场外试验成果分析.docx

1、场外试验成果分析黑龙江省绥芬河市五花山水库大坝工程沥青混凝土心墙室外试验成果报告 批准：宫继仁校核：夏元亮编写：蒋建伟 陈纪洋姜军武试验: 蒋建伟 陈纪洋魏福强 孟楠黑龙江省水利水电工程总公司绥芬河市五花山水库大坝工程项目部二0十一年九月目录1、室外试验概述 - 3 -1.1试验原则 - 3 -1.2试验气候条件 - 3 -1.3试验成果编制依据 - 3 -2、过渡料摊铺试验 - 4 -2.1 过渡料的物理性能试验 - 4 -2.2过渡料的碾压方法 - 4 -2.3过渡料的碾压试验 - 5 -3、沥青混凝土原材料试验 - 8 -3.1碱性骨料和矿粉的检验 - 8 -3.2沥青材料性能试验 -

2、9 -4、室外沥青混凝土碾压试验 - 10 -4.1常态混凝土基底处理实验 - 10 -4. 2冷底子油的试验: - 10 -4. 3沥青砂浆的试验 - 11 -4.4沥青混凝土层间结合和接头处理试验 - 11 -4.5摊铺碾压试验 - 13 -4.7碾压试验成果分析 - 20 -5、室外心墙摊铺复核试验 - 23 -5.1室外复核试验的目的和方法 - 23 -5.2复核试验检测成果 - 24 -5.3复核试验说明 - 28 -6、试验成果分析和心墙及两侧过渡料施工参数选定 - 29 -6.1试验成果分析 - 29 -6.2心墙及两侧过渡料碾压参数的选定 - 30 -6.3施工配合比的确定 -

3、 31 -5、试验总结 - 33 -5.1试验小结 - 33 -5.2试验存在的问题 - 33 -1、室外试验概述1.1试验原则根据本标段合同及黑龙江省绥芬河市五花山水库（第一标段）招标文件要求：通过现场铺筑试验应对室内沥青混凝土配合比进行验证调整，确定生产配合比，以掌握沥青混凝土的材料制备、拌和、储存、运输、摊铺、碾压及检测等工艺流程，取得并确定各种有关的施工工艺参数验证室内沥青混凝土配合比和技术指标。本次场外试验以验证“中水东北勘测设计研究有限责任公司”所推荐的沥青混凝土配合比（试验编号：WHS-6.8）为主，共分二个摊铺层（即压实厚度为20cm和30cm）进行场外试验。其配合比如下：试验

4、编号各粒级（mm）骨料比例（%）矿粉含量（%）沥青含量（%）10-205-102.5-50.075-2.5WHS-6.826.217.921.221.912.86.8注：配合比详见绥芬河市五花山水库工程碾压式沥青混凝土配合比试验研究1.2试验气候条件 根据室外试验进度安排，本次试验时间时段为：第一时段2011年9月1日至9月21日，试验气温在7C25 C；第二时段2011年10月5日至10月9日，试验气温在1C16 C1.3试验成果编制依据 （1）土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则SL501-2010 （2）水工碾压式沥青混凝土施工规范DL/T5363-2006（3）碾压式土石坝施工规范（DL

5、/T51292001）（4）水工沥青混凝土试验规程（DL/T5323-2006）（5）土工试验规程（SL237-041-1999）（6）碾压式沥青混凝土心墙及心墙两侧过渡料室外摊铺试验大纲（7）黑龙江省绥芬河市五花山水库工程碾压式沥青混凝土心墙施工技术要求。2、过渡料摊铺试验2.1 过渡料的物理性能试验2.1.1过渡料的级配试验本次试验使用的砂砾石过渡料来源于上游的过渡料筛分厂，项目部试验人员在摊铺试验区取样三组，进行筛分试验。其级配和相应指标检测成果如下：过渡料筛分的试验成果表设计指标粒径范围含泥量不均匀系数曲率系数颗粒形状设计要求不大于160mm8%513无针、状片颗粒、坚固抗冻第1组12

6、00.2638.71.02符合设计要求第2组1200.2445.10.77符合设计要求第3组1200.6040.41.03符合设计要求均值679与沥青黏附力 级4510压碎率 %169.311级配及其他 级配良好，岩质坚硬，在加热条件下不至于引起性质变化。 骨料的各项性能均超过质量标准，满足设计要求。3.1.3矿粉物理性能试验 粉均采用东宁县马营村石灰石料厂雷蒙破碎机轧制加工，其物理性能检测成果如下：矿粉物理性能检验成果表序号项目单位指标实测值1密 度g/ cm32.552.772含水率%0.50.43亲水系数10.844颗粒筛孔通过率0.6mm%1001009010080 92.58 5其他

