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摘 要：沥青混凝土心墙作为坝体的防渗体，位于坝体内部，是大坝非常重要的部分，一旦沥青混凝土心墙防渗体漏水，处理起来比较困难，从而影响大坝的整个运行安全。碾压式沥青混凝土心墙防渗体漏水的原因很多，但心墙施工过程中压实控制不好，达不到设计要求的压实度是心墙漏水的主要原因。碾压式沥青混凝土心墙压实度的影响因素主要有以下几个方面：沥青混凝土各组成原材料、配合比设计、施工机械、压实参数、心墙结合面处理等。
关键词：碾压式；沥青混凝土；心墙压实度；影响因素分析
中图分类号：TV431+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0154-02
随着我国1974年在辽宁郭台子修建了第一座碾压式沥青混凝土心墙坝以来，沥青混凝土心墙坝以其防渗性能好，适应变形能力强，抗震性能高，工程量小等优点，目前在我国水利水电工程建设中应用越来越多，如三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝和新疆库什塔依沥青混凝土心墙坝等。国内建成的沥青混凝土心墙坝有碾压式和浇筑式两类，碾压式沥青混凝土心墙由于刚度和强度比较大，心墙与坝壳的变形适应性好，方便机械化施工，因此目前多采用碾压式沥青混凝土心墙。
沥青混凝土心墙作为坝体的防渗体，位于坝体内部，是大坝非常重要的部分，一旦沥青混凝土心墙防渗体漏水，处理起来比较困难，从而影响大坝的整个运行安全。碾压式沥青混凝土心墙防渗体漏水的原因很多，但心墙施工过程中压实控制不好，达不到设计要求的压实度是心墙漏水的主要原因。
碾压式沥青混凝土心墙施工过程中影响心墙压实度的因素有多方面，本文结合某工程分析了碾压式沥青混凝土心墙压实度的主要影响因素。
1 沥青混凝土心墙的压实机理
沥青混凝土是由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成的复合材料，在外界荷载的作用下可以从松散状态变成高抗拉黏聚状态，外界荷载克服材料颗粒间的内聚力和内摩擦力阻力的影响，使沥青混合料的颗粒变形并重新组合，达到孔隙减小、压实度增加、强度提高效果。
压实度是衡量碾压式沥青混凝土心墙施工质量的重要指标，合理的压实度可以提高心墙的防渗性，强度和耐久性。因此提高沥青混合料的压实度是碾压式沥青混凝土心墙施工中有着重要的意义。
2 沥青混凝土心墙压实度的主要影响因素
从心墙的压实机理可以看出，碾压式沥青混凝土心墙压实度的影响因素主要有以下几个方面：沥青混凝土各组成原材料、配合比设计、施工机械、压实参数、心墙结合面处理方法等。
2.1 沥青混凝土各组成原材料
沥青混凝土由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成，不同工程选择的原材料不同，随后沥青混凝土的配合比也就不同，施工单位根据DL/T 5362-2006《水工沥青混凝土试验规程》做好原材料的各项性能参数测定，各种材料检测后，和DL/T 5411-2009《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》对各种材料的技术要求作分项对比，判定各材料的适用性选择合适的沥青混凝土原材料。本工程原材料取自水电站坝下左岸P2灰岩料场，经破碎后筛分为19～16 mm、16～13.2 mm、13.2～9.5 mm、9.5～4.75 mm、4.75～2.36 mm和<2.36 mm粒径6级矿料；填料为矿粉；沥青为克拉玛依AH-90号沥青。
2.2 配合比设计
沥青混凝土配合比选择就是根据不同原材料、不同骨料级配指数、不同填料含量和油石比组成各种不同配合比，通过基本性能（孔隙率、变形和强度）试验，初步选择出满足工程要求的最优的配合比。
配合比试验中应注意试验条件的应力和变形特性要根据沥青混凝土心墙的受力特点与沥青心墙工作状态相近，这样才能得到更接近工程实际状态的沥青混凝土心墙配合比，试验温度根据试验规范要求通常采用工程当地年平均温度。本沥青混凝土心墙性能试验温度为当地年平均气温7.3 ℃。
根据工程经验选取不同填料浓度、不同油石比，和不同级配指数组成多种配合比。测定不同配合比条件下试件的各项性能参数，应重点分析级配指数、油石比、填料浓度分别对沥青混凝土性能的影响。
