碾压式沥青混凝土防渗面板施工工法-缺陷处理

'碾压式沥青混凝土防渗面板施工工法-缺陷处理碾压式沥青混凝土防渗面板施工工法中国葛洲坝集团第二工程有限责任公司1.前言1.0.1沥青砼面板具有施工速度快，防渗效果好，低温抗冻断，可适应基础变形，可整体施工有利于缩短工期，造价低廉等优点。随着国内对沥青砼相关技术的不断研究、引进及其先进施工工艺采用，在水利水电工程建设中越来越多的被采用。尤其在抽水蓄能电站库盆防渗中采用沥青混凝土面板，具有良好的抗渗性、极佳的柔性变形及自愈自合的功能。对位于软弱岩层、深厚覆盖层、高寒冻土等地区的水利水电工程，尤其适宜作为库坝的防渗体。但沥青砼面板控制指标非常多，施工技术难度相对较大。因此，通过工程实例，将沥青砼面板施工中的有关技术作为研究课题，逐步形成一套具有中国特色的施工工法，对发展沥青混凝土面板施工技术具有重要意义。1.0.2抽水蓄能电站的库坝建设中，采用沥青砼防渗面板，对提高水库的防渗安全性能具有良好的效果。国内已经兴建的浙江天荒坪等沥青砼防渗工程已取得了一定的成功。正在兴建中的山西西龙池抽水蓄能电站库坝防渗结构也采用了沥青混凝土面板。该项目利用了日本政府贷款，其防渗面板由日本大成建设株式会社(以下简称大成公司)承建。业主单位指定葛洲坝西龙池项目部(第二工程有限公司)为分包单位。1.0.3西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土面板施工过程中，葛洲坝集团第 二工程有限公司西龙池项目部全面系统的学习、消化、总结了日本大成公司在沥青砼面板施工方面的丰富施工经验和管理理念，形成了完整的沥青混凝土防渗面板施工工法。应运本工法施工的西龙池抽水蓄能电站上水库库盆和库坝的沥青砼防渗面面板质量优良，各项技术指标均符合设计要求。2007年3月顺利通过蓄水验收，蓄水过程中渗水监测结果好，获集团公司2005年科技进步一等奖。2.工法特点2.1采用碾压式沥青混凝土防渗面板施工，机械化程度高，可整体施工，施工进度快，工期短，有利于工程提前发挥效益。2.2本工法，吸收了日本大成公司在沥青砼面板施工方面的丰富施工经验和管理理念，形成完整的沥青混凝土防渗面板施工工艺。2.3由于沥青混凝土拌和料的施工性能取决于拌和料的温度，因此在采用碾压式沥青混凝土防渗面板施工时，对温度的控制贯穿整个施工过程。2.4采用碾压式沥青混凝土防渗面板施工的防渗面板，质量控制重点一般在接缝处理(主要是冷缝)、与水泥混凝土构筑物结合部、试验芯样孔等。3.适用范围本工法适用于具备碾压施工条件的沥青混凝土防渗面板施工，包括斜坡面和水平面(包括设备能够自动行走的小坡度坡面)沥青混凝土防渗面板施工，也适用采用沥青混凝土防渗面板对其它防渗结构进行修复的工程。4.工艺原理当温度在90℃以上(特别是在110℃以上)时，沥青混凝土具有良好的 可塑性，和良好的碾压施工性能。本工法正是充分利用沥青混凝土的这一特性，采用自动化的沥青混凝土拌和系统，拌制出温度在160℃以上的沥青混凝土拌和料。然后由摊铺机摊铺成一定厚度的面板，由摊铺机自带的振动板进行预压。当温度降低到110~130℃左右时，用振动碾进行2~3遍碾压，达到设计要求的密实度。当温度进一步降低到90~100℃左右时，对面板进行收光碾压。从而形成符合设计要求的面板结构。5.施工工艺流程及操作要点5.1碾压式沥青混凝土防渗面板的施工工艺流程和主要操作要点施工工艺流程和主要操作要点见图5.1-1和表5.1-1。5.2施工准备工作5.2.1人员准备由于碾压式沥青混凝土防渗面板施工属于新工艺，部分设备为自行设计或者国外进口。因此，无论是管理人员还是设备操作人员，包括民技工，均应加强理论学习和设备操作技能的培训。比较有效的做法有：1)项目施工技术人员应有类似工程施工经验，并对其加强培训，主要方式为通过科研院所的科研人员进行理论培训。2)参与项目施工的各级施工管理人员，对沥青混凝土的特性、施工注意事项，应有一定的了解。可以由施工技术人员进行培训或者讲座。3)设备操作人员上岗前应进行培训，熟悉设备性能和安全注意事项，培训合格方能上岗。并熟练掌握各种设备的操作要领，能相互密切配合。4)参与施工的民技工应熟悉自己的工作内容和要求，可通过室外工艺 试验进行培训，正式施工过程中，也可以由施工技术人员和管理人员对民技工开展班前5分钟讲话活动，并现场监督指导。5.2.2材料准备在工程开工前，应通过广泛的市场调查，选取符合设计要求的原材料，各种材料的技术要求见“6.1主要材料”。5.2.3设备、工器具准备1)在工程开工前，应特别注意设备的选型工作，各种设备不仅要性能满足施工需要，设备的能力还需要相互匹配。对市场上采购的设备，还应根据需要进行一些改造。