黄金坪水电站沥青混凝土室内及现场摊铺试验大纲.doc
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1、四川大渡河黄金坪水电站大坝及溢洪道工程沥青混凝土室内及现场摊铺试验大纲 合同编号:(HJP/SG028-2011)批准: 审定: 校核: 编写: 江南水利水电公司黄金坪工程项目部二0一二年七月五日目 录一、 前言1二、 沥青混凝土设计配合比室内复核试验12.1 室内试验目的12.2 设计配合比参数12.3 配合比设计12.4 试验用原材料22.5 试验方法及程序52.6 试验内容52.7 试验进度6三、 沥青混凝土现场摊铺试验73.1 现场摊铺试验目的73.2 试验场地布置73.3 现场摊铺试验控制指标83.4 现场摊铺试验试验内容83.5 试验程序及方法93.6 现场摊铺试验质量安全保证措施
2、123.7 现场摊铺试验试验进度14四、 沥青砼室内及现场摊铺试验成果报告144.1 室内试验成果报告144.2 现场摊铺试验成果报告144.3 外委试验15五、 资源配置15一、 前言在沥青混凝土心墙开始铺筑施工以前,必须进行室内沥青混凝土的物理及力学性能试验、现场摊铺工艺试验,以确定施工配合比及施工工艺。这个试验过程包括两个阶段,即沥青混凝土设计配合比室内复核试验和现场摊铺试验。为了保证黄金坪大坝及溢洪道工程沥青混凝土设计配合比室内复核试验及现场摊铺试验顺利有序的实施,根据黄金坪大坝及溢洪道工程技术条款、土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则(SLJ01-88)、水工沥青混凝土试验规程(DL/
3、T5362-2006)、水工碾压式沥青混凝土施工规范(DL/T5363-2006)等相关规程规范的要求,以及三峡及冶勒工程的成功经验,特制定本试验大纲。二、 沥青混凝土设计配合比室内复核试验2.1 室内试验目的复核沥青混凝土设计配合比的合理性,根据沥青混凝土心墙的设计参数,使用选定的原材料进行多种沥青混凝土性能试验优选出合理的配合比参数,使沥青混凝土具有较好的和易性和满足设计要求的各项指标,确定现场摊铺试验的沥青混凝土配合比。2.2 设计配合比参数沥青混凝土参考配合比见表21,推荐沥青混凝土材料和配合比主要参数见表22。表21 沥青混凝土参考配合比级配指数粗骨料通过率()细骨料通过率()填料用
4、量()沥青20151052.51.250.630.30.150.075用量()品种0.4110090.177.860.547.136.628.522.117.2136.7水工沥青70号表22 参考沥青混凝土配合比的材料和级配参数级配参数材料品种最大骨料粒径(mm)级配指数矿粉含量(%)沥青含量(%)沥青粗骨料岩性细骨料岩性填料19mm0.41136.7水工70号白云岩白云岩人工砂水泥2.3 配合比设计碾压式沥青混凝土配合比设计的内容是确定粗骨料、细骨料、填充料和沥青材料相互配合的最佳组成比例,使之既能满足沥青混凝土工程技术要求又符合经济的原则。沥青混凝土配合比设计用矿料级配和沥青用量(按矿料总
5、重的百分数计)两个参数。矿料级配用最大粒径、粗细骨料的比例、填料用量三个参数来表征,使其具有最小的空隙率和最大的摩擦力的合成级配。沥青混凝土心墙工程配合比设计,采用最大密度曲线理论进行矿料级配的计算。最大密度曲线理论提出应用于实际工程中的矿料级配计算式如式(2-1)。 (2-1)式中Pi筛孔尺寸为di时的通过率(),P0.075填充料用量(),n矿料级配指数,di某一筛孔尺寸(mm),D矿料最大粒径(mm)。根据设计推荐的沥青混凝土配合比主要参数,考虑到施工过程中配合比允许的误差,即沥青用量0.3、填料用量1,在保持矿料最大粒径和级配指数不变的情况下,采用沥青用量波动0.3、填料用量波动1的方
6、式对设计配合比进行复核,以验证其合理性。经组合复核配合比共9个,其主要参数见表23。表23 复核配合比主要参数配合比编号最大骨料粒径级配指数填料用量沥青用量119mm0.41126.426.737.04136.456.767.07146.486.797.02.4 试验用原材料2.4.1 沥青沥青心墙混凝土采用克拉玛依石油化工总厂生产的SG70沥青(化工部颁布标准为2#水工沥青),沥青主要质量技术要求见表2-4。表2-4 沥青性能指标项 目质 量 要 求备 注针入度(25,1/10mm)6080软化点(环球法,)4855延度(15,cm)150密度(g/cm3)1含蜡量(%)2脆点()10含水量