7、不含泥土、有机质杂质和结块矿粉的各项指标均满足设计要求且不含有机质、泥土等杂质，并无结块团粒；3.2沥青材料性能试验 本项目沥青混凝土心墙使用的沥青材料为中石化辽河油田分公司生产B90#水工沥青，其性能见下表：沥青材料性能试验成果表 项目单位设计指标实测值针入度（25，100g，5s）1/10mm8010088软化点（环球法）425444.0延度（5cm/min，15/4）cm150/30150/45密度（25）g/cm311.015含蜡量（裂解法）%21.6当量脆点-10-14.7溶解度（三氯乙烯）%99.099.6闪点230285薄膜烘箱试验值质量损失%0.60.1针入度比%6066延度（

8、5cm/min ，15/4）cm100/8100/24软化点升高53.0沥青各项性能指标均满足设计要求。4、室外沥青混凝土碾压试验4.1常态混凝土基底处理实验在实验过程中，基底采用钢纤人工凿毛处理，处理的标准是基底混凝土表面的乳皮清理干净，表层卵石外露一部分，但无深坑，沥青砼和常态混凝土的结合面无明显的施工缝和冷缝，如下图所示： 4. 2冷底子油的试验:冷底子油在试验区进行了三种配合比对比试验,其配合比分别为沥青：汽油=3：7、 4：6和5：5，室外试验时，每种配合比涂刷长度10m、面积为6m2，冷底子油的施工方法如下：待在砼表层处理干净干燥后，按三种配合比配制冷底子油，配制前先把桶装沥青热熔

9、后，待沥青温度降到80C左右称量，并与汽油调配稀释后，人工用毛刷涂抹在砼表层，结束后待冷底子油冷却12小时，检查其表面表面干燥、粘手、厚度、淤积现象。从室外的涂刷效果来看, 沥青：汽油=4：6涂刷质量好于其它两种配合比,并且试验室推荐采用的冷底子油的配合比为沥青:汽油=4：6。其表面干燥无白茬、不粘手、厚度均匀、色泽均一、无淤积现象。其效果见下图：4. 3沥青砂浆的试验在室外试验区进行沥青砂浆四种配合比对比试验，沥青：矿粉：细骨料分别为1：2：2、1：2:2.5、1:2:3，在摊铺中，沥青砂浆配合比为沥青：矿粉：细骨料=1：2：2.5的和易性、流态好于其他配合比，采用该配合比时，沥青加热到15

10、0170C，人工砂和石粉加热到150180C，砂浆拌合温度在150170C，入仓温度在130150C能满足施工要求施工方法：采用人工拌合，拌合好的沥青砂浆通过人工快速运到摊铺现场，直接卸入仓内，进行人工摊铺，厚度在1.5cm左右；无流淌、无鼓包现象；满足规范要求，其效果见下图：4.4沥青混凝土层间结合和接头处理试验 4.4.1层间结合试验根据我公司其它项目的工程经验，对下层基面做加热和不加热两种方式进行对比试验，在室外试验过程中，选择第二层沥青混凝土摊铺前，分加热区：、区基面，不加热：区，待第二层沥青混凝土冷却后，用取芯机钻孔取样，从取芯的芯样上看：加热和不加热对层间结合的影响都不大，结合面上

11、均无明显的施工缝和冷缝，如下图所示： 注：上述芯样高度为40cm，其中、区为基面加热区，区为不加热区。4.4.2沥青混凝土接头试验在试验区第二层区和区之间做一纵向接头，其目的是检查纵向接头的结合情况，施工方法是将结合部位做成缓于1：3的斜坡，用22kw立式打夯机对沥青混合料夯实，直至接头处表面泛油。待上层沥青混凝土施工完成后，用取芯机在接头部位钻孔取样二个，从取芯的芯样上看：结合面上均无明显的施工缝和冷缝，如下图所示：4.5摊铺碾压试验4.5.1碾压遍数的设定（1）20cm层厚遍数组合：、区，每区长度为6m，先静碾2遍后再进行动碾，动碾遍数依次为4、6、8、10、12遍，动碾完成后进行收仓碾2

