沥青混凝土面板（精选10篇）
沥青混凝土面板 篇1
1 范围
本工艺标准适用于沥青混凝土防渗面板坝坡施工作业中的运输、摊铺、碾压等。
2 施工准备
2.1 机械设备
2.1.1 机械设备
1) 主绞车架:料斗容量4.5 m3、摊铺机牵引力100 k N、运料小车牵引力82 k N、吊车牵引力120 k N。注:斜坡施工时转运混合料、斜坡给料、牵引斜坡摊铺机。
2) 副绞车架:碾压用卷扬机牵引力21.8 k N。注:牵引斜坡碾。
3) 斜坡摊铺机:TITAN326、功率160 k W、摊铺宽度4.25 m、带接缝加热器。
4) 振动碾:SW330、总重2.95 t、碾压宽度1 300 mm。
5) 自卸车:20 t、改装。
2.2 作业条件
施工应在合适的气候条件下进行沥青混合料的摊铺和碾压作业。在没有特殊的保护措施时, 不得在如下的气候条件下施工:
1) 防渗层、加厚层、整平胶结层施工环境气温低于5℃/h。
2) 浓雾或风力大于四级时。
3) 降雨降雪或表面潮湿时。
4) 夜间施工 (除非有足够的照明和质量保证措施) 。
3 操作工艺
3.1 工艺流程
1) 混合料运输流程:车厢保温覆盖、刷油0.05 L/m2→车辆二次挪位受料→温度测量、篷布覆盖→匀速行驶→检测来料温度→指挥卸料、慢起快落→驶离受料区、箱门关闭。
2) 斜坡摊铺流程:测量撒线、安全警戒→主副绞车架联动检查→来料温度检测→摊铺机鸣笛缓慢下行, 5 m/min→运料小车待料→吊斗装料起吊、卸料高度<1.5 m→摊铺温度检测→接缝加热均匀、火力控制得当→2名工人45°修边→坡顶3 m→5人人工摊铺整平、45°修边→主绞车架移位至下一摊铺条带→料斗清理及设备维护。
3) 斜坡碾压流程:副绞车架就位紧邻主绞车架→振动碾及时跟进碾压纵缝, 上振下不振→初碾静碾上静下静各1遍, 匀速小于6 km→复碾温度检测→复碾上振下静各3遍, →终碾至轮迹消失收光→封头垫方木支撑压实, 后切齐端头。
3.2 作业准备
1) 正式摊铺前需要做好人员、设备的合理安排, 并对每日的摊铺做好计划, 保证摊铺的顺利进行。
2) 拌和楼的协调调度, 专门人员对混合料的需求数量、种类进行及时沟通联系, 前方施工情况及时反映给调度人员。
3) 用于沥青混合料运输的车辆车斗清洗干净后在装料前需在车斗内均匀涂刷一层防粘剂, 不得有余液积聚在车厢底部。
4) 摊铺结束后必须对摊铺机进行清理, 派专人清理摊铺机履带板下接触面, 在受料斗处喷洒合适柴油清理干净。
5) 小型机具准备主要包括:铁锹 (方型) 、耙子, 电子温度检测探针, LPG液化气罐, 平板振动夯, 博世电动夯, 水准尺, 汽油发电机、清洗铁锹用的刷子和油桶等。
4 质量验收标准
4.1 施工质量检查要求
1) 结构尺寸容许误差。防渗层的铺筑厚度不得<10 cm, 整平胶结层的铺筑厚度不得<设计层厚的95% (7.6 cm) , 面板最终厚度不得<设计厚度18 m, 护面各层完工后的容许误差必须符合表1标准。沥青混凝土的厚度应按坡面法线方向。
2) 碾压要求。碾压的基本要求是保证摊铺层达到规定的压实度和表面平整度。碾压分为初碾、复碾和终碾。碾压的温度及遍数等见表2、表3。
5 成品保护
清理完工的缝面及层面设置隔离区, 严防无关人员及车辆驶入污染, 严禁层面泼洒柴油, 以免发生鼓泡。当层面有灰尘、泥土、散落石子等杂物时, 用压缩空气等吹净。现场机械设备使用各种油料, 如果油料洒落在混凝土表面及底部, 将对沥青混凝土产生严重的影响。清理油污步骤如下: (1) 在污染的表面铺上干燥的沙子, 让油污吸附在沙子上; (2) 清理吸附过油污的沙子; (3) 用加热器烘烤残留的油污; (4) 刮起被污染的混凝土表面。
6 应注意的质量要求
6.1 沥青混合料运输
1) 运输车辆:运输设备应保持清洁、封闭、光滑, 具有较好的保温效果, 应根据沥青混合料的拌和能力及摊铺机械的生产能力进行合理调度。
2) 运输用料次序:沥青混合料运输车辆应保温、防晒、防污染、防漏料, 先运到的料先铺, 做到按顺序用料, 每车混合料需测量和记录运至摊铺机的混合料和碾压过程中混合料的温度。
3) 运料防离析:应保证沥青混合料在卸料、运输过程中不发生离析、分层、外漏、温度损失过大等现象。在转运或卸料时, 出口处沥青混合料自由落差应<1.5 m, 以防止沥青混合料离析。
6.2 摊铺和碾压
1) 摊铺:摊铺机进行摊铺作业时, 应调整摊铺厚度, 准备好与松铺厚度相等的方木, 分别为6 cm、9.2 cm及11.0 cm, 以确保设计厚度。摊铺机熨平板应提前15 min进行加热使作业面表面平滑, 摊铺时还不得使沥青混凝土表面出现粗糙面和打滑痕迹。摊铺机行走的最佳摊铺速度以1.7 m/min, 以确保摊铺中将混合料压到90%以上的压实度。
2) 施工中沿垂直于坝轴线方向依摊铺宽度分成条带, 由低处向高处摊铺。同一条幅应连续施工, 除非因不可预见的气候变化等情况, 斜坡上不允许出现水平缝。
3) 碾压:待摊铺机从摊铺条幅上移出后, 使用SW330、总重2.95 t、碾压宽度1 300 mm。沥青混合料碾压工序应采用上行振动碾压、下行无振碾压, 振动碾在行进过程中要保持匀速, 不应骤停骤起, 振动碾滚筒应保持湿润, 水应清洁, 碾压后应及时将滚筒清理干净。
6.3 施工接缝处理
6.3.1 防渗层的施工接缝
1) 防渗层的热缝。热缝指混合料摊铺时, 相邻条幅的混合料已经预压实到至少90%, 但温度仍处于90℃以上适合于碾压情况下的接缝。防渗层的热缝处理应对先铺层接缝处层面用摊铺机将边坡压成45°斜面, 然后进行相邻条幅的摊铺与碾压。
2) 防渗层的冷缝。冷缝是指在1 d工作结束时所形成的接缝或接缝处温度低于90℃的缝, 或是某些区域的边缘, 需在日后进行摊铺所形成的接缝。接缝表面应涂热沥青处理。前一条幅摊铺时, 先利用摊铺机上振动压板压到收工前最后条幅的边界, 包括边缘与层面呈45°, 再用后续的振动碾压到离接缝15 cm处。
6.3.2 整平胶结层的接缝
整平胶结层的接缝应与层面呈45°, 施工接缝处与已碾压条幅之间应重迭碾压15 cm, 以便铺筑防渗层时有光滑的表面。
6.4 层间处理
为保证沥青面板各铺筑层间紧密结合, 须遵守以下规定:
1) 铺筑上一层时, 下一层层面必须干燥、洁净, 严禁层面泼洒柴油, 以免发生鼓泡。当层面有灰尘、泥土、散落石子等杂物时, 应用压缩空气等吹净, 原则上不可用水冲洗。
2) 在加厚层层面之上, 应涂刷一薄层阳离子乳化沥青, 乳化沥青涂层应均匀, 用量不超过1 kg/m2, 厚度不超过1 mm。应待乳化沥青干燥后再摊铺上部防渗层。
6.5 试验孔的修补
为及时检测沥青混凝土的性能, 包括容重、孔隙率、渗透系数、弯曲或拉伸等, 须在现场钻孔取芯, 试验完毕之后, 须对试验孔进行修补, 具体步骤如图1所示:
1) 把试验孔边缘切成45°形状。
2) 然后清理孔壁表面, 不留下任何杂物。
3) 涂刷冷底子油。
4) 用红外线加热器加热孔壁, 使孔壁周围温度达到10 mm深度处不低于100℃;接缝表面插入7 cm深度时的温度不低于60℃。
5) 用相同的混合料分两层回填, 每层5 cm, 均要求用手动夯击打密实并保证表面平整光滑。
7 质量记录
本工艺标准施现场应及时记录施工温度及铺筑厚度。
沥青混凝土面板 篇2
模拟混凝土路面板脱空的损伤力学
基于弹性损伤理论,并与有限元法相结合,形成损伤力学一有限元法,并自编了相应的计算程序,对沥青混凝土梁试件疲劳全过程进行了数值模拟计算与分析,理论计算结果与实际应用规律可以较好地吻合,说明本文提出的`方法可用于描述水泥混凝土材料的疲劳特性.