市场上无法采购的设备，则需自行设计加工。2)碾压式沥青混凝土防渗面板施工设备见“6.2工具设备”，包括主要设备、工器具、试验仪器等。其中需要自行设计加工的主要包括：主副绞架、斜坡运料小车、沥青玛蹄脂转运车和一些小型工具。需要进行改造的设备包括：沥青混凝土拌和系统、沥青混凝土运料自卸汽车、摊铺机等。其余的设备可以根据需要在市场上购买。图5.1-1碾压式沥青混凝土防渗面板施工工艺流程图表5.1-1碾压式沥青混凝土防渗面板施工操作要点5.2.4施工方案在开工前，还应注意沥青混凝土防渗面板的施工方案的准备，包括沥青混凝土拌和料的拌制、运输、摊铺、碾压等工序的施工工艺。特别需要注意的是，沥青混凝土具有热施工性，施工冷缝一般容易成为施工质量薄弱部位。因此，应在施工方案中做好摊铺条幅的规划，力争做到施工冷缝的最少化。并尽量减少人工摊铺的区域。 5.2.5基础面检查摊铺机摊铺过程中自动检测厚度，基础面的平整度对沥青混凝土的摊铺质量有一定的影响。如果基础面平整度太差，摊铺厚度不能准确控制。可能造成沥青混凝土防渗面板厚度不均匀。关于基础面的平整度，在《混凝土面板堆石坝施工规范》(DL/T5128-2001)中规定为设计边线±5cm。但由于沥青混凝土防渗面板的厚度一般在20cm左右，防渗层厚度在10cm以内，比水泥混凝土面板要薄，因此其要求应更高。具体指标可根据设计技术文件确定。西龙池电站沥青混凝土防渗面板的基础面(下卧层，即碎石垫层料)平整度指标为：斜坡4cm，平面3cm。采用3m靠尺检测，每100m2检测两个点。5.2.6室内配合比水工沥青砼配合比设计，一般采用矿料级配和沥青用量两个参数来控制。矿料级配是指粗、细骨料按适当比例配合后的矿料标准级配。可通过计算与试验相结合的方法确定，计算时，一般采用富勒公式，即：ρi=(di/Dmax)n*100%(5.2.6-1)式中：ρi——通过某筛孔的矿料重量百分率%；di——某筛孔的粒径mm；Dmax——最大粒径mm；n——级配指数。 从以上公式可看出，要计算出各粒径的比例，还必须确定最大粒径和级配指数。①粒径过大，作为碾压砼面板在碾压施工中骨料易分离，大骨料下沉，细骨料和沥青上浮，出现层次性，尤其对渗透系数会产生影响；粒径过小，沥青砼强度降低，变形增大。对具有防渗功能的沥青混凝土，选择Dmax=19mm是适宜的。②级配指数越大，沥青砼的孔隙率越大；级配指数越小，沥青砼越密实。所以根据不同的孔隙率，通过试验来确定级配指数。从试验结果来看，整平胶结层的级配指数可以选择0.65；防渗层的级配指数可以选择0.3。沥青用量的确定与级配指数有关。级配指数越大，沥青用量越小；级配指数越小，沥青用量越大。二者成反比例关系，其比例关系为2.5(经验数据)。即：n*B=2.5(5.2.6-2)式中：B——沥青用量，%；然后在此基础上以±0.5%的递增(或递减)确定最佳沥青用量。需要说明的是，0.075mm以下的含量，即矿粉的含量不适合富勒公式。尤其当n＜0.35以后，计算出的矿粉含量往往比实际的偏高，需要作一些调整，调整的范围与矿粉的浓度有关，即：m=F/B(5.2.6-3)式中：m——矿粉浓度；F——矿粉含量。根据经验使矿粉浓度控制在1.5～2.2范围内，当沥青是最佳用量时，沥青砼的强度随矿粉用量增多而增加。当超过这一范围时，会降低沥青砼的抗剪强度，拌和物的和易性差。当温度下降时，容易引起冷缩裂缝。有关矿料标准级配在设计阶段一般已经过论证。施工前的配合比试验主要是根据施工现场原材料的实际情况，对设计阶段提出的参考配合比进行复核验证，以适应现场施工的需要。从而得出推荐配合比结果。 5.2.7现场工艺试验1)试验目的现场工艺试验的目的是复核室内试验推荐的沥青混凝土配合比及施工控制参数，选定适用于生产的配合比和施工工艺参数，包括拌和系统出料控制，摊铺方法和碾压方法等。它是保证大规模生产时顺利施工的前提。2)试验内容(1)沥青混合料质量控制；(2)各层摊铺方法的确定；(3)各层碾压方法的确定；(4)各种接缝处理方法。3)试验步骤(1)试验使用的机械摊铺条幅布臵见图5.2.7-1，条幅间的接缝布臵及摊铺前的接缝处理方式见表5.2.7-1。试验摊铺条幅的宽度根据摊铺机的情况，应尽可能窄，以节约沥青混凝土拌和料。长度以振动碾能够正常碾压为宜。西龙池抽水蓄能电站防渗面板确定的条幅长度为22m，宽度2.9m。图5.2.7-1整平层摊铺条幅布置图表5.2.7-1整平层各条幅间接缝类型及摊铺前处理方式(2)沥青混和料级配控制沥青混凝土混合料的级配按照室内试验推荐的配合比结果进行。(3)沥青混和料温度控制根据表5.2.7-2和表5.2.7-3的要求对混合料的生产、施工进行温度控制。 