青混凝土接缝和层面处理试验；

（6）、现场铺筑完全完成后，有选择地局部挖除过渡料填料，观察心墙与过渡料结合面的情况。

5试验程序及方法

5.1沥青混凝土配料、拌和试验

试验前对拌和楼的称量误差进行检验，满足要求后，方可进行配料、拌和试验。

沥青混凝土配合比选用室内试验推荐的两种配合比，每个配合比的配料量为拌和楼搅拌罐的额定容量。

投料顺序及拌和时间为：

干拌15秒湿拌45秒

粗骨料→细骨料→粉料沥青沥青混合料

拌和时沥青温度控制在150℃～170℃，骨料温度控制在170℃～190℃，沥青混合料出机口温度控制在150℃～170℃，制备出来的沥青混合料要求色泽均匀、稀稠一致、无花白料、黄烟及其它异常现象。

观察出机口沥青混合料的外观并测试沥青混合料出机口温度，若不满足要求，适当进行调整。

调整的范围可根据试验情况而确定。

5.2沥青混合料运输试验

测试沥青混合料在出机口到摊铺现场至摊铺前的温度损失，测试频率为每5min～10min一次；并在沥青混合料出机口抽取试样，在运输至摊铺现场至摊铺前在同样的位置抽取试样，进行沥青混合料的抽提试验，了解沥青混合料在运输过程中的离析情况。

5.3场外铺筑试验

⑴、试验场地的布置

沥青混凝土试验场地选在金平水电站原4#营地（项目部拌合楼下游约50m河边），铺筑长度为18m，用C15混凝土浇筑成宽110cm、厚度15cm的基座，基座表面应处于同一水平面，并在一端浇筑坡度为1:

0.5的混凝土斜坡，坡高度120cm。

基座在铺筑试验前进行混凝土表面冲毛处理，喷洒冷底子油，铺筑沥青砂浆。

⑵、碾压设备

1.5t振动碾碾压沥青混合料，2.5t振动碾碾压过渡料。

⑶、铺筑方式

现场铺筑试验分人工铺筑和机械铺筑两种方式。

人工铺筑作业顺序：

施工准备→层面清理→测量放线→立模→过渡料摊铺→层面加热→沥青混合料的摊铺→拆模→过渡料的初碾→沥青混合料和过渡料的同步碾压（局部人工夯实）→终碾→试验检测。

机械铺筑作业顺序：

施工准备→层面清理→测量放线、固定定位金属线→摊铺机进行摊铺→过渡料的初碾→沥青混合料和过渡料的同步碾压→终碾→试验检测。

⑷、试验项目及程序详见表5-1。

沥青混凝土现场铺筑试验场地布置及试验区域平面示意图见图5-1。

对于表5-1所拟定的一些参数，如铺筑宽度、厚度、长度、碾压编数顺序等可根据现场实际情况的需要作适当调整；对于进行马歇尔流值试验、渗透试验、水稳定性试验、小梁弯曲试验、静三轴试验、单轴压缩试验及拉伸试验的芯样试件，可在沥青混凝土孔隙率满足设计要求的铺筑层次钻取，但同一个试验项目的试件必须在同铺筑层次钻取；对于低温试验层次顺序可根据现场实际情况的需要作适当调整，低温试验时将根据现场实际情况做好保温措施，比如铺筑施工过程将采取保温被覆盖等措施进行防风保温，避免沥青混合料温度损失过快。

5.4心墙与过渡料结合外观试验

待现场铺筑试验结束后，选取心墙两侧各两处，挖开过渡料，观测心墙与过渡料的结合情况。

5.5试验进度及成果提交

现场铺筑试验整个过程需要约30天，在现场铺筑试验结束后30天内提交正式沥青混凝土现场铺筑试验报告。

正式报告包含以下主要内容：

（1）现场铺筑试验概况；

（2）现场铺筑试验方案、施工方法及处理措施；

（3）试验成果包括出机口温度、摊铺温度、碾压温度之间的关系，碾压温度、碾压遍数与沥青混凝土密度、孔隙率、渗透系数的关系，碾压厚度对沥青混凝土性能的影响，连续铺筑与间断铺筑对沥青混凝土性能的影响，其它有关成果等。