作 者：谢皓 唐雪松 XIE Hao TANG Xue-song 作者单位：长沙理工大学土木与建筑学院,湖南长沙,410004刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：200935(25)分类号：U416.2关键词：水泥路面 损伤力学 有限元 疲劳寿命 疲劳裂纹
沥青混凝土面板 篇3
关键词：混凝土；堆石坝；面板裂缝；对策
一般的裂缝分成结构性裂缝与非结构性裂缝，产生这两种裂缝的原因分别是温度与干缩，外在的作用。依据不同的裂缝原因，本文提出了相对的防治措施。针对非结构性裂缝，主要是运用合理的面板混凝土原料的配合比，为减小垫层的约束力，用来加强面板施工质量管理等方面。而结构性裂缝，则可以运用合理的面板裂缝和配合比，利用双层面板的技术，对面板裂缝做出相应的措施。
一、面板的裂缝分类
对堆石坝面板产生的裂缝来说，可以分成两类裂缝，即结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是因为坝体的不均匀变形导致的，而非结构性裂缝是因为混凝土本身的性能而形成[1]。
二、结构性裂缝的原因及其预防措施
1.结构性裂缝的原因
结构性裂缝形成是由于面板受外在环境的影响，外在环境主要包括坝体自重、施工期反向水压力以及其他的荷载压力等，外在环境的作用是使坝体产生不均匀的沉降，或者是横向位移，甚至会导致面板架空，这些作用荷载就会形成裂缝。面板与堆石分别是刚性体与柔性体，面板的稳定性是根据堆石体的变形决定的，所以要保证面板和堆石体变形的协调性。针对受力角度来说，面板主要承担的荷载是水的压力，平衡水的压力是挤压边墙的支持力和摩阻力。如果垫层上的挤压边墙产生应变是由于垫层、堆石的变形，那么就会导致面板内部的应力重组，从而会在一定程度上产生结构性裂缝。结构性裂缝是造成面板后期规律性开裂的主要因素。
2.结构性裂缝的预防措施
造成面板结构性裂缝的发生基础在因为浇筑初期时产生的微小裂缝，其受坝体不均匀下降的影响，面板就会同坝体脱节，但由于面板的承受力度较大不会完全与坝体变形，但内部会发生应力重组，刚开始时细小的裂缝可能会发展成贯穿性的裂缝。这对工程的质量影响要远远大于非结构性裂缝，所以应重点防治。
面板应合理分缝和配筋
因受压区与受拉区的面板分别使用宽型板与窄型板，所以要设置面板分缝，受压区要设置压性缝，受拉区要设置张性縫，压性缝间的填料要合理使用，要防止因为受压使面板上翘。除此之外，还应在面板受拉区与受压区压应力较大的部位合理分配钢筋，以提高面板的整体强度，增强极限的抗裂强度。
使用双层面板技术
把面板设置成双层板，就能有效地释放层间变形，降低面板的拉应力，这就能实现抗裂防渗的效果了。理由就是因为层间设置了中间层使两层间的约束减弱，这样就实现功能分离的作用了。双层的混凝土面板的组成一般分成沥青混凝土面板和普通混凝土面板。沥青混凝土面板主要是用来防渗抗裂的，其原因是因为沥青混凝土的极限拉应力比较大、渗透系数较小、变形性能较好，而且耐久易修；中间层的作用是用来减小摩阻力的，它能使上下层间的约束得到消除，用来抵消变形；普通混凝土面板的作用使面板的整体硬度得到提升。
优化主堆石与下游堆石的分区
尽可能的防止主堆石和下游堆石间因变形导致的不均匀。优化的措施主要包括：第一，要扩大主堆石区的范围；第二，要做成倾向于下游的主堆石和下游堆石区的界面；第三，使两区尽量使用同一种料源和同一种岩性材料，把两区合成一区[2]。
④提高堆石的压实密度
尽量提高堆石的压实密度，可利用重型压实机具来实现，从而能够使整体变形模量得到提高，可以减轻坝体的变形和基础的不均匀造成沉降。除此之外，下游的堆石区的压实密度标准应尽量接近主堆石区，使区间能够均衡，两区的变形模量差距不要过大。
⑤坝体要留有预沉降期
在进行面板的施工前，要留有一定的时间，使坝体提前进行一定的沉降，以减小后期的沉降，这种措施可以有效地减轻面板脱离问题，为避免后期沉降而引起的面板结构性裂缝。预沉降时间通常最少为90天。
⑥坝体填方全断面的均衡上升
在坝体填筑过程中，会出现坝体全断面的均衡上升，这可以有效地减少坝体因各部分的不均匀造成的变形，可以避免面板结构性裂缝的出现。
三、非结构性裂缝的原因及其预防措施
1.非结构性裂缝的原因
温差值和约束条件直接影响非结构性裂缝，混凝土面板堆石坝受温度的影响而发生变形，外界与内部的各种约束将限制它的变形，若混凝土的抗裂强度低于承载力时就会产生裂缝，一般裂缝温差的影响包括：昼夜的温差大。混凝土内部受温差的影响就会产生一定的温度值，其温度值会引起混凝土内部的各质点间的变形程度，而内部的承受力作用会导致表面裂缝，这种现象最常见的是在早期的混凝土强度较低时。季节性的温差大。季节的性温差是指混凝土形成的温度和使用期间面板的最低温度差，其温差会引起混凝土面板的整体变形，由于面板和垫层的摩阻力而产生的裂缝。而混凝土凝结过程中会出现面板干缩裂缝，剩余的搅拌与用水量会逐渐脱离，造成混凝土的体积减小，这时混凝土会发生失水干缩，这一经过，会导致水泥中的各种矿物间微观结构发生改变，并且与面板内部结构，钢筋或者面板与垫层的摩阻力的相互作用使面板内部各质点之间发生改变，最后造成表面的裂缝。
2.非结构性裂缝的预防措施
混凝土面板非结构性裂缝的预防措施是从材料与面板的施工技巧的角上来进行控制的。合理的配合比、科学的施工技巧、严格的施工管理都是避免非结构性裂缝的预防方法。
合理的利用面板混凝土的原料和配合比
第一，在固定水灰比和选定的坍落度范围内条件下选择用水量最小时所对应的砂率。为了防止混凝土在溜槽中产生骨料离析，减小模板在滑动过程中的阻力和避免面板混凝土表面产生蜂窝麻面和裂纹，通过小石与中石的掺配试验利用最大密度法测算出每个配比的紧密堆积密度，以紧密堆积密度最大的石子组合作为最优比例。引用优化混凝土级配，使混凝土的弹性模量降低，这样混凝土的抗裂韧性就会得以提高，从而就能提高混凝土的抗拉强度，并能有效地控制裂缝的发生。
第二，使用水化热较低、浓缩性较小的水泥或者是使用品质优良粉煤灰，用来减少水化热温升减缓面板内外温度的梯度，这样就能减轻内部的约束，使温度裂缝得到控制。
第三，降低面板混凝土的搅拌用水量，主要是采用利用混凝土减水剂，可以减少水泥用量，改善和易性、耐久性、不透水性和抗裂性，增加混凝土与钢筋的握裹强度，减少混凝土的干缩量，进一步的预防干缩裂缝。
第四，要提高混凝土强度与韧性，就要利用使用掺纤维混凝土。搅拌时应加入适量的聚丙烯纤维或者是钢纤维，它能提高混凝土的初裂度、拉弯强度、韧性、以及抗冻的性能等，使产生的表面裂缝和发展都能得到有效的控制。
适当的减小挤压边墙约束的作用力
挤压边墙的脱离检查要在面板混凝土浇筑前进行，并仔细处理脱离的部位，坡面的修整工作要到位，尽量使平整度达到施工的质量要求。想要使挤压边墙的摩擦系数小，那么就要减小挤压边墙对面板剪切力的作用，应可能的避免面板钢筋插入挤压边墙，并且要在面板浇筑前喷涂乳化沥青，那么挤压边墙对面板的约束力就只有有限的摩阻力，这样面板的变形约束力就会随之减小[3]。
要加强面板施工的质量管理
第一，混凝土搅拌前现场测定砂子的含水量，并由工地试验室根据砂石的含水量、配合比以及气温情况，调整水、砂石的用量。采用混凝土拌合楼进行生产，确保混合料的均匀，计量秤严格控制混合料配合比，保证搅拌时间，在混凝土出机口和浇筑现场分别进行混凝土坍落度和含气量试验检测。
第二、避免混凝土的内部产生薄弱环节，施工中需掌握好脱模时间，并在脱模后及时抹面压平，消除表面可能伤痕；在混凝土浇筑中间不能停顿，交接班时也不能有间歇（或间歇过长），如因故造成冷缝，要停下来按施工缝处理后再浇筑。
第三，适当的降低面板混凝土的进库温度，这样就能降低基础温差，尽可能的避免温度裂缝。除此之外，面板施工过程中，面板的保湿、保温、防风和养护的工作要加强控制，这样就能减小面板混凝土的干缩与温度变形，有效的降低干缩应力值与温度梯度应力。
结语
混凝土面板产生裂缝的原因有很多，要针对产生裂缝的各种影响因素采取有效的措施。使用雙层面板技术，优化主堆石与下游堆石的分区，适当的提高堆石的压实密度，合理的利用面板混凝土的原料和配合比，适当的减小垫层约束的作用力，最后还有加强面板施工的质量管理，这样混凝土面板产生裂缝就能得到有效的预防。
参考文献：
[1]马君寿.混凝土面板堆石坝面板发生裂缝问题刍议[J].大坝与安全，2010，（Z1）：1-6.