表5.2.7-2沥青混凝土拌制时的温度控制表5.2.7-3沥青混合料施工时的温度控制初碾应根据图5.2.7-2所示方法进行碾压,在摊铺条幅边缘留臵10㎝不碾压。摊铺条幅相邻条幅图5.2.7-2初碾方法处理热接缝时，在相邻条幅摊铺完后，迅速进行碾压。复碾和终碾应按图5.2.7-3方法进行碾压。对接缝开放端应用电动夯进行振动碾压。图5.2.7-3复碾和终碾碾压方法初碾、复碾和终碾的碾压遍数和碾压方式见表5.2.7-4所示。碾压方向图5.2.7-4各条幅振动方式图(5)接缝处理熨平板与已摊铺条幅之间重叠大约10㎝。在接缝施工中，冷缝处理和热缝处理是没有区别的，都应使用摊铺机上的接缝加热器进行加热。热缝施工时，用加热器对接缝加热后，迅速用电动夯进行振动压实，并应立即采用振动碾对接缝处进行碾压。对于冷缝处理，前一条幅施工完毕的时候，应在接缝处涂抹稀释沥青。下一条幅施工过程中，利用摊铺机上的接缝加热器进行加热后，先用电动夯振动压实，再迅速用振动碾进行碾压。(6)试验项目和频率 整平胶结层的试验项目如表5.2.7-5所示。防渗层的试验项目如表5.2.7-6所示。试验检验频率一般以拌和楼项目检测5次，现场检测项目每项2~3次为宜。表5.2.7-6防渗层机械摊铺的试验项目(7)试验芯样孔处理方法先将孔洞切成45°的杯状口，再对孔洞周围进行加热，然后涂抹冷沥青涂料。最后用相同配合比的混合料分层填筑并加以振捣。(8)根据以上试验检验结果，验证室内配合比的结果，并选择合理的施工参数。5.3沥青混凝土拌和沥青混凝土拌和必须选择适宜的设备，国内公路工程适用的设备均可以参考使用。西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板工程施工采用的沥青混凝土搅拌系统，由2台LJD-3000型沥青混拌和楼组成。5.3.1LJD-3000型沥青混拌和楼主要参数1)生产能力：240t/h；2)搅拌器每批生产能力：3000kg；3)油石控制精度：≤±3‰；4)沥青混凝土级配：符合设计要求；5)燃油计量精度：±3‰；6)沥青含量计量精度：±2.8‰；7)粉料计量精度：±1.7‰；8)矿料计量精度：±2.0‰； 9)沥青混凝土出料温度：(140℃-185℃)；10)环境噪声：≤75db(A)；11)粉尘排放浓度：≤34.5mg/Nm3；12)设备总装机容量：640kw。5.3.2设备系统组成该设备主要由9大部分组成，分别是：1)冷料供给系统；2)烘干加热系统；3)热料提升系统；4)拌和楼系统；5)粉料供给系统；6)成品料提升及储存系统；7)除尘系统；8)沥青导热油加热系统；9)电器控制系统。5.3.3沥青混凝土拌和系统生产工艺流程 沥青混凝土拌和系统采用分散控制、集中管理的模式。冷料供给系统的六个冷料斗完成不同砂石冷骨料的储存，然后自流给有一定速度的给料机完成初级配，各种粒度骨料混合起来由输送机送入干燥滚筒。经干燥加热后的骨料由热料提升机送进拌和楼的振动筛分机，筛分后得到不同粒度范围的热料，分别归到五个热料仓内待存，超粒度热料由废仓排出。热料仓供料时，由计量秤分别累计称量砂石热料，按配料要求的比例实现精确级配。矿粉经管道输送机和提升机运到粉粒储存罐内。沥青经导热油加热，贮存在沥青储油罐内。以上各种配料分别经称量后按比例加入搅拌机，再由搅拌机混合搅拌均匀后放出，由斗车运输给成品储料仓储备待用，或者由自卸汽车运送到现场使用。沥青混凝土拌和系统生产流程图见图5.3.3-1所示。图5.3.3-1沥青混凝土拌和系统生产流程图5.3.4沥青拌和系统的改造1)筛网改造由于目前我国生产的沥青拌和系统设备主要是针对公路沥青混凝土施工设计的，而主要起防渗作用的水工沥青混凝土，骨料的级配要求和公路工程有很大差别，因此须对拌和系统的筛分系统进行改造才能使用。应按照设计要求的配合比粒径，进行选择并配臵合适的筛网。2)增加木质纤维机为了提高沥青混凝土的热稳定性、抗流变性和抗弯强度，在拌沥青混凝土时，需要小剂量掺入一些特殊材料，简称掺料。西龙池抽水蓄能电站防渗层沥青混凝土，掺料主要成份是木质纤维，掺量3.5‰。为此，增设了北京天成垦特莱科技有限公司3000/4000型纤维输送机。该设备由料斗、纤维散打机、喂料机和控制设备等组成，喂料机用胶管直接输送到拌和机搅拌器内。其生产流程见图5.3.4-1。图5.3.4-1纤维输送机生产流程图5.3.5沥青混凝土拌和系统的运行 LJD-3000型沥青混凝土拌和系统，控制机械采先进的计算机系统，操作方便；监控系统采用微机控制和触摸屏监控，整机性能稳定，计量准确、可靠和级配精度高。执行元件采用电机和气泵、气阀，等，具有不易损坏和检修方便等优点。