最后依据各种配合比试验结果，从防渗、变形、强度、施工操作等性能和安全、经济方面考虑，结合工程实际情况，初步选出较为合适的碾压沥青混凝土心墙配合比，考虑到冬季特殊情况施工，应分别给出两种配合比分别为正常气温碾压沥青混凝土心墙配合比和冬季微压沥青混凝土心墙配合比。
2.3 施工机械
随着水利工程机械化施工的不断发展，碾压式沥青混凝土心墙施工中广泛应用了自动化沥青拌合系统和沥青心墙联合摊铺机，进一步实现了心墙优质、快速施工的目标。
沥青混凝土料拌合系统布置是应充分利用施工现场的台阶地形，从进料、配料、加热、搅拌到出料，使沥青混合料从高到低流动，不用另外配备沥青泵（如无特殊地形可增加沥青泵）等提升设备，可节能、经济。
根据碾压式沥青混凝土心墙施工质量的要求，使用的沥青混凝土心墙摊铺机应具备以下功能：①能连续摊铺一定厚度的心墙体并初步压实，在摊铺心墙体的同时能铺筑一定宽度和厚度的过渡层砂石料作为中间心墙的侧向支撑，同时要求摊铺过渡料时不能洒落在心墙摊铺层表面；②随着坝体的升高，若心墙体宽度逐渐减小，要求摊铺心墙的宽能在相应范围内变化；③摊铺机应有层间结合处设备，使铺筑的心墙上下层能紧密结合，增加上下层间的抗剪强度，从而保证心墙的整体性；④能严格控制摊铺机的行走方向，保证铺筑的心墙轴线满足设计要求。
现在国内外用于沥青混凝土心墙的施工机械类型比较多，机械性能稳定性和价格各不相同，应结合工程实际情况选择合适的施工机械。本工程选用了YQLB 1000型沥青混凝土搅拌设备和由西安理工大自行开发研制的XT 120沥青混凝土心墙联合摊铺机；碾压机械了选用了2台BWI20AD一3型（2.7 t）双轮振动碾用于心墙两侧过渡料的碾压；1台BW80 AD双轮振动碾用于沥青混凝土心墙沥青混凝土混合料碾压。 2.4 压实参数
根据施工经验，结合工程实际情况合理的确定压实参数，对提高碾压混凝土心墙的压实度、实现心墙的优质、快速、经济施工是十分重要的。沥青混凝土心墙的压实参数通过现场碾压试验来确定，压实参数主要有碾压分层厚度、碾压机具压实遍数与压实速度。碾压的分层厚度与碾压的密实情况有着十分重要的关系，分层较厚，压实机械的能量就不能到达底部，经压实后只是在表面结成一层硬壳而分层深部压实度不能达到要求，留下一个松散的层次，造成心墙质量隐患；分层较薄压实机械能量过剩，造成浪费，在坝高一定的情况下使得心墙的水平层间结合缝数量增加，造成心墙施工薄弱环节，降低心墙施工效率。碾压分层的厚度应该与本工程所选用的碾压机具的重量或功能相适应，它也随碾压机的类型而变，不同碾压机具的分层厚度应通过现场的碾压试验最终来确定。碾压速度选择应在保证沥青混凝土心墙碾压质量的前提下，尽可能的提高碾压速度，减少碾压遍数，碾压中必须严格控制碾压速度，速度过低，使摊铺与压实工序间断，这时就需要增加碾压遍数来提高压实度了，造成浪费；速度过快时，产生推移、横向裂纹等，影响压实质量。
本工程的碾压参数为：过渡料虚铺35 cm，压实厚度期望值27 cm左右，沥青混合料虚铺30 cm，压实后期望值27 cm左右；碾压顺序为过渡料静2动2→沥青混凝土心墙静2（摊铺一段长度后随即进行，以便于表面的提油）→过渡料动8→沥青混凝土心墙动6→沥青混凝土心墙动2静2收光；共计过渡料静2动10遍，沥青混凝土心墙静2动8遍。沥青混凝土初碾温度范围为125～155 ℃。
2.5 沥青混凝土心墙结合面处理方法
沥青混凝土心墙结合面包括心墙基座混凝土与沥青混凝土结合面和沥青混凝土心墙上下层间结合面，这些结合面是沥青混凝心墙施工中的薄弱环节，如果处理不好影响沥青混凝土心墙的整体质量。
本工程心墙混凝土基座经过凿毛、清理后，使用稀释沥青（沥青与汽油3：7的比例调制）喷洒均匀，干涸后均匀铺设1 cm厚沥青砂浆（沥青、矿粉、砂1：2：1的比例拌制）；沥青混凝土心墙上下层间结合面部位第二层施工时，采用液化气喷灯将前一面层烘烤至70～90 ℃并清理洁净。
3 结 语
目前随着水利水电工程施工技术与机械的快速发展，对水利工程施工质量的要求也在相应提高，要求水利施工和科研人员从影响碾压式沥青混凝土心墙压实质量的几个因素入手，结合工程实际，不断的研究和探讨更合适的施工参数，以获得更高的施工质量，本文结合某工程实际分析了碾压式沥青混凝土心墙压实度的影响因素，希望对后续相似工程建设提供参考和借鉴。
参考文献：
[1] 张学锋.沥青路面压实度控制[J].筑路机械与施工机械，2012， （2）.