[2]蒋国澄.混凝土面板堆石坝的面板裂缝问题[J].水利管理技术，2009，（04）：10-15.
沥青混凝土面板 篇4
沥青混凝土面板具有优异的防渗能力,国内外很多采用沥青混凝土面板的工程已能做到几乎没有渗漏。在我国,水工沥青面板防渗工程屈指可数,与水利水电工程建设现状很不相称。
沥青混凝土面板这一性能优异的水工材料,在我国并没有得到充分利用。但近年来,随着张河湾、宝泉、西龙池等水利水电工程的建设,这种状况已有所改观。2007年完工的宝泉水库沥青混凝土面板工程,是国内施工单位独立完成的第1个大型沥青混凝土面板工程。2011年,呼和浩特抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板工程开工建设,开启了水工沥青混凝土在高寒地区应用的新篇章。该工程开工之前,科研单位对防渗层进行了较为深入的抗冻性能研究,为工程的顺利实施奠定了坚实的理论基础。由于整平胶结层没有关于抗冻方面的指标要求,在施工期间,难以确认整平胶结层暴露过冬是否会被冻坏。2012年6月,该工程库内摊铺施工全面开始,但由于多种原因,在入冬前未能全面完工,导致整平胶结层暴露过冬。2013年开春复工前检查发现,斜坡部位的整平胶结层局部出现了不同程度的裂缝。
2 胶结层裂缝详情
呼和浩特抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板工程,库内摊铺施工于2012年6月开始,同年11月,由于天气转冷,停止施工。2012年,整平胶结层摊铺完成量约占全库面积的82%,库底基本完工,库坡完成约70%,库坡大部分于10月25日后完工。此施工时段,气温均低于相关规范的要求(规范规定不得低于5℃)。但此时段通过采取相应的保温措施,施工沥青混凝工面板时,摊铺温度及碾压温度基本满足规范要求。2012年11月,该地区进入冬季时段,参建方对整平胶结层是否需要越冬保护进行了研讨及室内研究试验。初步试验结果表明,冻融循环后,整平胶结层试件不会发生疏松破坏。工程建设单位采纳了沥青混凝土具有良好自愈性、整平胶结层开裂可通过二次加热夯实处理的意见,最终决定在冬季不进行保温处理。
2013年3月初,建设各方对沥青混凝土面板进行了详细的普查,发现库坡整平胶结层在一些区域出现裂缝,裂缝走向有横向、纵向、斜向等,裂缝长几米至数十米不等,裂缝开裂宽度为0.3~3.0 cm。经详细统计、分类,裂缝数量为369条(后期检查又发现新增49条裂缝),其中横缝290条,纵缝79条。横向裂缝主要分布在库坡北侧直线段,横向裂缝最长约30 m,纵向裂缝最长约20 m,裂缝深度大部分为1~4 cm(整平胶结层设计厚度为8 cm)。图1为整平胶结层面板裂缝照片。
3 质量检测与分析
2013年3月初,对库坡已摊铺的整平胶结层区域进行了钻孔取芯检测。按区域划分为5个取芯区域:库坡北侧试验段、库坡北侧直线段、库坡东侧直线段、库坡东侧与大坝之间、库坡北侧直线段下部。
首次取芯30个进行全指标检测,并按防渗层冻断试验方法进行冻断试验。从检测结果来看,芯样100%完好,芯样密度为2.21~2.28 g/cm3(其平均密度为2.25 g/cm3);库坡东侧与大坝之间芯样的渗透系数为0.34×10-2 cm/s,满足设计要求(10-4~10-2 cm/s);库坡北侧直线段下部芯样渗透系数为1.5×10-2 cm/s,大于设计要求;整平胶结层试件冻断温度-21.7~-19.3℃,冻断应力2.81~3.12 MPa,整平胶结层沥青混合料性能指标均满足设计要求。
图 1 整平胶结层面板裂缝
第2次加密取芯72个,主要目的是检测厚度,取芯位置主要选在条带起伏较大的凹凸部位及裂缝集中部位。整平胶结层厚度检测结果为:西侧坝坡部位最大值11.0 cm、最小值6.1 cm,平均值8.57 cm,合格率78.9%;主坝部位最大值12.1 cm、最小值5.0 cm,平均值9.06 cm,合格率66.7%;东段部位最大值12.6cm、最小值2.4 cm,平均值8.46 cm,合格率71.4%;北侧坝坡部位最大值10 cm、最小值3.9 cm,平均值6.55 cm,合格率21.7%。斜坡整平胶结层摊铺厚度存在一定偏差,尤其是北侧岩坡段。造成厚度不足的原因主要是垫层料填筑起伏差过大,摊铺机随垫层料起伏变化而忽高忽低,造成凸起部位厚度不足。
4 裂缝成因分析
通过观察裂缝类型、裂缝出现的部位,翻阅施工记录、质量记录、检测数据等资料,并多次邀请国内相关专业人士进行研究分析,最终认为整平胶结层出现裂缝是多因素造成的,现分析如下。
4.1 基础类别
整平胶结层的垫层基础有岩石开挖边坡与坝体填筑边坡之分,故本库坡产生裂缝的部位有两类。岩石开挖边坡范围的整平胶结层,除初期摊铺的7个条带试验段有85条裂缝自上而下密集分布外,大多是上部横缝、下部鼓包的状态;坝体填筑边坡范围大多是上部裂缝多、中部裂缝较少,其中库底高程以下为填筑体的库坡,裂缝密布于上中部。以上内容说明岸坡裂缝的状态与垫层基础的类别有关。
4.2 垫层质量
根据垫层的试验成果,垫层料的粗料含量、渗透系数(包括原位渗透系数)、孔隙率等指标,在早期施工阶段均出现过不能满足设计要求的情况,施工过程中也出现过压实功能略低、孔隙率偏高等现象。这说明岸坡裂缝与垫层压实、变形、透水、积水等有关,尤其是压实后缺少自行沉降固结的时间,造成后期垫层可能出现较大的沉降。
4.3 施工质量控制
碎石垫层料的施工工艺没有按原设计要求执行,在进行实用性施工小结时,未能编写施工工法认真实施。根据提供的垫层断面资料,岩石开挖边坡存在局部高差较大超挖的情况,容易引起垫层的不均匀沉降,进而对整平胶结层均匀变形产生不利影响。由于垫层料不平及不实,整平胶结层的厚度、平整度难以得到保证。垫层存在渗水的部位不能及时引排,在低温状态下出现冻胀,引起裂缝。
4.4 摊铺施工工艺
库坡沥青混凝土整平胶结层施工主要集中在2012年10月底至11月初。沥青混凝土整平胶结层施工采用斜面摊铺机,碾压采用3 t双钢轮振动碾,摊铺行走速度为1~2 m/min,摊铺后初碾温度按高于130℃控制,复碾温度按高于105℃控制,终碾温度按高于90℃控制,实际施工中摊铺后温度以及碾压温度因受气温较低及低温施工过程中保温措施不到位等因素影响,个别部位存在超标现象。初碾采用静压、复碾采用上振下不振的碾压方式,碾压速度控制在1~6 km/h。终碾采用静碾收光。沥青混凝土整平胶结层铺筑厚度(碾压后)设计要求为8 cm,实测施工铺筑厚度(碾压后)2.4~13 cm。2012年整平胶结层施工阶段,从施工单位及监理单位对沥青原材料及混合料取样结果表明,除人工砂石粉含量超标外,其余各项指标均满足设计要求。
4.5 环境低温
整平胶结层施工时段的后期气温偏低,不满足规范对外界环境气温的要求。设计提供上库区的年平均最低气温为-21℃,极端最低气温-41.8℃,冻土期长达5个月。施工日历记录表明,环境气温均不满足低于5℃的规范要求。2012年11月至2013年2月底,实测低于-21℃(年平均最低气温)的天数达50%以上;如果考虑夜间气温下降等因素,上述天数可达87%。整平胶结层取样冻断试验结果为-21.7~-19.3℃,与工地最低平均气温相近,说明整平胶结层受低温影响产生裂缝是正常的。
5 质量风险评价
检查结果表明,整平胶结层尽管存在上述裂缝问题,但主体仍质地坚实,对防渗层的摊铺施工应没有明显影响,这与室内进行的整平胶结层沥青混凝土冻融试验结果是一致的。但是,应注意整平胶结层现有裂缝对防渗层的不利影响。
水库运行时,冬季温度应力的影响是常年存在的。当冬季来临,库区面板温度不断降低时,整平胶结层现有裂缝的缝宽将随着温度降低而逐渐加大,并将对裂缝所在部位的防渗层面板底面施加局部拉应力,该拉应力将对面板防渗层的低温抗裂能力产生不利影响。垫层料变形导致整平胶结层缝宽加大也会有类似的不利作用,但垫层料的不利影响会随着时间推移逐渐减小。当这些不利影响与可能发生极端最低气温共同作用时,防渗层面板可能会产生由整平胶结层裂缝张开引发的反射裂缝。可见,在处理整平层裂缝时,要充分考虑如何杜绝反射裂缝对防渗层的不利影响,待水库蓄水后,对防渗层面板还需加强观测检查。
6 处理方案的研究确定
2013年初提出了裂缝分类、分阶段处理方案,现介绍如下。
6.1 裂缝严重密集部位处理
对裂缝分布较密集的场内斜坡试验段 (7个条带)及东南侧圆弧段裂缝集中部位的整平胶结层,全部挖除,然后重新摊铺整平胶结层。
6.2 其余部位处理