1)在混凝土拌制前，将施工配合比参数输入到执行元件中，启动后系统自动配料、搅拌、出料。2)沥青混凝土搅拌时间和温度的控制水工沥青混凝土，特别是防渗层沥青混凝土，由于其沥青含量大，拌和料中的空隙和水分需应尽量排除，否则将增大沥青混凝土的孔隙率，导致防渗性能降低。因此，在混凝土拌和时，应尽量延长干拌料的搅拌时间，并合理提高骨料加热温度。但温度太高，会加速沥青的老化。因此，应合理确定搅拌时间和温度。表5.3.5-1是西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板施工时的沥青混凝土拌和各工序所用的时间统计表。由于沥青混凝土搅拌时间延长，设备产量将相应减少。表5.3.5-2为西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土拌和系统骨料和沥青加热的温度参数统计表。表5.3.5-1西龙池电站沥青混凝土拌和料搅拌时间统计表表5.3.5-2西龙池电站沥青混凝土骨料、沥青温度参数统计表5.4沥青混凝土运输5.4.1运输设备选择1)沥青混凝土的运输设备应根据现场摊铺的强度、运输距离以及设备运输能 力进行合理配臵。沥青混凝土在运输过程中应尽量减少热量损失以及不被雨水、灰尘等污染。运输车的车斗必须清洁、密封不漏、光滑，减少沥青混凝土粘附。设备选型可考虑利用现有的运输设备进行改造，如加装后挡板、保温棚等。2)在斜坡面上施工时，还需要将沥青混凝土从斜面顶部送到正在斜面摊铺的斜面摊铺机料斗中。西龙池项目专门制作了与斜面摊铺设备配套的运料小车，靠主绞架的牵引可以上下输送沥青混凝土。3)封闭层的沥青玛蹄脂是流态混合料，且拌和楼拌制的出料温度只有100℃左右，要达到180℃左右的施工温度，需要运输车具有能够继续加热、较长时间保温的功能。为此，专门购臵了4台燃气加热玛蹄脂保温罐(德国Benennung生产，容量5.5m3)和两台电加热玛蹄脂保温罐(由葛洲坝西龙池项目部与长安大学合作研发，容量5m3)，可以将沥青玛蹄脂持续加热到190℃的温度。将保温罐安装到国产东风汽车底盘上，既能持续加热，又能保温，还可运输。5.4.2运输路线选择现场沥青混凝土摊铺施工的连续性，要求从拌和楼拌制出的混合料尽快运送到施工区域。最短、最平坦的运输路线不仅能保证现场摊铺施工的连续性，也能减少路上混合料温度的损失，而且还能防止产生混合料骨料离析。5.4.3运输过程控制1)沥青混凝土运输车辆在使用前，需将车斗内清扫干净，保证沥青混凝土内不混入其它杂质。装料前在车斗内部涂刷防粘剂，以便沥青混合料在使用过程中不粘车斗。防粘剂采用柴油，按0.05L/m2 的标准均匀喷洒到车斗内壁，以完全覆盖车斗内壁且无余液积聚车斗底部为合格。最好做到车斗内柴油喷洒完毕后升起车箱，待车厢内没有柴油流下后开始装料。2)为避免沥青混凝土在运输过程中出现热量损失及其它杂物混入，装料后盖上保温帆布。在运输途中应防止突然制动，以免沥青混凝土出现骨料离析。3)沥青混合料运输车到达施工现场后，应自觉停靠在现场设臵的“车辆轮胎清扫点”，将车辆轮胎进行清扫干净后方可进入施工现场。同时应根据现场指挥人员安排的施工路线，进入所安排的摊铺班组。4)如果在库底(平面)施工，运输车到达摊铺位臵后，将沥青混凝土卸入摊铺机受料斗内。运输车卸料时应在摊铺机前10～30cm处停下，不得撞击摊铺机。卸料过程中，运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。5)如果在斜坡施工，运输车到达斜坡施工位臵上方的施工道路后，将沥青混凝土卸入主绞架的吊斗内。然后由吊斗把沥青混凝土转到运料小车，再由运料小车输送到斜坡摊铺机料斗中。6)沥青马蹄脂从运输车中转入摊铺车中，需在施工区附近搭建卸料台，台上的运输车往台下的摊铺车卸料，或使用有起重功能的设备(如主绞架等)将玛蹄脂转吊到摊铺车中。5.5沥青混凝土的摊铺与碾压沥青混凝土的摊铺与碾压施工因部位有平面(库底)、斜坡之分。库底(平面)施工相对简单，而斜坡(斜面)施工相对复杂一些。就结构层次来讲有整平胶结层、防渗层(包括加强防渗层)、封闭层等。5.5.1施工技术参数西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板，为整平胶结层+防渗层+ 封闭层=10cm+10cm+0.2cm的结构形式。1)整平胶结层(1)整平胶结层铺设在碎石排水垫层(即下卧层)和防渗层之间，在沥青混凝土面板中的主要作用是保证沥青混凝土面板与下面的碎石排水垫层能良好的结合，并为沥青混凝土防渗层的摊铺施工创造良好的平整面。