7、(%)260重量损失(%)0.8薄膜烘箱试验针入度比(%)68延度(15,cm)100脆点()8软化点升高()2.7吸水率(%)2.5耐久性(5次硫酸钠溶液循环后重量损失)(%)4级其它岩质坚硬,在加热条件下不致引起性质变化2.4.3.2 粗骨料粗骨料选用康定水泥厂白云岩料生产的人工骨料,粒径2010mm、105mm,52.5mm级配应连续,质地坚硬、新鲜,不因加热导致性质变化。粗骨料的技术要求见表27。表27 粗骨料(520mm)技术要求项 目指 标比重2.7吸水率(%)2.5磨耗损失(%)1020mm352.510mm40针片状颗粒含量(%)15含泥量(%)0.3级配与沥青混凝土配比级配一
8、致,连续级配超逊径(园孔筛)(%)超径5逊径10耐久性(5次硫酸钠溶液循环质量损失)%4级其它岩质坚硬,饱和抗压强度50Mpa,在加热条件下不致引起性质变化2.4.4 过渡料取用耙丫河口天然砂砾石料源加工系统生产出的成品料过渡料。在碾压试验之前,应进行室内物理、力学性试验。现场碾压试验前,对反滤料进行室内物理、力学性试验和检测,试验用料级配应满足表2-8的要求。表2-8 过渡料技术要求过渡料相对密度Dr0.85(1)颗粒级配连续;(2)最大粒径不大于80mm;(3)小于5mm的颗粒含量不小于25%且不大于40;(4)小于0.075mm的颗粒含量不大于5;2.5 试验方法及程序沥青混凝土配合比设
9、计和室内试验遵循黄金坪大坝及溢洪道工程技术条款、土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则(SLJ01-88)、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)的要求,试验方法按水工沥青混凝土试验规程(DL/T5362-2006)及相关规程规范执行。试验项目实施的先后顺序为:1、原材料检测。2、采用合格的原材料按表23的配合比参数进行复核试验,项目包括孔隙率试验、马歇尔试验。3、分别在填料用量为12、13、14的配合比之中选取一个孔隙率最小、马歇尔稳定度、马歇尔流值均满足设计要求的配合比对渗透试验、三轴试验、小梁弯曲试验、密度试验及水稳定
10、性试验进行复核。4、沥青马蹄脂配合比试验。2.6 试验内容2.6.1 沥青混凝土原材料性能试验沥青(1组):针入度、软化点、延度、密度、含蜡量、脆点、含水量、溶解度、闪点、薄膜烘箱试验(重量损失、针入度比、延度、脆点、软化点升高)。粗骨料(3组):比重、吸水率、磨耗损失(2组)、针片状颗粒含量、含泥量、超逊径、耐久性、与沥青粘结力。细骨料(1组):比重、吸水率、耐久性、(粘土、尘土、炭块)、级配、水稳定性。填料(1组):比重、含水率、亲水系数、细度。2.6.2 沥青混凝土矿料级配及沥青用量的选择试验选定不同的填料用量(12、13、14),分别选用3种沥青用量(6.4、6.7、7.0)拌制沥青混
11、合料,并按试验规程要求制备沥青混凝土试件,进行以下几个方面的性能试验和检测:沥青混合料外观评定;沥青混凝土密度、容重、孔隙率;马歇尔稳定度、流值试验。分析试验成果,选定3种不同填料用量情况下的沥青混凝土最佳沥青用量。进行沥青混凝土的特殊力学和变形等性能的试验。2.6.3 沥青混凝土特殊物理力学及变形性能的试验用上述三种配合比拌制沥青混凝土,进行沥青混凝土的物理力学性能试验,试验项目包括:渗透试验、三轴试验、小梁弯曲试验、密度试验及水稳定性试验。2.6.4 确定用于现场试验的沥青混凝土配合比通过对比试验成果,确定2组沥青混凝土配合比,其性能满足设计对沥青混凝土的质量要求,推荐用于现场试验。2.6
12、.5 沥青玛蹄脂配合比试验设计推荐的沥青玛蹄脂配合比为沥青:矿粉:河砂1:2:1,室内复核试验时增加沥青:矿粉:河砂1:2:2、沥青:矿粉:河砂1:2:3两个配合比,对这三个配合比进行容重、密度、孔隙率、异变系数试验。通过上述试验,选择和易性较好、性能满足要求的沥青玛蹄脂配合比为施工配合比。2.7 试验进度配合比室内复核试验在沥青混凝土现场试验开始前完成,推荐2组沥青混凝土室内配合比用于现场试验。配合比室内复核试验进度安排见表2-8。表2-8 配合比室内复核试验进度安排表序号时间主要内容及项目备注12012.10.152012.10.18骨料筛分处理,沥青、骨料、填料性能试验,资料整理分析。不