1)横向裂缝宽度较小,裂缝两侧无明显错台,直接采用热沥青灌缝、压实处理;2)对于宽度较大的横向裂缝,且有明显的错台并跨越条带,在裂缝两侧挖除宽度不小于50 cm的条带,重新铺筑碾压,并严格按“沥青混凝土施工技术要求”的相关规定做好冷缝处理;3)条带间纵向裂缝,当裂缝宽度较小时,按照设计要求的整平胶结层施工冷缝处理的原则,进行红外线加热重新处理;4)所有裂缝在进行防渗层施工前,在裂缝部位(裂缝两侧各25 cm)敷设防裂土工布。图2所示为库坡整平胶结层裂缝处理方法。
7 处理过程及检测结果
按照裂缝处理方案,对整平胶结层沥青混凝土裂缝缺陷进行了处理,具体结果为:
1) 对裂缝密集部位的整平胶结层采取挖除处理措施,先后挖除24#—30# 条带、172#—178# 条带、92#条带、140# 条带、244# 条带、344# 条带。上述条带共挖除整平胶结层面积约5 600 m2,挖除后,重新对垫层料进行整平、碾压、喷乳化沥青。验收合格后重新摊铺整平胶结层。通过挖除上述条带,共处理裂缝225条。
2)其他部位裂缝采取灌缝处理方式,灌缝材料为普通热沥青,灌注后,对裂缝两侧25 cm范围内敷设防裂土工布,共处理裂缝193条。裂缝采取逐条处理、逐条验收的方法,主要根据裂缝宽度、裂缝类型分类进行处理,处理原则为:1宽度小于0.5 cm的施工接缝,直接采用红外加热使裂缝融合;2宽度小于0.5cm的其他裂缝,将裂缝开口处凿开大于0.5 cm(深度不大于2 cm),灌注热沥青;3宽度大于0.5 cm的裂缝直接灌注热沥青;4所有裂缝在防渗层施工前,在裂缝两侧25 cm范围铺贴防裂土工布。
裂缝的检测:裂缝处理完毕后,在监理、业主的见证下进行取芯,观察芯样上沥青材料的粘结情况。本工程共取芯28组,经检查,灌注沥青充填密实,裂缝处理符合要求。图3(左)为取芯现场,图3(右)为裂缝处理后所取芯样。
图 3 取芯现场(左)及裂缝处理后芯样(右)
对整平胶结层沥青混凝土面板缺陷按照处理方案进行挖除返工或修补处理后,监理工程师组织进行四方联合验收,认为整平胶结层沥青混凝土面板缺陷经处理后质量合格,满足设计的各项指标要求。
8 结语
沥青混凝土面板堆石坝具有较好的防渗效果,在已建工程中绝大多数运行良好,未出现险情。国内外类似工程中,裂缝一般分为两类:一类是发生在水库第1次蓄水时,常与大变形有关;另一类发生在沥青混凝土使用寿命期间,通常和沥青老化有关。本工程沥青防渗面板是国内第1个在高寒地区跨年度施工的水工沥青混凝土面板工程,在建设期内整平胶结层越冬后出现裂缝,给工程建设提出了难题,也为水工沥青混凝土的发展研究提出了新的课题,建设者们齐心协力、攻难克坚,最终将问题有效解决,不留隐患,为水库安全蓄水奠定了坚实基础,其中的工作思路、方法以及处理经验,值得在类似工程中借鉴。
摘要：分析了呼和浩特抽水蓄能电站沥青防渗面板整平胶结层出现裂缝的原因,提出了分类别处理裂缝方案,包括挖除重铺、沥青灌缝及表面粘贴无纺布等,最终将裂缝有效处理,避免了整平胶结层裂缝对防渗层的不良影响。
沥青混凝土面板 篇5
水泥混凝土路面板底脱空区的处理措施
结合水泥混凝土路面工程,分析路面板底出现脱空区的`原因,寻求处理脱空区的方法,根据压浆补强原理,提出压浆材料的选用、压浆工艺以及压浆质量控制要求与检测方法.
作 者：王春玲 作者单位：河南路桥建设集团有限公司,河南,商丘,476000刊 名：中国科技博览英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：“”(7)分类号：U4关键词：桥头搭板 水泥砼路面板 脱空区 压浆技术
沥青混凝土面板 篇6
在旧水泥混凝土路面白改黑的工程实践中,传统的处理方法是将旧水泥路面层剔出后重新修筑沥青路面,这样势必产生大量的废弃破板。由于废弃路面板的大量堆置,将会造成永久性的占地和环境污染等问题。如果采用现行破碎设备将旧水泥混凝土路面板重新破碎、筛分,生产符合规范要求并且满足一定性能指标要求的再生集料,重新加以利用;这样不仅解决了废弃水泥路面板的堆放和运输问题,而且能够保护环境,节约资源,必将产生明显的经济效益和社会效益。目前,旧水泥混凝土回收利用的研究已经有很多成果[1],但是大多成果主要集中于再生集料用以铺筑沥青路面和路面基层的可行性探讨和施工质量控制[2]。对于旧水泥路面板再生集料半刚性基层沥青路面的路用性能发展预测研究较少,尤其是新建或改建路面结构性能对于再生集料的敏感性分析更少。
本次研究中,以广西某实际工程为依托,作为再生集料的来源,试验室内进行再生集料的的相关试验。在验证旧水泥路面板再生集料应用于高等级公路半刚性基层可行性的基础上,通过AASHTO 2002 M-E PDG对再生集料半刚性基层沥青路面进行性能预测,讨论其设计的可行性,从而在实际工程应用中为初步路面结构方案的设计提供依据。
1 再生集料半刚性基层材料设计
1.1 再生集料的技术性能
压碎值、洛杉矶磨耗值、坚固性、针片状含量等指标,主要用来表示路面基层或底基层粒料的力学性质[3]。表1为采用普通颚式轧石机通过控制最大粒径的方法加工而成的再生集料和普通碎石集料主要路用指标试验检测结果。
从表1主要路用指标试验检测结果对比可以看出;和普通集料相比,再生集料压碎值、洛杉矶磨耗值指标偏大。分析其原因,可能是由于再生集料表面附着有旧混凝土砂浆,导致其密度较小,压碎值、洛杉矶磨耗值指标偏高。
1.2 再生集料的级配组成
考虑到这是一项旧水泥混凝土路面板材料的回收再利用,当大多数粒径符合要求的前提下,为使破碎的再生集料能够满足规范要求的颗粒级配组成范围,可以在实验室内根据《规范》[4]推荐的中值进行各档集料的掺配。再生集料合成级配曲线见图1。
1.3 再生集料半刚性基层性能试验
1.3.1 原材料
试验中采用的集料全部来源于旧水泥混凝土路面板再生集料,实验室内通过控制最大粒径的方法采用颚式破碎机对路面水泥混凝土块进行破碎所得。水泥采用广州石井水泥厂生产的石井牌P.O32.5水泥,主要技术指标见表2。
1.3.2 再生集料击实试验
参照《公路工程基层施工技术规范》并结合工程实际施工经验,初拟定水泥剂量为4%、5%、6%。以标准重型击实试验方法分别进行击实试验,然后确定再生集料的最大干密度和最佳含水量。表3为由三种水泥剂量的击实曲线分别确定的最大干密度和最佳含水量结果。
1.3.3 水稳再生集料7 d无侧限抗压强度试验
按照《规范》[5]要求进行7 d无侧限抗压强度实验,经测得的7 d无侧限抗压强度结果见表4所示,表4为规范要求7 d抗压强度指标。
根据表4试验结果和规范要求7d抗压强度指标对比来看,三种不同水泥配合比的水稳再生集料在强度指标上均能满足高等级公路底基层的路用要求,说明采用再生混凝土轧制的粒料替代天然集料用于高等级公路底基层在强度上可以达到底基层材料的要求,使用效果与普通碎石材料没有本质上的差异。
2 再生集料半刚性基层材料参数测定
在本次研究中,按照规范中提供的顶面法要求进行室内抗压回弹模量试验。试件的成型和养生与无侧限抗压强度的方法相同,对三种不同水泥剂量相同级配的再生集料在最佳含水量下成型的试件养生至规定龄期后,分别进行室内抗压回弹模量试验的试验结果如表5所示。
从表5室内抗压回弹模量试验结果来看,三种水泥剂量再生集料半刚性基层回弹模量呈现上升的趋势,但差别并不显著。
3 再生集料半刚性基层材料沥青路面性能预测
3.1 初拟新建路面结构
本研究所依托的项目为既有道路的改扩建工程。原有道路设计速度为120公里/小时的六车道高速公路水泥混凝土路面,路基宽度33.50米,现将其加宽改建为路基宽度42米的双向八车道高速公路沥青路面。加宽新建沥青路面初拟路面结构如图2所示。
3.2 新建沥青路面性能预测
对于广西沿海高速公路新建再生集料半刚性基层沥青路面,其设计年限为15年;设计初期年平均日交通量按工可报告中路段交通量预测结果取全线平均(折算为小客车)为24 803辆/日;据交通量检测报告预测的各年交通量增长率,计算出年平均交通量增长率为7.5%;调查分析双向交通的分布情况,依据车道数,交通量车道分配系数取为0.25;各结构层材料相关性能设计参数可参照以上试验结果和交通行业标准取得。现运用AASHTO 2002 M-E PDG对上述水泥掺量为5%的再生集料半刚性基层沥青路面进行相关路用性能预测,可靠度水平设为90%。对设计年限内沥青路面损坏状况(疲劳开裂、温度开裂、永久变形)以及平整度IRI的预测结果分别见图3～图7所示。