由于整平胶结层为开级配(非连续级配)沥青混凝土，具有一定的透水性，所以在防渗层和碎石排水垫层之间能起到过渡作用。(2)整平胶结层沥青混凝土压实后的厚度为10cm。经过生产性试验确定的施工控制标准见表5.5.1-1、表5.5.1-2。摊铺厚度和温度控制标准见表5.5.1-1；碾压遍数和碾压重迭宽度控制标准见表5.5.1-2。在复碾结束后应确认开放端侧的接头锥度，要求不超过45°，如图5.5.1-1所示。图5.5.1-1沥青混凝土摊铺断面示意图2)防渗层(包括加强防渗层)(1)防渗层在整个沥青混凝土面板中是最重要的部分，是起防渗作用的密级配(连续级配)沥青混凝土。要求具有良好的防渗性、抗裂性、稳定性和耐久性。(2)防渗层厚度10cm。构造上或施工上易成为薄弱部位的可以加厚，即为加强防渗层，简称加厚层。加厚层一般设于沥青混凝土面板与水泥混凝土结构接缝部位，以及库坡、库底之间曲面连接部位或基础介质弹模差异较大部位。(3)经过生产性工艺试验确定的施工控制标准见表5.5.1-1、表5.5.1-2 。摊铺厚度和温度控制标准见表5.5.1-1；碾压遍数和碾压重迭宽度控制标准见表5.5.1-2。(4)在复碾结束后应确认开放端侧的接头锥度，要求同整平胶结层。3)封闭层(1)封闭层是涂刷或喷在防渗层的表面，可填满其表面孔隙，以阻隔太阳光中的紫外线，减缓防渗层沥青老化的薄层沥青马蹄脂，即沥青与填料的混合料。(2)封闭层厚度一般为1～2mm。西龙池沥青混凝土防渗面板设计要求厚度为2mm。其普通沥青马蹄脂施工温度应在160℃左右，改性沥青马蹄脂施工温度应在180℃左右。5.5.2摊铺及碾压施工1)平面(库底)沥青混凝土摊铺及碾压施工平面摊铺属于水平摊铺，主要使用机械：徐工集团RP951型路面摊铺机(改造)、上海酒井SW330型水平振动碾、运输车(改造)等。(1)平面沥青混凝土摊铺摊铺前做好施工放线、场地清理、机械检查等准备工作。每个摊铺条幅宽度为6.4m(首摊铺条幅宽度6.5m)，宽度可根据施工方案进行调整。准备工作完成后，摊铺机开至待摊铺的条幅一端。就位前用加热器加热熨平板，约10～15min。(如果存在横缝时，需要同时对横缝加热，加热后横缝温度不低于100°C)。在待摊铺的条幅开头及结尾端线上放臵两条方木，其厚度应与摊铺沥青混凝土的厚度相同。 沥青混凝土运料车到达并将混合料卸入摊铺机受料斗后，摊铺机开始摊铺前进。需要注意的是，在摊铺条幅开头端木条后要放适量沥青混凝土，用人工修成小于45°角的斜坡。在条幅摊铺结束端也修成小于45°角的斜坡。已形成的条幅边缘应用摊铺机修成45°角的斜坡，然后进行相邻条幅的摊铺与碾压，接缝两边一起重叠碾压10cm。按此方法进行库底整平胶结层、加厚层、防渗层的摊铺。机械摊铺的温度及摊铺机前进速度见表5.5.1-1。(2)平面沥青混凝土碾压碾压的基本要求是保证摊铺层达到规定的密实度和表面平整度。碾压分为初碾、复碾和终碾。平面(库底)整平胶结层、加厚层、防渗层的碾压温度及遍数等见表5.5.1-1和表5.5.1-2。(3)平面封闭层摊铺平面封闭层摊铺使用的主要设备为：玛蹄脂摊铺车、玛蹄脂运输车等。摊铺方法类似于沥青混凝土摊铺。涂刷封闭层前，将防渗层表面清理干净、干燥。被污染而清理不净的部分，应喷洒冷沥青。封闭层的摊铺采用玛蹄脂摊铺车刮刷的方法，摊铺厚度为2mm,薄层、均匀的填满防渗层表面孔隙。涂刷好的封闭层表面，应禁止人、机行走。2)斜坡沥青混凝土摊铺及碾压斜坡(包括反弧段)摊铺属于斜面摊铺，主要使用机械：主、副绞架车、运料小车、ABG生产的TITAN326-2VDT型路面摊铺机、上海酒井SW330型斜面振动碾、运料自卸汽车等。 摊铺机和运料小车由主绞架牵引进行工作，振动碾由副绞架牵引进行工作。各种设备配臵及相互位臵见图5.5.2-3。主绞架车图5.5.2-3斜坡摊铺设备相互位臵示意图(1)斜坡沥青混凝土摊铺摊铺前的准备工作与平面基本相同。包括放线、清理工作面、检查机械设备等等。准备工作完成后，主绞架车就位，使其上的摊铺机能够对准摊铺条幅。加热器加热熨平板，约10～15min。(如果存在横缝时，需要同时对横缝加热，加热后横缝温度不低于100°C)。运料自卸车将混合料卸入主绞架的吊斗，由主绞架将吊斗转到摊铺机料斗上方，将混合料卸入摊铺机料斗。摊铺机下行到条幅开端开始摊铺。其后由运料小车转运混合料到摊铺机。在摊铺机下行或上爬的过程中，摊铺机的速度与主绞架牵引的速度应保持一致。对于已形成的条幅边缘，应修成45°角的斜坡，然后进行相邻条幅的摊铺与碾压，接缝两边一起重叠碾压10cm。按此方法进行斜坡整平胶结层、加厚层、防渗层的摊铺。各层摊铺厚度、温度及摊铺机前进速度见表5.5.1-1。(2)斜坡沥青混凝土碾压使用副绞架牵引斜坡振动碾，对斜坡沥青混凝土进行碾压。