12、遍。上述碾压设备YZC1.5双轮振动碾。（2）30cm层厚遍数组合分二部分：1）、区，各个试验区长度为6m，先静碾2遍后再进行动碾，动碾遍数依次为6、8、10遍，动碾完成后进行收仓碾2遍，碾压设备为YZC1.5双轮振动碾。2）、区，每区长度为3m，先静碾2遍后再进行动碾，动碾遍数依次为10、12遍，动碾完成后进行收仓碾2遍。静碾设备为YZC1.5双轮振动碾、动碾设备为金马0.8t双轮振动碾。具体分区见室外摊铺试验大纲。4.5.2本次碾压试验的固定参数固定参数是指本次试验始终不变的参数，在试验过程中不再试验与设计参数的相关关系。本次碾压试验固定参数见下表：固定参数表压实层厚压实层厚20cm压实层

13、厚30cm压实层厚30cm拌合设备LQY-40强制式拌合站LQY-40强制式拌合站LQY-40强制式拌合站碾压设备YZC1.5双轮振动碾YZC1.5双轮振动碾金马0.8t双轮振动碾拌合时间干拌15S、湿拌60S干拌15S、湿拌60S干拌15S、湿拌60S振动碾行车速度2530m/min2530m/min2530m/min初碾遍数（静碾）2遍2遍2遍收仓碾遍数（静碾）2遍2遍2遍上述参数固定后，本次试验目的是通过不同的动碾遍数求出与沥青混凝土设计指标之间的关系。4.5.3碾压沉降及宽度检测（1）第一层（20cm）沉降量检测结果见下表: 20cm摊铺层混凝土沉降量及沉降率统计表 区号铺筑厚度均值（

14、mm）动碾遍数沉降量（mm）230423.3 230635.0230823.32301023.72301235.3注：测量记录见附表心墙第一层（20cm）沉降测量记录表 由于沉降量测量是非原位测量，加上沥青混凝土混合料为弹塑性材料，实际沥青混凝土混合料沉降量可按平均沉降量考虑，根据检测结果计算可知，松铺厚度为23cm时，压实厚度为20cm，平均沉降量3cm。（2）第二层（30cm）沉降量检测结果见下表: 20cm摊铺层混凝土沉降量及沉降率统计表 区号铺筑厚度均值（mm）动碾遍数沉降量（mm）备注230423.3 动碾设备为YZC1.5双轮振动碾。230635.0230823.32301023.

15、7动碾设备为金马0.8t双轮振动碾2301235.3注：测量记录见附表心墙第二层（30cm）沉降测量记录表根据上表检测结果计算可知：1）采用YZC1.5双轮振动碾动碾时，松铺厚度为35cm时，压实厚度为30cm，平均沉降量5cm。2) 采用金马0.8t双轮振动碾动碾时，松铺厚度为36cm时，压实厚度为30cm，平均沉降量6cm。金马0.8t双轮振动碾自重比YZC1.5双轮振动碾轻，沉降量反而大，可能与沉降测点少有关系。 (3)宽度检测结果见下表:摊铺层混凝土宽度检测统计表 试验分层宽度cm均值cm20cm层62626061606261.230cm层61586260596260.3从上述检测的数

16、据和现场挖坑的情况来看：20cm层厚的心墙宽度合格率为100%能满足设计要求，30cm层宽度合格率约在67%左右。4.5.4马歇尔稳定度、流值检测第一层马歇尔稳定度、流值检测成果表区号动碾遍数马歇尔稳定度均值(N)马歇尔流值均值(1/100cm)区410708.6 66.3 区610619.5 72.9 区811440.9 56.2 区1010327.0 64.5 区129995.3 63.6 注：试验成果见附表试验区沥青混凝土心墙试验成果统计表。第二层马歇尔稳定度、流值检测成果表区号动碾遍数马歇尔稳定度均值(N)马歇尔流值均值(1/100cm)FH区69703.8 74.3 区1013794

17、.5 60.1 区816051.1 57.1 区612971.0 44.5 区1012306.1 60.2 区1213559.6 56.6 马歇尔试件9690.0 45.500 注：1）试验成果见附表试验区沥青混凝土心墙试验成果统计表。2）、区采用金马0.8t双轮振动碾动碾。马歇尔稳定度、流值检测合格率为100%,满足设计要求。4.5.5密度、孔隙率及渗透检测（1）马歇尔试件检测在第一层和第二层共取样二组，室内击实成型马歇尔试件，分别进行密度、孔隙率及渗透检测，成果如下表所示：马歇尔试件密度、孔隙率和渗透检测成果表层号最大密度(g/cm3)密度(g/cm3)孔隙率（%）渗透系数 (cm/s)第一层2.4552.3910-92.4552.3010