从图3～图7的预测结果显示来看,对于设计年限内沥青路面性能的永久变形、疲劳变形、以及受温度影响的相关变形情况均是在满足设计要求的合理范围内。上述试验预测结果说明旧水泥路面板再生集料用作新建沥青路面基层的路面结构组合初步设计是合理可行的,而且新建沥青路面表现出良好的路用性能。
4 结论
再生集料在道路基层中的应用是解决水泥混凝土道路改建时产生的废弃混凝土再利用的一个有效途径。为探究旧水泥路面板再生集料半刚性基层沥青路面的路用性能,通过实验室内相关实验得到材料的基本性能参数,然后在可靠度水平下运用AASHTO 2002 M-E PDG对新建再生集料半刚性基层沥青路面进行路用性能预测,可得到如下结论。
(1)利用普通颚式粉碎机破碎得到的再生集料外形不是很理想,但通过在实验室内根据规范要求进行各档集料的掺配,根据规范推荐的中值来调整旧水泥混凝土路面破碎后再生集料的配合比。严格控制旧水泥路面混凝土破碎时所得再生集料的粒径大小,利用废弃道路水泥路面板完全能够设计生产出满足高等级公路底基层路用技术要求和级配要求的再生集料。
(2)利用再生混凝土通过水泥进行稳定的沥青路面基层显示出良好的性能,路用指标完全满足在高等级公路现行规范对道路基层的要求,将其应用于高等级公路基层在技术上是可行的。
(3)根据在可靠度水平下运用AASHTO 2002 M-E PDG对新建沥青路面结构进行性能预测,再生集料半刚性基层沥青路面初期预测结果显示良好的路用性能,说明初拟新建沥青路面结构是合理的。
参考文献
[1]罗蓉,冯光乐,凌元清.再生水泥混凝土研究综述.中外公路,2003;23(2):1—4
[2]张超,丁纪忠,郭金胜.废弃水泥混凝土再生集料在半刚性基层中的应用.长安大学学报(自然科学版),2002;22(5):1—4
[3]JTG034—2000,公路路面基层施工技术规范
[4]JTG D50—2006,公路沥青路面设计规范
沥青混凝土面板 篇7
1 工程概况
某水电站装机容量49.5MW, 属中型Ⅲ等工程, 工程主要任务是发电。该水电站枢纽工程大坝为混合坝型, 由右岸混凝土砂砾石面板坝与左岸混凝土重力坝组成。混凝土面板坝总长970m, 最大坝高37.6m, 坝顶高程1320.6m。水库正常蓄水位1316m, 总库容0.506 亿m3, 其中调节库容为700 万m3。
2 裂缝处理的施工方法
针对高程为1290 到1317.6 米面板, 如果它所出现的混凝土裂缝宽度已经超过了0.2 毫米, 通常要采用的是双层处理的方式。首先是要对裂缝内部使用水溶性聚氨酯进行化学灌浆, 之后再对其表面涂抹弹性聚氨酯涂层材料对其进行有效的处理, 然后再再裂缝表面的位置进行封闭式的处理。如果板的高度没有超过1290 米或者是出现了趾板混凝土裂缝现象, 一定要使用以下两种处理方式。一种是化学灌浆处理, 一种是表面封闭处理。
3 施工材料与设备分析
3.1 水溶性聚氨酯
从实践来看, 这种施工材料主要构成成份是异氰酸酯、以及水性聚醚等物质, 而且二者经加工合成后形成灌浆材料;上述材料一遇到水就会分散、乳化, 然后凝胶固结, 因此与混凝土之间会产生非常强大的黏结力, 从而起到止水、补强等作用。同时, 该施工材料可在多数水中实现固化, 而且固结体具有非常大的弹性和抗渗性。
3.2 封口材料
该材料的配合比例应当控制在以下氛围之内, 即水泥:丙乳:砂:水分别是1∶0.3∶2。施工中用到的砂应当用2.5mm孔径的筛子进行筛检, 而且水泥一般采用的是42.5 型号的普硅水泥。
4 施工质量管理
4.1 裂缝化学灌浆施工工序
通常情况下, 混凝土裂缝灌浆施工中主要包括骑缝和斜孔。而在该工程当中, 布孔的方式采用的是斜孔, 斜孔布置方式中孔之间的间距通常和孔缝的通常程度有着十分密切的联系, 布孔的过程中, 其间距应该控制在15 到25 厘米之间。在施工的过程中要保证垂直距离负荷施工的要求, 一般情况下, 垂直距离至少应该是混凝土厚度的三分之一。在钻孔施工彻底结束之后, 应该及时的将孔中的碎末清洗干净, 同时还要做好钻孔的清洁和疏通工作, 在施工中通常采用的是带压的喷壶和空压机洗孔, 这样可以实现非常好的施工效果。
4.1.1 封孔修正施工工艺。4.1.1.1 清孔施工。施工中, 如果浆液固化已经完全结束之后, 要将裂缝表面的止水针头缓慢的取出, 使用专业的清理工具把孔壁四周存在的浆液迅速的处理干净, 其具体的深度也应该予以严格的控制, 通常不能小于5 厘米。4.1.1.2 配制封孔材料。按照设计的相关要求称取适量的材料, 不同的材料要分别摆放。把水和丙乳按照恰当的比例混合起来, 同时还要保证材料的均匀程度。4.1.1.3 封孔修整。在施工的过程中可以将已经调配好的材料填入到孔缝当中, 这样就可以有效的保证其填充的密实程度。在压实4 个小时之后就会终凝, 这个时候需要施工人员对其进行喷水养护, 养护的时间必须要在一周以上。
4.1.2 检测。在检测工作中要注意的有两点, 一个是裂缝要采用随机抽样的方法, 同时还要切实的保证浆液饱满密实。其次就是在压水实验的过程中一定要将压强控制在合理的范围, 之后才能对吸水量进行详细的检查。
4.2 裂缝结构的表面封闭操作施工
4.2.1 清洗与打磨作业。在施工的过程中一定要按照裂缝的处理标准和要求对裂缝的位置进行设置和处理, 如果在处理的过程中发现多个裂缝的位置都是比较接近的, 就可以将这些裂缝作为一个统一的整体来对待。首先是对灌浆材料是环氧树脂的裂缝应该用抛光机进行适当的打磨处理, 其打磨的深度应该控制在1 毫米左右, 土层还要用切割机进行适当的处理, 和四周的混凝土表层应该形成一个相对比较平稳的过渡地带, 用毛刷和吹风机等对其进行清洁的处理, 然后再用丙酮对其进行深度的清洁。其次是对灌浆材料是水溶性聚氨酯的裂缝应该用腻子刀将渗出的浆液进行清理, 之后再用抛光机对其进行打磨和抛光。
4.2.2 界面剂的涂刷。本工程施工过程中, 所采用的主要是环氧树脂类界面剂, 其操作速度应根据该材料的实际凝结时间、裂缝位置的涂刷速度来确定, 界面剂涂刷厚度控制在0.1~0.2mm, 要求涂刷均匀。界面剂涂刷后待其表面不黏手却未完全固化为宜, 此时可进行下一道施工工序。
4.2.3 封闭材料的配制。根据施工速度及材料的凝结时间由专人按要求的比例准确称量, 并搅拌均匀后方可使用。
4.2.4 涂刷封闭材料对混凝土面板裂缝涂刷处理:单一裂缝时, 涂料覆盖裂缝及左右各外延伸10cm;多条裂缝之间的距离如果较小, 则要求涂料涂刷均匀平整无气孔, 涂刷厚度为1.0mm。
4.2.5 封闭涂料施工检查。实行全过程质量检查, 主要检查涂刷厚度和黏结强度, 每涂刷200m进行一次检查并由现场监理监督执行。 (1) 在附近同等环境条件下选取1.0m左右进行刮涂, 15d后强度达到要求最终强度的70%以上后可进行黏结强度检测。 (2) 在1.0m的检测区域内, 选取3 个位置进行黏结强度检测, 每处用专用刀切透涂层至混凝土面, 切缝形状为直径为5mm圆形。 (3) 将标准钢块 (直径为5mm圆形) 用专用胶黏贴在测试位置, 24h后采用黏结强度测试仪进行检测。 (4) 黏结强度测试结果以平均值R表示。黏结强度测试结果以平均值计算公式为:
R=P/A
式中:R为黏结强度, MPa;P为试样破坏时的荷载, N;A为钢标准块黏结面积。
5 处理效果
该水电站混凝土面板裂缝经过上述工序处理后效果较好, 封堵材料与混凝土形成很好的黏结, 肉眼观察无明显裂缝, 经处理后的裂缝混凝土整体强度满足设计要求。
6 结论
在水利工程施工的过程中, 砂砾石混凝土面板坝面板是一个比较薄弱的环节, 这一环节因为混凝土的存在使得其在施工和使用的过程中会出现非常明显的裂缝现象, 这一现象如果不能得到及时有效的控制, 就很有可能会出现非常严重的质量隐患, 所以必须要采取有效的措施对其进行处理, 保证工程功能的充分实现。
摘要：砂砾石混凝土面板施工是一个对施工技术要求比较高的工程项目, 它的建设质量直接影响到了水利工程的运行质量和运行安全。在混凝土面板裂缝处理的过程中, 采取此项措施来保证材料选购的规范性, 对施工的质量进行严格的管理, 同时还要注意养护工作的质量, 就可以有效的提高混凝土面板自身的稳定性和安全性。本文主要分析了对砂砾石混凝土面板坝面板裂缝的处理, 以供参考和借鉴。
关键词：砂砾石,混凝土,面板,坝板裂缝,施工工艺
参考文献
[1]邵明贵, 何忠富, 王立明.混凝土面板堆石坝面板裂缝处理技术[J].黑龙江水利科技, 2010 (3) .