斜坡整平胶结层、加厚层、防渗层碾压的温度及遍数等见表5.5.1-1和表5.5.1-2。 (3)斜坡封闭层摊铺封闭层斜坡摊铺使用的主要设备为：主绞架、玛蹄脂摊铺车、玛蹄脂运输车等。斜坡封闭层摊铺方法类似于斜坡沥青混凝土摊铺施工，也可以参照平面封闭层施工。(4)斜坡沥青混凝土摊铺及碾压施工相对平面较为复杂。各种技术指标要求不变，但机械设备的配合使用是其中的难点，也是斜坡施工的重点。5.5.3特殊部位施工1)与水泥混凝土结构相接部位施工(1)沥青混凝土面板与水泥混凝土建筑物的连接面不允许有锚栓、支杆等构件穿过面板。沥青混凝土与水泥混凝土的连结施工时，先将水泥混凝土表面的水泥浆硬壳用钢丝刷或凿毛机凿毛，露出完好的水泥混凝土，用压缩空气清除所有附着物。然后在水泥混凝土表面喷洒或涂刷一层冷沥青材料，涂量为1kg/m2左右。待其干燥后再铺设塑性过渡材料，然后铺沥青砂浆或沥青混凝土等。水泥混凝土表面在涂刷冷沥青前应烘干。(2)按上述方法完成水泥混凝土表面的冷沥青喷涂，待其干燥后均匀铺一层厚度约为3mm的塑性过渡料。(3)在水泥混凝土表面的冷沥青涂料、塑性过渡料和塑性填料施工完成2～3d之后，进行其相接的沥青混凝土的摊铺施工。2)边角部位施工(1)有些角落、与水泥混凝土结构相邻的狭窄部位或常规摊铺和碾压设备无法使用的区域，采用人工摊铺沥青混凝土并用小型振动碾予以压实。 (2)使用手推车从附近摊铺机前端受料斗取沥青混凝土料(摊铺机需要停止前进)或由自卸车将沥青混凝土料运到人工摊铺位臵。用推耙(铁锹配合)将沥青混合料仔细推平，厚度较旁边机械摊铺厚度略高0.5cm，不留空隙。如果人工摊铺区域有开放端，则需要在开放端放臵方木隔挡，保证开放端边线的整齐，便于下一条幅摊铺施工。(3)使用手扶振动碾或平板夯进行碾压，直到满足规定要求为止。3)接缝处理接缝的处理分为冷缝和热缝的处理。(1)热缝是指混合料摊铺时，相邻条幅的混合料已经预压实到规定的压实度的90%以上，但其温度仍处于100℃以上，适用于碾压情况下的接缝。防渗层，加厚层的热缝处理，是对先铺条幅接缝处层面应用摊铺机将边缘压成45°角，然后进行相邻条幅的摊铺与碾压，接缝两边一起用碾压机压实。整平胶结层的热缝如果温度下降太快时，可用加热器加热至90℃以上即可。(2)冷缝是指在一天工作结束时，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，需在后期进行摊铺所形成的缝。在先铺条幅完工时接缝表面应涂乳化沥青。乳化沥青刚涂完之后、不能马上进行摊铺，必须在乳化沥青中的水分完全蒸发掉之后方可进行摊铺。前一条幅摊铺时，先利用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°角斜面，再用后续的振动碾压实到离接缝10cm处。对已冷却的上一个铺筑好的条幅进行下一条幅铺筑时，应用装在摊铺机旁的红外线接缝加热器对接缝加热，以使接缝整齐平滑，加热温度应控制在 100～130℃之间。使用加热器加热施工接缝，必须保证加热深度不小于7cm。并应严格控制温度和加热时间，防止因温度过高而使沥青老化。摊铺机因故停止工作时，应及时关闭加热器。对冷缝45°角斜面进行加热时，其加热方向应与斜面基本平行，并尽量靠近加热面。5.6沥青混凝土芯样孔的修补钻取芯样后，应按照以下方法回填芯样孔：——把芯样孔边缘切成45°形状。——清理孔壁表面，不留下任何杂物。——用红外线加热器加热孔壁。——用相同的混合料每层5cm，分层回填芯样孔，并保持表面平整光滑。6.材料与设备6.1主要材料碾压式沥青混凝土防渗面板施工所用的主要原材料有沥青、粗骨料、细骨料、矿料及掺料等。6.1.1沥青对没有防冻要求的部位，一般采用普通沥青；对有防冻要求的部位，可以采用改性沥青(改性沥青的技术要求一般由设计提出)。主要技术要求见表6.1.1-1和表6.1.1-2。表6.1.1-2改性沥青主要技术指标6.1.2粗骨料 骨料一般就近开采，经破碎、筛分，粗骨料分为19-16mm、16-9.5mm、9.5-4.75mm、4.75-2.36mm共四级，通过调整掺配比例，满足配合比的要求。主要技术参数见表6.1.2-1。6.1.3细骨料细骨料采用人工砂(最大粒径2.36mm)，也可采用人工砂与天然砂掺配，有利于改善沥青混凝土的施工性能。细骨料的主要技术参数见表6.1.3-1。6.1.4矿粉矿粉技术参数见表6.1.4-1。表6.1.4-1矿粉主要技术指标为改善沥青混凝土的抗裂性能，可以掺加木质素纤维，其技术参数见表6.1.5-1。6.2、工具设备6.2.1碾压式沥青混凝土防渗面板施工采用的主要设备见表6.2.1-1。