[2] 赵学伟.提高沥青混凝土路面压实度的有效措施[J].交通世界，2011，（17）.
[3] 汤铁铭.沥青路面压实机理的探讨[J].公路交通科技，2006，（2）.
[4] 余梁蜀，任少辉，孙振天，等.碾压式中小型沥青混凝土心墙坝施工设备与施工技术研究[J].水力发电学报，2007，（4）.
[5] 余梁蜀，吴利言，郝巨涛.我国沥青混凝土心墙摊铺机开发及工程应用[J].水利电力机械，2003，（6）.
[6] 李炎，杨伟良，付长凯.沥青路面压实度的主要影响因素及其提高措施[J].四川理工学院学报，2013，（10）.
[9] 赵瑞.对沥青混合料现场压实度的影响因素分析与控制[J].中国水运，2006，（12）.
关键词：碾压式；沥青混凝土；心墙压实度；影响因素分析
中图分类号：TV431+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0154-02
随着我国1974年在辽宁郭台子修建了第一座碾压式沥青混凝土心墙坝以来，沥青混凝土心墙坝以其防渗性能好，适应变形能力强，抗震性能高，工程量小等优点，目前在我国水利水电工程建设中应用越来越多，如三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝和新疆库什塔依沥青混凝土心墙坝等。国内建成的沥青混凝土心墙坝有碾压式和浇筑式两类，碾压式沥青混凝土心墙由于刚度和强度比较大，心墙与坝壳的变形适应性好，方便机械化施工，因此目前多采用碾压式沥青混凝土心墙。
沥青混凝土心墙作为坝体的防渗体，位于坝体内部，是大坝非常重要的部分，一旦沥青混凝土心墙防渗体漏水，处理起来比较困难，从而影响大坝的整个运行安全。碾压式沥青混凝土心墙防渗体漏水的原因很多，但心墙施工过程中压实控制不好，达不到设计要求的压实度是心墙漏水的主要原因。
碾压式沥青混凝土心墙施工过程中影响心墙压实度的因素有多方面，本文结合某工程分析了碾压式沥青混凝土心墙压实度的主要影响因素。
1 沥青混凝土心墙的压实机理
沥青混凝土是由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成的复合材料，在外界荷载的作用下可以从松散状态变成高抗拉黏聚状态，外界荷载克服材料颗粒间的内聚力和内摩擦力阻力的影响，使沥青混合料的颗粒变形并重新组合，达到孔隙减小、压实度增加、强度提高效果。
压实度是衡量碾压式沥青混凝土心墙施工质量的重要指标，合理的压实度可以提高心墙的防渗性，强度和耐久性。因此提高沥青混合料的压实度是碾压式沥青混凝土心墙施工中有着重要的意义。
2 沥青混凝土心墙压实度的主要影响因素
从心墙的压实机理可以看出，碾压式沥青混凝土心墙压实度的影响因素主要有以下几个方面：沥青混凝土各组成原材料、配合比设计、施工机械、压实参数、心墙结合面处理方法等。
2.1 沥青混凝土各组成原材料
沥青混凝土由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成，不同工程选择的原材料不同，随后沥青混凝土的配合比也就不同，施工单位根据DL/T 5362-2006《水工沥青混凝土试验规程》做好原材料的各项性能参数测定，各种材料检测后，和DL/T 5411-2009《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》对各种材料的技术要求作分项对比，判定各材料的适用性选择合适的沥青混凝土原材料。本工程原材料取自水电站坝下左岸P2灰岩料场，经破碎后筛分为19～16 mm、16～13.2 mm、13.2～9.5 mm、9.5～4.75 mm、4.75～2.36 mm和<2.36 mm粒径6级矿料；填料为矿粉；沥青为克拉玛依AH-90号沥青。