沥青混凝土面板 篇8
某面板坝最大坝高71.8m，坝顶长878m，砼面板最大斜长115.6m，面板总面积7.543×104m3。坝顶处面板厚度为30cm，自坝顶向底部的面板厚度计算式为T=0.3+0.003H (m) 。全部面板划分为71块，其中河床部位57块的每块宽度为14m，两岸部位置14块的每块宽度为7m。面板砼设计强度为R2830MPa, D300, S8。面板立筋布置于板厚中间，为双向配置钢筋，周边缝和板间缝部位布设上、下层加强筋，全部面板共设钢筋450t。面板垂直缝间设有两道止水，即W型铜止水片和丁型橡胶止水带。
面板砼采用无轨滑模施工工艺进行施工。按照板块划分，施工自有良好运输道路的左岸向右岸依板块跳仓浇筑。
2 施工技术
2.1 无轨滑模模具
该工程自行设计，制作的无轨滑模模具，根据砼面板板宽，分为14m、7m板宽两种。滑模设施主要包括滑动模板、侧模板、各种专用运输台车、砼运输机具和提升运输机具等。其中滑动模板和侧模为主要设计、制做项目。滑动模板在结构上，为节约材料轻巧，采用析架式骨架结构，由中63.5×5钢管焊制，每棍析架高0.61m，长15m (14m板宽面板) ，析架间中心距0.4m，共4榻精架，各榻析架间采用连系杆连接，滑模面板采用10mm厚钢板，与骨架焊接连接。呈水平状态的工作平台利用50×5等规格角钢与骨架连接形成。滑动模板面板尺寸为宽×长=1.6m×15m。14m板宽滑动摸板本身自重为4.032t，在同类模具中，属结构重量较轻者。施工过程中，为克服流态砼产生的浮力，利用钢材或钢筋进行配重。滑动模板结构见图1。
为减少侧模变形，保证砼面板板块的外形尺寸，侧模采用50×5角钢焊成框架内贴5cm厚木板的钢木混合结构。同时，为确保其侧向稳定，背面设有角钢焊制的三角架支撑，并与打入垫层内的插筋连接固定。考虑施工方便，侧模以2m长为一节，在现场拼接接长，并随着接长变换高度。每套倒模均可拆卸运至其它待施工板块周转使用。
滑模模板由布设在坝面上的2台5t卷扬机牵引。卷扬机由埋入坝体堆石内的简易地锚固定。
2.2 关键施工工艺
2.2.1 周边缝处理
为保证趾板与面板能较好地结合，周边缝部位采用了沥青砂垫层。为施工沥青砂垫层，首先，挖除该部位的碎石垫层，然后采用两种方法进行沥青砂垫层的施工。一种方法是现场拌制后直接灌注，一种方法是以预先制成沥青砂预制块，现场安装预制块后，再在各块间隙处灌热沥青。
2.2.2 板间缝施工
板间缝处均用水泥砂浆找平垫层表面，然后在砂浆垫层上用低标号沥青贴PVC垫片，再在其上安装板间缝“W”型止水铜片。止水铜片采用卷材，利用自制的止水铜片成型机现场压制。
2.2.3 侧模支立
先施工固定测模三角架插筋，然后采用坝坡运输台车运输侧模至安装现场，自下而上逐节拼接。并且每块面板的侧模均一次支立到顶。
2.2.4 钢筋绑扎
利用设置在坝顶面的卷扬机牵引台车运输制作成型的钢筋至工作面，操作人员现场安装。
2.2.5 吊装滑动模板
采用设置在坝面上的45t汽车起重机将滑动模板从已浇筑结束的板块吊至待浇筑施工板块顶部，用卷扬机从顶部沿侧模放至底部就位。
2.2.6 安装溜槽
溜槽为3mm厚钢板压制的“U”型槽，槽宽60cm，每节长lm，一各节之IbJ采用挂勾连接并与钢筋网连接固定。根据滑模对砼强度需要，14m板宽设三道溜槽，7m板宽设二道溜槽。
2.2.7 面板砼浇筑
混凝土运输由6m3混凝土搅拌车从大坝下游混凝土拌和站取料运输至坝顶面，经溜槽入仓。
为适应滑模施工需要，砼采用薄层浇筑，每层浇筑厚度为25～30cm，人工摆动溜槽，将砼均匀撤布在仓内。振捣器选用软轴振捣器，振捣时间根据砼泛浆程度决定。
面板模体提升前，首先清除模板前沿超填混凝土，以减少提升阻力。模体的提升应本着勤动少提的原则进行，每浇完一层提升一次，每次提升高度为30cm左右。
提升时保持模体两端匀速平稳上升，控制最大提升速度不超过3m/h。提升速度随砼的坍落度，砼凝固状态和气温等情况进行调整。
2.2.8 砼面层保护
对脱模后的面板砼表面，应及时进行人工修整，压平和抹面。滑模提升后，新浇的砼面露出，为防止砼初凝前表面水量散失过大，在滑模抹灰平台后拖一块宽度同面板宽的塑料布遮盖砼表面。砼达到初凝后，及时覆盖草帘，并连续洒水养护。
3 面板砼的防裂措施
砼面板堆石坝施工实践中，面板砼施工期裂缝是经常发生的质量问题，如果处理不好裂缝问题，不仅会影响面板坝的正常运行，而且会危及坝体安全。分析面板砼产生裂缝的原因主要是温度变化引起的拉应力，拉应变超过砼自身的抗拉强度或极限拉应变所致。由于坝体填筑质量不高导致坝体不均匀沉陷变形，也是产生面板砼裂缝的常见原因。解决和防止坝体不均匀沉陷变形产生面板裂缝的措施就是加强坝体填筑的质量控制，提高坝体填筑密实度。对于防止温度变化产生裂缝的途径，综合有关文献资料，是提高砼自身的抗裂能力及减小导致裂缝的破坏力两个方面。这些措施反映到面板砼的施工技术上，主要为以下措施。
3.1 选择合适的砼配合比
选择合适的砼配合比，提高砼自身的抗裂性能是保证砼质量的重要措施，也是砼防裂、抗裂的重要前题。
3.2 选择有利的砼浇筑时间
选择有利的砼浇筑时间对防止或减小温度及干缩裂缝是十分有效的。砼的浇筑应避开高温季节，对于北方寒冷地区还应避开负温季节。一般在月平均气温5～22℃的低温或常温时段浇筑为宜，还宜选择空气湿度较高，甚至是阴雨连绵的季节，以便有利于防止干缩裂缝。例如福建万安溪面板坝，依据当地气象条件，安排在2月、3月和11月下旬、12月浇筑面板，月平均气温12.7～16.7℃，气温适宜，湿度较高，且时常阴雨，自然养护条件较好。而该面板坝则选择温度适宜的5月、6月、7月上旬和10月，浇筑面板，温度较为适宜，但由于北方少雨干燥，只好加强洒水养护多以保持湿度。
3.3 采取适当的温控措施
尽管砼面板厚度较薄，有利于矽水化热的消散，但对环境温度的变化却非常敏感，所以有必要采取简便的温控措施，如高温时的遮阳或加冰拌和，低温时的加热水拌和及对骨料预热等。
3.4 及时的养护和防护
面板的养护和防护主要有保温，保湿、防风等方面，对于寒冷地方还要特别注意防寒潮和防冻。
3.4.1 保温
面板表面保护是防止温度裂缝有效而重要的措施之一。外界气温骤降，寒潮袭击，表面保护拆除及连续高温日晒后的降温等情况，都会使面板表面温度急速降低，产生很大拉应力而导致面板裂缝。表面保护的作用就在于降低面板表面的热交换系数，降低表面温度的冲击应力。寒冷地区的面板砼尤应注意表面保温工作。
3.4.2 保湿
面板长期潮湿养护对减轻收缩影响是非常重要的，尤其是潮湿养护，一直持续到水库蓄水，对防止面板裂缝十分有利。在砼滑升浇筑出模后立即用塑料薄膜覆盖保湿，砼初凝后，揭除薄膜并覆盖草袋，利用长流水养护至蓄水，对防止裂缝的产生十分有效。
3结束语
砼面板施工工艺中，已普遍采用了无轨滑模施工技术。工程实践证明，对于北方严寒地区，采取一定辅助措施可以解决面板滑模中由于气候干燥、昼夜温差较大等原因产生的砼表面裂缝问题。
参考文献
[1]华坤健.面板砼施工中的技术改进措施[J].水利水电技术, 2004 (11) .