6.2.2碾压式沥青混凝土防渗面板施工使用的主要工具见表6.2.2-1。6.2.3碾压式沥青混凝土防渗面板施工使用的主要试验检验仪器工具见表6.2.3-1。6.3本工法所需要的主要工种构成、人员数量见表6.3-1。7.质量控制要求7.1主要规程规范目前，沥青防渗面板(尤其是碾压式面板)施工技术要求，一般由设计单位在设计技术文件中提出。在施工过程中下列标准和文献的有关内容(但不限于)可以作为参考，所有规程规范都应采用迄今为止的最新版本。 7.1.1中国标准1、JTJ—中国交通部标准，包括：JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ058-2000公路工程集料试验规程2、SL—中国水利行业标准，包括：SL237-1999土工试验规程(SL237-049-1999载荷试验)7.1.2国际标准化组织标准ISO13320-1微小颗粒分析方法—激光衍射法(第1部分基本原理)7.1.3美国标准(美国试验和材料协会标准)，包括：ASTMC204-2000用空气渗透仪测定水凝水泥细度的标准试验方法ASTMD995-2002热拌和、热摊铺沥青铺面混合料拌和厂标准规范ASTMD1075-2000水对压实沥青混合料抗压强度影响的标准试验方法ASTMD2397-2002阳离子乳化沥青技术规范ASTMD2950-1997采用核子法现场测定沥青混凝土密度的标准方法ASTMD3515-2001热拌和、热摊铺沥青铺面混合料标准规范7.1.4欧洲标准1、德国标准协会标准DIN1996-9:1981公路及相关用途沥青材料浸水试验2、英国标准协会标准，包括：BS4147-1980保护钢铁材料用热沥青基覆层规范BS3416-2000与饮用水接触用冷沥青基覆层规范7.1.5日本工业标准，包括： JISK2207石油沥青JISK2208石油沥青乳液7.1.6文献VanAsbeck，《水工沥青》第1卷、第2卷——BaronW.F.VanAsbeck,Elsevier出版公司1955和19647.2质量要求和技术标准7.2.1质量要求鉴于国内水利水电行业的沥青混凝土防渗面板的施工规范还没有颁布，其施工质量标准一般由设计单位提出。考虑到沥青混凝土的热施工特性，沥青混凝土拌和料的性能对温度反应很敏感，事后检测发现问题处理困难，因此，一般采用过程控制，严格控制施工参数，确保防渗面板达到设计技术要求。完工检测常作为一种验证手段。结合沥青混凝土防渗面板的使用功能和所处的地理条件，施工过程中重点对以下几方面进行质量控制：1)孔隙率(特别是接缝部位)；2)摊铺厚度；3)碾压温度；4)冻断温度和热流淌(根据当地气候条件，由设计单位确定)；5)接缝施工质量；6)表面平整度，(西龙池电站要求1.5cm，4m靠尺检查)。7.2.2技术要求 沥青混凝土防渗面板在结构上一般分为：整平胶结层、防渗层、加厚层和封闭层。各层主要功能见表7.2.2-1。各结构层技术指标要求介绍如下(设计有特殊要求时，以设计要求为准)。沥青混凝土整平胶结层碾压技术要求(碾压后的)见表7.2.2-2。主要控制指标为孔隙率和渗透系数。2)防渗层(碾压后)沥青混凝土防渗层碾压技术要求(碾压后)见表7.2.2-3。其骨料级配分组及最大粒径必须与层厚相适应，主要控制指标为孔隙率、斜坡流淌值和冻断温度。加厚层材料与相同部位的防渗层材料技术指标要求相同，其骨料级配分组及最大粒径必须与层厚相适应。4)封闭层(1)封闭层应在工程所在地温度条件下，在斜坡上保持稳定，高温不流淌，低温不开裂，可承受各种天气和水库荷载条件。封闭层不应与防渗层发生相对移动。(2)封闭层的技术要求见表7.2.2-4“改性沥青封闭层技术要求”、表7.2.2-5“普通沥青封闭层技术要求”。8.安全措施8.1沥青混凝土施工属于热施工，温度一般都在100~200℃之间，要特别注意防止高温烫伤，主要措施有：8.1.1施工人员穿防护服、厚底鞋，佩带安全帽；8.1.2在沥青混凝土拌和料容易洒落的主绞架吊斗下面，严禁人员进入，并安排专人看守； 8.1.3在沥青混凝土拌和料容易洒落的主绞架旁边悬挂醒目警示牌。8.2采用本工法施工，大型设备较多，自动化程度高，要特别注意设备间的配合，并注意施工人员人身安全，防止撞伤，主要措施有：8.2.1拌和系统区域，采用围栏围住，在出入口悬挂醒目警示牌，禁止无关人员进入，设备行走预先规划好行走路线；8.2.2平面施工时，预先在地面上用醒目颜色画出条幅边线，规定各种设备行走路线和区域，摊铺机在启动时，要喇叭示意，碾压设备在后退时，也应鸣喇叭提醒周边的施工人员；8.2.3斜坡施工时，除碾压设备外，各种设备的移动控制系统均集中在位于坡顶的主绞架上，设备操作人员之间的信息沟通就异常重要。