（4）通过现场铺筑试验确定施工工艺参数。

表5-1沥青混凝土现场铺筑试验项目及程序

铺筑

方式

试验配合比

铺筑长度（m）

施工工艺参数

试验项目

备注

人工或机械

25号配合比

18

沥青混合料入仓温度控制在145～165℃，初碾温度控制在140～155℃，终碾温度不得低于120℃,当气温较低时，各工序控制温度应按上限控制；沥青混合料摊铺宽度为90cm，厚度为30cm，两侧过渡料宽度1.5m，厚度33cm；沥青混合料采用一台1.5t振动碾碾压，过渡料采用两台2.5t振动碾碾压，碾压顺序为先静碾过渡料1遍，然后静碾沥青混合料2遍，随后振动碾压过渡料（碾压遍数为总振动碾压遍数的一半），再同时对沥青混合料和过渡料进行振动碾压，其中沥青混合料分别振动碾压12、14、16遍，过渡料碾压遍数为总振动碾压遍数的一半，振动碾压时三台振动碾宜呈“品”字形行走，行走速度为20～30m/min，最后用1.5t振动碾在沥青心墙静碾1遍收光，过渡料用2.5t振动碾静碾1遍压平过渡料与心墙接触部位。

（1）核子密度仪高温、常温测值的率定；

（2）沥青混凝土密度与碾压遍数的关系；（3）沥青混凝土密度及渗透系数无损检测；（4）钻取芯样16孔，进行密度、孔隙率、渗透系数、水稳定性、小梁弯曲、静三轴、单轴压缩及拉伸试验检测；（5）室内原材料、马歇尔击实、沥青混凝土最大密度、抽提等试验检测。

图5-1沥青混凝土现场铺筑试验场地布置及试验区域平面示意图

过渡料取样区过渡料取样区过渡料取样区

碾子驶入区沥青混凝土取样区碾子驶入区沥青混凝土取样区碾子驶入区沥青混凝土取样区碾子驶入区

过渡料取样区过渡料取样区过渡料取样区

1.5米1.5米1.5米1.5米1.5米1.5米

6米6米6米

6试验室的级别、设备、试验项目负责人

本项目由葛洲坝集团试验检测公司组建的金平水电站试验室牵头实施，并与葛洲坝集团试验检测公司宜昌分公司共同承担相关试验项目。

葛洲坝集团试验检测公司具有水利工程甲级检测资质，承担了三峡茅坪溪、四川冶勒、新疆下坂地等工程沥青混凝土配合比及性能试验研究和工程质量检测工作，其技术力量可承担沥青混凝土试验检测工作。

沥青混凝土试验检测主要设备见表7-1。

本试验项目负责人为翁昌国，现任葛洲坝集团试验检测公司金平水电站试验室主任，曾在三峡茅坪溪、新疆下坂地等工程从事沥青混凝土配合比及性能试验研究和工程质量检测工作，具有丰富的沥青混凝土试验检测经验。

表7-1沥青混凝土试验主要设备

序号

设备名称

数量

单位

备注

1

电子天平

4

台

2

针入度仪

1

台

3

软化点仪

1

台

4

延度仪

1

台

5

马歇尔击实仪

1

台

6

马歇尔稳定度流值试验仪

1

台

7

沥青混合料拌和机

1

台

8

自动脱膜机

1

台

9

摇筛机

1

台

10

薄膜烘箱

1

台

11

恒温水浴

2

台

12

沥青三轴仪

1

台

13

密度瓶

5

个

14

离心式抽提仪

1

台

15

温度计

10

支

16

沥青混凝土骨料筛

2

套

17

电热干燥箱

2

台

18

压力机

1

台

19

渗透仪

1

台

20

渗气仪

1

台

21

各类试模

20

套

22

核子密度仪

1

台

23

混凝土取芯机

1

台

24

沥青闪点仪

1

台