[2]陈玉暖等.万安溪砼面板堆石坝设计及其特点[J].水力发电, 2004 (9) .
混凝土面板堆石坝发展综述 篇9
柯克先生的论文 (文献[1]) 对混凝土面板堆石坝的发展进行了全面的阐述。最初的抛投法填筑, 坝体渗水严重、变形大, 从而使混凝土面板承受过大的应力并导致压性缝开裂。
60年代初的欧洲, 随着振动碾的出现, 填筑方法由抛投法填筑转变为碾压填筑, 一些采用碾压填筑技术修建的混凝土/沥青面板坝应运而生并运行良好。
本文回顾了混凝土面板堆石坝从19世纪60年代到目前的发展史;阐述了压性缝方面的一些近期发现;论述了混凝土面板堆石坝的接缝设计并对此类型坝的未来发展提出了一些建议。
2 振动碾的发展
在振动碾出现前, 大部分混凝土面板堆石坝是采用分层抛投填筑修建的, 每层18cm~60cm, 并按照水:石=3:1 (体积比) 对抛填体进行灌水。
堆石变形大, 易造成面板开裂和表层剥落。尤其需要特别提出的是采用抛投填筑修建的混凝土面板堆石坝, 当坝高超过75m时, 将出现与趾板平行的裂缝、压性缝深度开裂。同时, 还观测到导致中部压性缝破坏的压应力和在坝肩附近产生的拉应力。
1960年Therzagui推荐使用碾压填筑技术, 这项技术的使用减小了填筑体的变形以及由于填筑体变形给面板造成的损害。50年代末期在欧洲采用碾压填筑技术修建的高、中型混凝土面板堆石坝都取得了很好的效果, 比较典型有:
然而, 振动碾是随着60年代混凝土面板坝数量的不断增加而发展起来的。振动碾开启了一扇提高堆石体密度和经济有效的使用不同材料的大门。
如今, 有不同型号的振动碾 (6t~15t) 。振动碾的定义指的是作用在光滑滚筒上面的荷载而不是指碾子本身的总重量。该荷载作用在滚筒上的力必须大于5t/m, 从而在1 400VPM~1 800VPM的振动范围之间可以得到要求的碾压密实度。
3 混凝土面板堆石高坝的发展
表1简要的概括了混凝土面板堆石高坝的发展, 从1971年澳大利亚建成的塞沙娜坝 (110m高) 到正在施工的中国的水布垭 (233m高, 2009年竣工) 。
塞沙娜坝和安奇卡亚坝的压缩模量较高 (分别在145MPa和135MPa之间) , 碾压充分、面板无损坏。
由于坝肩的几何形状比较特殊, 一些平行于趾板的裂缝出现在碾压坝体中。这些裂缝类似于抛投堆石坝体出现的裂缝。
堆石料级配对碾压坝的压缩模量至关重要。用级配均匀 (即粒径一致) 的玄武岩填筑的坝体, 空隙率很高、压缩模量低 (在30MPa~60MPa之间) 。
级配良好的堆石料, 空隙率低、压缩模量高, 压缩模量的范围在140MPa到400MPa之间, 如塞沙娜坝、安奇卡亚坝、阿瓜密尔巴坝和萨尔瓦兴娜坝。
砾石料通常级配良好、压缩模量高、面板变形小。
在确定填筑层厚, 碾压遍数, 加水量之前, 评估堆石料的压缩模量是非常重要的。
目前, 正在施工中的墨西哥的埃尔卡洪坝 (189m高) , 加水量 (>250 l/m3) , 填筑层厚0.80m~1.00m, 压缩模量为140MPa, 碾压遍数为6, 使用12t的振动碾。
4 挤压墙施工技术的使用
面板下面的过渡料——2B料 (见图3) 被詹姆斯谢拉德先生改为:最大粒径为0.08m~0.10m的破碎料、含砂率为35%~55%、通过200号筛的细颗粒为2%~10%。
使用振动碾水平碾压的2B料, 为了防止冲蚀, 沿坝体上游边坡方向需要进行额外碾压。
许多坝都受到了大雨或导流围堰可能发生的漫顶所造成的冲蚀的影响。因此, 需要用乳化沥青或喷混凝土对大坝上游面进行永久保护, 然而这样做, 既耗时、成本又高。
在巴西艾塔坝 (120m) 的修建过程中, 开发了挤压墙施工技术。挤压墙施工技术简化了混凝土面板堆石坝的施工, 具有很多优点。
现在很多国家的堆石坝都采用了这个技术, 即在过渡料上修建混凝土挤压墙 (见图4) 。这个方法的优点已被广泛的论证[4], 并在世界各地的高混凝土面板坝中得到广泛的应用。
5 压性缝的近期观察
具有低压缩模量的抛投堆石坝中出现的压性缝开裂和超应力同样在混凝土面板堆石高坝也出现了。首次压性缝开裂事件于2003年7月发生在中国天生桥一级面板堆石坝 (178m) 。2004年这条已修补过的施工缝再次开裂, 通过浇筑50mm厚的可压缩填料对裂缝进行了重新修补后, 目前没有该压性缝再次开裂的报道。第2次压性缝开裂事件于2005年9月发生在巴西的巴拉格兰德坝 (185m) 上。当时水库蓄水位已达最大水头的85%。
2005年10月, 类似的压性缝开裂也出现在巴西的坎普斯诺沃斯坝 (202m) 。裂缝损害延伸到大坝的底部, 并出现一些斜向的开裂。2006年2月, 非洲莱索托的莫哈勒坝 (145m) 也出现类似情况, 过大的压力破坏了混凝土, 直接影响了止水并导致渗漏增加。
对于高坝, 尤其是位于狭窄山谷的高坝, 如果压缩模量低, 那么面板变形将导致中部压性缝承受很高的压应力 (图5) 。
6 混凝土面板堆石高坝的设计标准
本文所讨论的设计标准指的是堆石坝的碾压标准、面板尺寸和接缝的选择标准。而对于边坡坡度的确定标准以及稳定性分析, 因为在国际研讨会上已被广泛的讨论, 因此就不在此阐述了。
6.1 堆石填筑
通常情况下, 都是按照图1中的通用体系进行堆石体的设计。2B区即垫层料区, 2B区可进行分层填筑, 层厚可根据振动碾的规格和大坝尺寸确定, 一般为0.30m, 0.40m和0.50m。如使用滚筒上静荷载$5t/m的10t振动碾, 通常的碾压遍数为4~6遍。3A区:层厚与2B料基本相同, 碾压方式同2B料相同。3B, 3C和T区的分层和碾压参数采用表2中的推荐值:
在A/H2#4的狭窄山谷建坝时, 必须加强碾压以达到高压缩模量。
A=面板的面积H=大坝的高度 (m)
6.2 混凝土面板面板
面板厚度和配筋
面板厚度按以下标准确定:
1) 堆石料级配良好、高度在120m以下的堆石坝:
采用的公式, 即:T=0.30+0.002Hm
T=厚度 (m) ;H=高度 (m)
当压缩模量低于100MPa, 建议采用公式:
T=0.30+0.003Hm
靠近坝肩区域采用双向配筋, 每个方向的配筋率均为0.5%;受压区也采用双向配筋, 每个方向的配筋率均为0.4%。
2) 堆石料级配良好、高度在120m以上的堆石坝, 采用公式:
对于高度在120m或以下的部分, T=0.30+0.002H
对于高度在120m以上的部分T=0.0045H
配筋率见1) 。
3) 堆石料级配均匀 (即粒径一致) , 高度在120m以下的堆石坝,
使用公式:T=0.30+0.003Hm
靠近坝肩区域采用双向配筋, 每个方向的配筋率均为0.5%;受压区也采用双向配筋, 每个方向的配筋率均为0.4%。
4) 堆石料级配均匀 (即粒径一致) , 高度在120m以上的堆石坝, 使用公式:
对于高度在120m或以下的部分T=0.30+0.003H
对于高度在120m以上的部分T=0.0045H
如果压缩模量低于100MPa时, 需增加中心面板厚度到:
对于高度在120m或以下的部分T=0.40m+0.003H
对于高度在120m以上的部分T=0.0063Hm
6.3 接缝
6.3.1 周边缝
使用常规周边缝, 图6是墨西哥埃尔卡洪坝 (189m) 采用的周边缝设计。
6.3.2 张性缝
采用带铜止水以及面板上部带胶粘剂的传统张性缝。
6.3.3 压性缝
采用的压性缝设计如下:
1) 保证砂浆垫层以上的理论厚度;
2) 在挤压墙内浇筑砂浆垫层;
3) 将铜止水的垂直翼檐高度减到2cm;
4) 在接缝中使用填充料, 木板或沥青板之类的填充料可减小过高的应力;
5) 取消上部V形槽或将V形槽深度减到2cm;
6) 安装防止面板开裂的钢筋;
7 结论
1) 随着碾压设备和新的施工技术 (如挤压墙) 的发展, 混凝土面板堆石坝施工技术被越来越多的应用, 它的成功应用也促进了堆石坝坝体各组成部分的创新设计;
2) 虽然混凝土面板堆石结构是安全的, 然后正如本文所建议的, 面板压性缝和中央面板的设计需要进行修改以克服近期在高坝中发现的较高的压应力;
3) 混凝土面板高坝应被整体充分碾压以增加压缩模量、减小面板变形。减小铺层厚度, 增加撒水量以及充分碾压将有助于增加堆石填筑体的密实度。
摘要：本文回顾了混凝土面板堆石坝从19世纪60年代到目前的发展史, 阐述了压性缝方面的一些近期发现, 论述了混凝土面板堆石坝的接缝设计并对此类型坝的未来发展提出了一些建议。
关键词：混凝土面板堆石坝,压性缝,接缝设计
参考文献
[1]Cooke J.Barry.美国加利福尼亚圣拉斐尔咨询工程师.混凝土面板堆石坝.编辑出版了专刊, 1984.