这时，必须给所有斜坡设备操作人员(包括碾压设备)、指挥人员配备通信、联络设备，比如对讲机等。8.3在进行设备设计加工时，应留有一定量的安全系数，防止设备失控造成安全事故。8.4斜坡施工时，应加强对牵引设备和起吊设备的安全检查，建立设备运行台帐，做好设备交接班工作。8.5斜坡施工人员，必须采取一定的安全防护措施，佩带安全绳。9.环境保护措施9.1沥青混凝土在拌制过程中，对骨料中的粉尘一般做废弃处理，不再重复利用。对此，应修建专门的处理设施，可以采用埋填并洒水湿润处理，避免造成大量的扬尘，污染环境。对于设计认可粉尘回收作为掺加料使用的，也要保证其在密封的通道内流动，不得露天回收。 9.2沥青混凝土在生产过程中，要使用大量的油料，应防止油料的泄露，废油处理应设臵专门的回收装臵。9.3应使用优质石油沥青，不得使用污染严重的煤沥青。另外，沥青在加热时必须采用油加热或者蒸汽加热等间接加热方式，不得采用直接加热的方式，避免产生大气污染物。采用这种间接加热的方式可以有效的控制沥青加热过程中对大气的污染，使污染指标控制在《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定的范围之内。9.4对沥青混凝土废弃料，要在指定的位臵堆存，集中处理。10.效益分析10.1相关科研机构的研究表明，采用本工法施工的沥青混凝土防渗面板，只要控制孔隙率在3%以内时，基本可以认为该沥青混凝土面板不透水(渗透系数小于10-8)。在西龙池抽水蓄能电站防渗面板的施工过程中也验证了这一点，其孔隙率一般都控制在1.5%左右。10.2采用本工法施工的沥青混凝土防渗面板，由于机械化水平很高，不仅可以保证施工质量，而且可以大大提高施工进度，节约施工工期。经西龙池抽水蓄能电站工程沥青混凝土防渗面板施工实践，按照每摊铺条幅6.4m宽、平均摊铺速度1m/min、每天工作12小时计算，每天可以摊铺4600m2，每月可以摊铺1222万m，如果考虑结构层的交叉作业，每个月施工的防渗面积可以达到10万m。10.3成本估算沥青：粗骨料：细骨料：矿粉=7.5：45：40：7.5的掺配比例，沥青混凝土容重按照2.3t/m3考虑，材料单价：沥青3000元/吨，粗骨料60元/ 吨，细骨料80元/吨，矿粉250元/吨,材料费占全部费用的比例按50%计。每m3的单价初步估算为2.3×(7.5%×3000+45%×60+40%×80+7.5%×250)/50%=1392元/m3。以上只是初步估算的单价，实际要按照当地材料价格水平、设备费用和配合比结果进行计算。由于沥青混凝土的防渗性能好，结构可靠，防渗厚度可以很小(西龙池抽水蓄能电站采用总厚度20.2cm,防渗层厚度10cm)，后期维护成本很小，1392元/m3的单价和常规水泥混凝土防渗面板(其厚度一般在40cm,甚至更厚)相比，还是很有优势的。10.4社会效益近年来，国内由于优质石油沥青的使用，设备自动化程度越来越高，沥青混凝土在公路工程中大量应用，在水利水电工程中，作为碾压式防渗面板，应用在蓄水池、水渠等构筑物的防渗工程的实例，如已经完工的浙江天荒坪抽水蓄能电站工程，正在施工的山西西龙池抽水蓄能电站和河北张河湾抽水蓄能电站等。以上三个工程实例均为国外承包商和国内承包商联合施工，在山西西龙池电站工程施工过程中，取得了全面、系统、成熟、可靠的施工经验，制定并完善一套施工工艺，为今后类似工程取得了宝贵的施工经验。11.应用实例山西西龙池抽水蓄能电站上水库沥青混凝土防渗面板工程11.1工程概况山西西龙池抽水蓄能电站位于山西省忻州市五台县境内滹沱河与清水河交汇处上游约3km的滹沱河左岸， 电站上水库库址位于滹沱河西河村河段左岸峰顶的西龙池村。电站装机容量1200兆瓦，年发电量18.05亿kw.h，整个枢纽由上水库、输水系统、地下厂房系统、下水库、地面开关站等建筑物组成。11.2施工情况工程于2005年10月开工(实际于2006年6月正式施工)，2006年10月完工。完成沥青混凝土防渗面积22.46万m2。2007年3月，顺利通过蓄水验收。在初期蓄水过程中，渗水监测结果为0。11.3工程监测与结果评价西龙池抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板结合本工法施工情况，对碾压式沥青混凝土防渗面板施工工艺进行了详细介绍，并对工法应用中的重点和难点作了说明。对沥青混凝土面板光纤测量系统进行自检，本工法充分吸收了国外先进技术，是碾压式沥青砼防渗面板施工领域具有代表性的技术全面、系统先进的工法。工程质量优良率达98以上，无安全生产事故发生，得到了各方的好评。'