13、包含委托第三方检测试验项目22012.10.192012.10.21矿料级配及沥青用量选择试验,资料整理分析。32012.10.222012.10.243种配合比渗透、三轴、小梁弯曲及水稳定性试验试件成型。42012.10.252012.10.29沥青玛蹄脂配合比试验,资料整理分析。52012.10.222012.12.053种配合比渗透、三轴、小梁弯曲、密度试验及水稳定性试验试件加工、运输,试验检测,资料整理分析。62012.12.052012.12.10资料综合整理分析,提交试验报告。三、 沥青混凝土现场摊铺试验3.1 现场摊铺试验目的复核室内试验推荐的沥青混凝土配合比,确定用于生产的配合
14、比;掌握沥青混凝土的材料制备、储存、拌和、运输、铺筑、碾压及检测试验的工艺流程,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。为了验证在现有施工设备和现场施工条件下进行沥青砼心墙摊铺施工的可行性,了解沥青砼摊铺层厚和碾压遍数,掌握大摊铺层厚情况下沥青砼的施工工艺流程,以指导沥青砼心墙的施工达到加快沥青砼施工速度的目的。通过现场工艺试验选定的工艺流程、施工方法、施工参数和质量控制标准等,以确定沥青混凝土的配合比、施工工艺流程和碾压参数、机械设备运行程序。沥青混凝土心墙摊铺试验包括:沥青混凝土配料、拌和试验,沥青混凝土运输试验,沥青混凝土人工摊铺碾压试验及机械摊铺碾压试验、沥青
15、混凝土接缝和层面处理试验、与水泥混凝土接触面冷底子油喷涂试验、沥青玛蹄脂摊铺试验、心墙两侧过度料摊铺碾压试验。沥青混凝土配料、拌和试验的目的是为了掌握沥青混凝土材料的制备、贮存、拌和等工艺流程。沥青混凝土运输试验的目的是了解沥青混凝土从出机口到摊铺现场再到摊铺前的温度损失。沥青混凝土现场摊铺试验是现场铺筑试验的主要部分,通过摊铺、碾压及检测等试验,对室内配合比进行验证和优化,取得或确定各种有关的施工工艺参数,如在人工、机械摊铺情况下,不同摊铺宽度情况下的摊铺厚度、碾压遍数、碾压温度等施工工艺参数。3.2 试验场地布置根据模拟现场施工条件的需要,应布置于一处较平整的场地,便于各项试验实施及各种施
16、工机械设备运转。场地用推土机进行平整,采用25t动碾进行场地碾压,碾压完成后的试验场场地应予保护,不准无关机械、车辆等进入场内。根据试验项目需求将试验场地及基座布置如下:试验场地布置在沥青混凝土拌和系统附近,场地规划面积70m40m,试验现场浇筑长为60m的水泥混凝土基座,强度等级为C20,其中第一块设置长为12m,宽度1.5m,高度为0.2m的混凝土基座,与实际施工混凝土基座尺寸相同,斜坡段长度不小于2m,为人工摊铺段;其余基座宽度为1.5m,厚度为0.5,为机械摊铺段。水泥混凝土基座达到强度后,自然或加热烘干,人工用钢丝刷清除表面的浮浆、乳皮、粘着物,在其上部喷涂一层冷底子油。冷底子油一定
17、要涂刷均匀,不得有遗漏。待冷底子油充分挥发、干涸后,再在冷底子油上均匀摊铺一层1.52.0cm沥青砂浆。现场摊铺试验控制工期目标根据工程进度要求,并受气候条件的制约,现场试验计划在2012年12月10日至2013年1月30日完成。3.3 现场摊铺试验控制指标沥青混凝土主要设计参数:容重大于2.4t/ m3,孔隙率()2.4孔隙率(%)3(芯样)马歇尔试样2%渗透系数(cm/s)8000马歇尔流值(1/100cm)80120水稳定系数0.9小梁弯曲(%)3.520弯曲强度(kPa)400弯曲应变(%)1模量数K(7)8001000E模型内摩擦角()2620凝聚力C(MPa)0.3注:表中的马歇尔
18、稳定度(40)和模量系数K(7)两个指标为测试值,可不作为硬指标要求。3.4 现场摊铺试验试验内容试验内容主要包括:(1)沥青砼配料、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)沥青砼的运输试验: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)沥青砼的铺筑试验: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、沥青砼冷却后,钻取芯样,按沥青砼设计要求的各项指标进行试验;(4)沥青砼质量无损检验试验:承包人应采用无损检测手段,如渗气仪、核子密度仪等设备对沥青砼的孔隙率和渗透系数进行检测试验;(
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