[2]Mendez Fidencio--埃尔卡洪坝.混凝土面板堆石坝的快速施工.水电站和大坝, 2005 (1) .
[3]Resende Fernando, Materón Bayardo.混凝土面板堆石坝过渡料区的施工技术.混凝土面板堆石坝北京国际研讨会汇编, 2000 (9) .
[4]Materón Bayardo--混凝土面板堆石坝高坝中的过渡料.水电站和大坝, 1998, 5 (6) .
[5]汇编.混凝土面板堆石坝.设计施工和运行.美国土木工程协会.底特律, 1985.
[6]汇编.高土石坝国际研讨会-混凝土面板堆石坝.北京, 1993.
[7]汇编.混凝土面板堆石坝第二次研讨会.巴西:巴西大坝委员会, 1999.
[8]2000年混凝土面板堆石坝.混凝土面板堆石坝国际研讨会汇编, 2000, 9.
南山大坝面板混凝土的质量控制 篇10
桂林南山水利枢纽工程位于广西桂林市龙胜县平等乡境内, 由于历史及地理位置的原因, 该工程是桂林有史以来规模最大的水电站, 倍受自治区党政和人民的关注, 设计的质量标准也是国内最高的。南山大坝是按抗7度地震设防和满足严寒气候条件设计的。当地冬季历史最低气温为-8.70C, 因此混凝土面板的抗冻指标要达到F150, 面板最大斜长100.8m, 一期施工, 为满足抗震要求, 面板设计为双层配筋。混凝土面板是大坝的主体工程之一, 一流的设计要有一流的施工, 确保混凝土面板工程的施工质量关系到百年大计, 因此对面板混凝土工程质量实施有效控制是保障大坝工程质量的关键所在。
2 面板混凝土的质量控制指标
根据《水工混凝土施工规范》、《混凝土结构工程施工及验收规范》和《水电工程达标投产考核办法》, 评定面板混凝土质量有多项指标, 抗压强度、极限拉伸值、劈裂抗拉强度、抗渗等级、抗冻等级、面板厚度及平整度等。
3 面板混凝土的质量控制
3.1 精心设计混凝土配合比
依据规范, 混凝土配合比应根据水灰比与强度关系曲线及经验数据进行计算和试配确定, 原材料在经济适用质量指标等方面综合考虑, 配合比设计应按抗压强度控制, 给各种原材料以量的界定。
1) 水灰比的选择。水灰比是混凝土配合比设计中的一个关键参数, 本工程试验过程中, 水灰比的选定除考虑混凝土的强度、抗渗、抗冻耐久性的等级外, 还考虑了使用的水泥品种与标号、砂石骨料的质量、外加剂的品种及掺量等影响因素。结合以往工程施工经验, 试验确定其水灰比为0.48。
2) 坍落度的选定。由于采用溜槽输送滑模混凝土的关键是混凝土坍落度的选定是否恰当, 施工应用表明, 混凝土的坍落度控制在30mm~50mm比较合适, 。这样可使混凝土更富于塑性和流动性。坍落度在30mm~50mm范围内时, 石料与砂浆粘结牢固, 浇筑的混凝土质量优良。
3) 砂率的选择。砂率是砂子质量占骨料总质量的百分率, 最佳砂率是在满足和易性条件下, 用水量最小时所对应的砂率。在固定水灰比和选定的坍落度范围内条件下选择3~5个砂率进行混凝土试拌, 试验确定最佳砂率为38%。
4) 粗骨料级配比例的选择。粗骨料级配比例对混凝土的和易性、强度和耐久性等都有较大影响, 合理的石子级配比例应是在相同体积条件下混合料的比表面积小、孔隙率小、水泥和砂子用量少、混合料密实度大、强度高。根据设计技术要求, 面板混凝土为二级配, 为了防止混凝土在溜槽中产生集料离析, 减小模板在滑动过程中的阻力和避免面板混凝土表面产生蜂窝、麻面和裂纹, 我们采用倒级配比例进行小石与中石的掺配试验, 利用最大密度法测算出每个配合比的紧密堆积密度, 以紧密堆积密度最大的石子组合 (小石:中石=50:50) 作为最优比例。
5) 掺合料比例的选择。为降低混凝土的水泥水化热温升, 减少混凝土单方水泥用量, 增加混凝土的和易性, 通过试验选用20%的来宾电厂粉煤灰做掺合料。
6) 掺加聚丙烯纤维。混凝土面板既薄又高, 防裂难度较大。劈裂抗拉试件破坏试验证明, 普通混凝土为脆性破坏, 完全断裂;而聚丙烯纤维混凝土为延性破坏, 所以聚丙烯纤维能大大提高混凝土的抗裂能力和韧性, 对克服混凝土的脆性有较理想的效果。依据设计图纸, 面板混凝土中掺入0.6kg/m3的格雷斯聚丙烯纤维。
3.2 原材料的质量控制与检测
面板混凝土原材料主要包括水泥、砂石骨料、掺合料及混凝土外加剂等, 其中水泥由业主指定供货商供应, 砂石骨料选用本工程砂石骨料加工厂生产的8#隧洞洞渣新鲜花岗岩骨料, 掺合料选用来宾电厂的Ⅱ级粉煤灰, 根据混凝土的具体技术要求和试验结果, 外加剂选用山西黄河外加剂公司生产的高效引气剂减水剂, 掺加格雷斯防渗抗裂纤维。
原材料质量控制标准:水泥采用桂林鲁山水泥有限责任公司生产的驼峰牌P.042.5普通硅酸盐水泥, 技术要求除符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 (GB175-1999) 标准外, 还要保证出厂28天强度不低于水泥标准抗压强度的1.18倍。工地试验室充分发挥职能, 首先联合物资部门对原材料进行进场验收, 审查出厂合格证和质量检验报告, 水泥运至工地应有除28天强度以外的各项试验结果, 28天强度资料在水泥出厂32天内补报;然后是对原材料按照批次、品种和数量等进行抽样检测, 结果报监理工程师审批, 对不合格产品按照“降低级使用、不能使用和退返”的方式处理。见原材料试验检验程序框图。
3.3 严把施工过程质量关
在施工过程中, 严格按照设计与施工规程规范的要求组织实施, 围绕混凝土生产和浇筑两个重点环节进行质量控制。
1) 混凝土生产。混凝土搅拌前现场测定砂石的含水量, 并由工地试验室根据砂石的含水量和配合比以及气温情况, 调整水砂石的用量。采用混凝土拌和楼进行生产, 确保混合料的均匀, 采用计算机控制的电子计重称严格控制混合料配合比, 保证搅拌时间, 在混凝土出机口和浇筑现场分别进行混凝土坍落度和含气量试验检测。2) 混凝土浇筑。浇筑现场按照板边、边角和板中的顺序进行均匀布料, 层厚250mm~300mm, 止水片周围辅以人工布料, 布料过程中不能抛掷或耧耙, 避免大骨料集中, 振捣器在模板前沿振捣, 插入下层混凝土的深度为50mm, 提高混凝土密实度, 减少混凝土的干缩变形。
3.4 深入现场, 旁站监督, 跟踪检查
面板混凝土的施工是面板工程的关键工序, 项目部组织质检及技术人员深入现场, 从开工之日起直到所有工序完工为止, 实行全天候跟踪旁站监督, 详细记录施工过程发生的问题并提出处理措施, 对每一个工序的施工工艺、测试数据进行检查和复测, 看其是否满足相应的施工规程规范的要求。在施工方法和质量控制上, 现场技术人员与监理、设计人员经常进行交流沟通, 以达成共识, 力争创造优质工程。
4 结语