大石门水电站碾压式沥青混凝土配合比试验及应用.pdf

1 6 6 内 蒙 古 水 利 2 0 1 0年第 4期 ( 总第 1 2 8期) 【 混凝 土 施工 】 大石 门水电站碾压式沥青混凝土配合 比试验及应用 陈 志 杰 ( 内蒙古大唐国际大石门水电站筹备处， 内蒙古 克什克腾 0 2 5 3 5 0 ) [ 摘要] 文章介绍了大石门水电站大坝沥青心墙混合料配合比设计及现场实际应用情况， 通过试 验分析 了沥青、 骨料等配合比例 ， 并提 出推荐配合比， 对沥青混凝土应用有借鉴意义。 [ 关键词) 碾压式沥青混凝土； 配合比试验 中图分类号 ： Ⅳ 4 3 1 文章标识 码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9— 0 0 8 8 ( 2 0 1 0 ) 0 4— 0 1 6 6— 0 2 1 工程概况 大石门水电站大坝为碾压式沥青混凝土心墙堆石 坝， 坝顶高程 1 0 7 5 ． 2 8 m， 心墙底部建基面高程 1 0 1 1 ． 5 0 m， 最大坝高 6 3 ． 7 8 m， 坝顶长 2 0 3 m， 坝顶宽度 6 m， 沥 青混凝土心墙位于坝体 中部。 2 试验用原材料及其检验结果 沥青混凝土心墙是坝体 的防渗的关键 ， 要求沥青 混凝土心墙应具有 良好的抗渗性、 耐水稳定性、 适应坝 体变形性及适当的强度。 2 1 沥青 沥青是沥青混凝 土的胶凝材 料， 其性能的好坏直 接影响沥青混凝土的性能。本试验采用中油辽河石化 分公司产水工石油沥青 B _ _ 9 O作为大石 门水 电站工 程试验用沥青 ， 其各项技术指标详见表 1 。 表 1 水工石油沥青 B —9 0检验结果 软化点c ， 1针人 ／ l O m 度 m C 磨点 c ) 质 失 C c ) 繁 c 老化前4 5 ． 2 8 9 ． 7 > 1 5 0 — 1 2 ． 0 一 老化后( 8 ) (针 毋％】 枷o ． 3 2 嚣 老 化 前 4 2 - 5 o 0 0 > 1 ∞ ( _ ” co ． 。 要束 老化后升高《 5 针人度比> 6 5 ％ ) 6 o 1 ， 为碱 性骨料 ， 该矿料可以满足碾压式水工沥青 混凝 土技术 性能要求 。 表2 骨料性能检验结果 2 ． 2 ． 2骨料级配试验 本次试验所用 的按 粒径分 成 1 0～2 0 rai n 、 5～1 O m m、 2 ． 5～ 5 ra m 3级 ， 粒径范围在 0～ 2 ． 5 l l l ／ n之间的骨 料为细骨料。 2 ． 3 矿 粉 填料是指在沥青混凝土中掺加的粒径小于 0 ． 0 7 5 l n l n的矿质材料 ， 它与沥青 混合后可 以有效 地改善 沥 青胶凝材料( 即沥青一填料相) 的稠度 ， 使沥青混凝土 混合料具有较好的施工和易性， 其微细骨料 的填充作 用可以有效地提高沥青混凝 土的密实性， 改善沥青混 凝土的力学性能和变形性 能， 进而提高沥青混凝土的 耐久性能。 本次试验用矿 粉 由克旗三义料场 的矿料加工所 得， 其碱度模数 M= 8 ． 1>1 ， 为碱性骨料 。 3 沥青混合料配合比的设计 配合 比设计 主要是指沥青混凝土标准配合 比的设 计 ， 现场施工配合比是在标准配合 比的基础上结合现 场施工条件进行的适当调整 ， 如根据二次筛分、 计量系 统的计量精度情况对骨料的超逊径、 填料、 沥青用量等 进行计量调整 ， 确保拌和后的沥青混凝土混合料的各 组分含量尽量靠近标准配合比， 确保施工后的沥青混 凝土质量满足设计要求。 本次水工沥青混凝土配合 比设计采用矿料级配和 沥青用量作为配合比设计的两个主要参数， 其中矿料 级配用3 个参数( D m a x 、 d i 、 P i ) 来表征， 骨料每一粒径 d i 的通过率 P i 均有一特定范围 ， 各粒级矿料的通过率 计算公式如下： P ： 1 0 0 一 — ’=-_ (_ ( 1 0 0 一 P o ．0 7 )( 1 )1 0 0 7 4 ／ D ‘ 一 (．,, ~) 、 式 中P 一粒径为 d i 的总通过率 ； D 一骨料最大粒径 ； P 0 ． 町 —0 ． 0 7 4 m i l l 筛上 的总通过率。 各粒级矿料的通过范围是根据碾压式水工沥青混 凝土的矿料级配特征来确定 的， 因此 ， 该设计具有较强 的包容性 ， 能较好地适应不同的骨料级配。 4 试验得 出的结论 ( 1 ) 试验所选用的原材料各项性能指标符合技术 要求。 ( 2 ) 水工石油沥青 B —9 0和矿料加工获得 的粗骨 料、 细骨料、 矿粉所配制的沥青混凝土 的空隙率、 水稳 定 系数、 耐水性、 防渗性等指标均满足碾压式沥青混凝 土设计要求。本工程碾压式沥青混凝土推荐配合 比见 表 3 。 表3 碾压式沥青混凝土推荐配合比 各粒级 ( Ⅲ ) 矿料 比例 ( ％) 动 胃 ： ! ： ： ： 塑! ： ： 丝! ! ! ： ! 2 ( 堡 2 0． 6 1 6 ． 0 2 6 ． 7 1 2 ． 0 6 ． 5 注： 表甲所列各级矿科售重 吉秘逊径微粒 ( 3 ) 建议施工时沥青含量 以不 低于 6 ． 5 ％ ( 油石 比) 为宜 ， 以保证心墙具有较 强的适应坝体变形 的能 力 。 ( 4 ) 鉴于骨料生产规模、 及破碎设备各参数等诸 多因素对骨料颗粒组成 的影响 ， 正式摊铺前要做碾压 试验 ， 以进一步调整配合 比。 5 碾压式沥青混凝土配合比在工程中的应用 通过试验所得的碾压式沥青混凝土推荐配合 比于 2 0 0 8 年4月完成， 大石门水电站碾压式沥青混凝土心 墙于 2 0 0 8年 9月 7日正式开始施工 ， 2 0 0 9年 8月施工 完成 。共进行 了心墙沥青混合料室内成型马歇尔试件 孔隙率试验 1 2 0 余组， 心墙沥青混合料室内成型马歇 尔试件稳定度、 流值试验 1 2 0余组 ， 检测结果满足设计 要求 ； 心墙沥青混凝土芯样孔 隙率试验 2 7根 ， 心墙沥 青混凝土芯样水稳定性检测 3组 ， 心墙沥青混凝土芯 样渗透性检测 2组 ， 心墙沥青混凝土芯样稳定度 、 流值 检测 2组 ， 结果全部符合设计要求 。 实践证明， 试验所得的碾压式沥青混凝土推荐配 合比在本工程 中的应用是成功的。 ( 编校： 杨亚军) 收稿日期： 2 0 1 0— 0 4— 2 5