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改進(jìn)瀝青混凝土心墻壩的施工速度提高生產(chǎn)率
在一項研究報告中,做為合作伙伴的挪威土木技術(shù)學(xué)院和科洛維德科科學(xué)院,以及由挪威研究院主辦的各種與瀝青混凝土心墻壩有關(guān)的發(fā)行物已經(jīng)在過去的4年時間里進(jìn)行了研究。工作范圍推進(jìn)了研究工作,也推進(jìn)了瀝青混凝土做為防滲墻的特性文件的編制,可作為設(shè)計、施工和質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。與其它壩型設(shè)計選擇相比,瀝青混凝土心墻壩已多次被證實是具有競爭優(yōu)勢的技術(shù),并且符合建壩各種技術(shù)特性的要求。
在該研究方案中,由Kolovidekke實施了兩項實驗活動。一項是現(xiàn)場試驗,以提高生產(chǎn)率為目的,從而滿足大壩總體施工進(jìn)度的需要。文中提供了數(shù)據(jù)。另一項是瀝青混凝土自愈裂縫特性的試驗室模擬試驗。這項實驗的數(shù)據(jù)將在其它文章中提供。
1、由現(xiàn)場試驗獲得的結(jié)果
1.1方法
瀝青混凝土防水層應(yīng)用于大壩心墻,與大壩的施工同步進(jìn)行,一層層鋪設(shè)。有時業(yè)主往往非常關(guān)注咨詢師和總承包人為瀝青的施工特別規(guī)定的過程,因為這有可能使大壩的總體施工進(jìn)度延遲(雖然在過去的40年中還沒有瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)可使進(jìn)度延遲的記錄)。然而,如果在工程的初期階段發(fā)現(xiàn)這樣的問題,可能會影響在大壩的設(shè)計考慮中采用瀝青心墻防滲。這項研究證實了在必要的情況下,可以顯著地提高施工速率,而不增加成本,并保證達(dá)到防滲心墻所應(yīng)具備的質(zhì)量要求。
目前在正常情況下0層-30層有4-5天的冷卻周期,計劃鉆取樣芯做防滲性能試驗。以試驗室試驗,或以非破壞性試驗(核設(shè)備)對基本質(zhì)量進(jìn)行控制。在該項研究中還沒有足夠的數(shù)據(jù)建議可以使用核設(shè)備來節(jié)省時間。
另外一個普通的技術(shù)要求為,每2層20cm使其冷卻并加固,以確保下一層的充分壓實。而機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)和運(yùn)行特性,在這幾年中已經(jīng)得到改善,所以這可能是一個適當(dāng)?shù)臅r間來考慮各種限制條件。
該項研究的目的是研究增加生產(chǎn)率的途徑。由增加每日鋪設(shè)層數(shù)量或增加每層鋪設(shè)厚度來達(dá)到目的。
1.2 現(xiàn)場試驗
采用Veidekke標(biāo)準(zhǔn)ACC鋪料機(jī)設(shè)備,全尺寸試驗來完成試驗過程。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計程序。瀝青混凝土心墻配比設(shè)計為瀝青6.7%,貫入度級配等于180,與ASTM D5(美國材料試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn))相一致。骨料是碾碎的巖石,片麻巖或閃巖,符合Fullers級配曲線。填料用量為13%,細(xì)骨料拌合是粉碎的骨料(旋流粉塵)和脫水粉碎的石灰?guī)r。鋪設(shè)和壓實過程中瀝青的拌合溫度在145-160℃。過渡層采用粉碎的巖石,良好級配為0-60mm具有較高的穩(wěn)定程度,鋪設(shè)和壓實同時進(jìn)行。
該項研究中提倡一天鋪設(shè)4層20cm厚(見圖1a)。與通常規(guī)定的每天2層比較具有加倍的生產(chǎn)率,這樣可以達(dá)到每天80cm。在僅幾小時之內(nèi),實施4層的建筑量,可見施工速度提高了,這將在實際工程中加以實施。因此,在對下一層進(jìn)行壓實的時候,最不利的情況是遇到溫?zé)岵④浫醯幕A(chǔ)。
另一個試驗是一天鋪設(shè)3層,厚度為30cm(見圖1b)。每天可鋪設(shè)90cm。
試驗在最不利的天氣條件下進(jìn)行。然而,這樣的條件與挪威施工季節(jié)的正常條件非常相似。在挪威,甚至在較差的天氣情況下進(jìn)行施工,同樣可以達(dá)到質(zhì)量要求。這相似于山區(qū)條件下的施工經(jīng)驗。第1天(試驗A),地面溫度為-4℃到4℃(空氣溫度,拌雨、雪、風(fēng))。第二天(試驗B),約有相同的條件,地面(空氣)溫度4-5℃,不拌雨、雪、風(fēng)。
1.3試驗過程
試驗程序計劃覆蓋所有的試樣,并控制試驗過程,包括試驗后期工作,以及研究過程中有關(guān)部分的文件編制。
在試驗過程中對每一配比都進(jìn)行溫度的連續(xù)性控制。試樣由拌合廠和壓實后的心板獲取,作為對瀝青混凝土拌合物和易性的監(jiān)控。
鉆取樣芯,做密度和空氣孔隙率試驗。經(jīng)5天的冷卻周期后,沿試驗段每7.5m為一段,如圖1a、b所示。(以同樣型式做非破壞性試驗)樣芯由大壩的頂部鉆取,約45cm深度。試樣頂部約2cm切去,剩余部分切成5cm的段,進(jìn)行空氣孔隙率試驗。將試驗塊從大壩頂部開始編號。
1.4試驗結(jié)果
試驗結(jié)果的主要數(shù)據(jù)示于表1和表2。表1每層厚20cm,表2每層厚30cm。
所有的試驗結(jié)果,包括空氣孔隙率含量可以由表1和表2見到(主要的質(zhì)量指標(biāo)),都是優(yōu)秀的,符合瀝青混凝土心墻壩要小于3%的質(zhì)量要求。因此可以看出,在層與層接縫之間的空氣孔隙率含量沒有明顯的偏差。頂部試驗塊較高的孔隙率將會降低或在下一層的鋪設(shè)時正?;?。沒有指明“軟弱的基底”對于下一層的壓實是否會發(fā)生問題。在每日多層鋪設(shè)情況下,為給心墻的壓實提供合理的側(cè)向壓力,應(yīng)用高穩(wěn)定性材料支持過渡層是適宜的。
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