2.2 配合比设计
沥青混凝土配合比选择就是根据不同原材料、不同骨料级配指数、不同填料含量和油石比组成各种不同配合比，通过基本性能（孔隙率、变形和强度）试验，初步选择出满足工程要求的最优的配合比。
配合比试验中应注意试验条件的应力和变形特性要根据沥青混凝土心墙的受力特点与沥青心墙工作状态相近，这样才能得到更接近工程实际状态的沥青混凝土心墙配合比，试验温度根据试验规范要求通常采用工程当地年平均温度。本沥青混凝土心墙性能试验温度为当地年平均气温7.3 ℃。
根据工程经验选取不同填料浓度、不同油石比，和不同级配指数组成多种配合比。测定不同配合比条件下试件的各项性能参数，应重点分析级配指数、油石比、填料浓度分别对沥青混凝土性能的影响。
最后依据各种配合比试验结果，从防渗、变形、强度、施工操作等性能和安全、经济方面考虑，结合工程实际情况，初步选出较为合适的碾压沥青混凝土心墙配合比，考虑到冬季特殊情况施工，应分别给出两种配合比分别为正常气温碾压沥青混凝土心墙配合比和冬季微压沥青混凝土心墙配合比。
2.3 施工机械
随着水利工程机械化施工的不断发展，碾压式沥青混凝土心墙施工中广泛应用了自动化沥青拌合系统和沥青心墙联合摊铺机，进一步实现了心墙优质、快速施工的目标。
沥青混凝土料拌合系统布置是应充分利用施工现场的台阶地形，从进料、配料、加热、搅拌到出料，使沥青混合料从高到低流动，不用另外配备沥青泵（如无特殊地形可增加沥青泵）等提升设备，可节能、经济。
根据碾压式沥青混凝土心墙施工质量的要求，使用的沥青混凝土心墙摊铺机应具备以下功能：①能连续摊铺一定厚度的心墙体并初步压实，在摊铺心墙体的同时能铺筑一定宽度和厚度的过渡层砂石料作为中间心墙的侧向支撑，同时要求摊铺过渡料时不能洒落在心墙摊铺层表面；②随着坝体的升高，若心墙体宽度逐渐减小，要求摊铺心墙的宽能在相应范围内变化；③摊铺机应有层间结合处设备，使铺筑的心墙上下层能紧密结合，增加上下层间的抗剪强度，从而保证心墙的整体性；④能严格控制摊铺机的行走方向，保证铺筑的心墙轴线满足设计要求。
现在国内外用于沥青混凝土心墙的施工机械类型比较多，机械性能稳定性和价格各不相同，应结合工程实际情况选择合适的施工机械。本工程选用了YQLB 1000型沥青混凝土搅拌设备和由西安理工大自行开发研制的XT 120沥青混凝土心墙联合摊铺机；碾压机械了选用了2台BWI20AD一3型（2.7 t）双轮振动碾用于心墙两侧过渡料的碾压；1台BW80 AD双轮振动碾用于沥青混凝土心墙沥青混凝土混合料碾压。 2.4 压实参数
根据施工经验，结合工程实际情况合理的确定压实参数，对提高碾压混凝土心墙的压实度、实现心墙的优质、快速、经济施工是十分重要的。沥青混凝土心墙的压实参数通过现场碾压试验来确定，压实参数主要有碾压分层厚度、碾压机具压实遍数与压实速度。碾压的分层厚度与碾压的密实情况有着十分重要的关系，分层较厚，压实机械的能量就不能到达底部，经压实后只是在表面结成一层硬壳而分层深部压实度不能达到要求，留下一个松散的层次，造成心墙质量隐患；分层较薄压实机械能量过剩，造成浪费，在坝高一定的情况下使得心墙的水平层间结合缝数量增加，造成心墙施工薄弱环节，降低心墙施工效率。碾压分层的厚度应该与本工程所选用的碾压机具的重量或功能相适应，它也随碾压机的类型而变，不同碾压机具的分层厚度应通过现场的碾压试验最终来确定。碾压速度选择应在保证沥青混凝土心墙碾压质量的前提下，尽可能的提高碾压速度，减少碾压遍数，碾压中必须严格控制碾压速度，速度过低，使摊铺与压实工序间断，这时就需要增加碾压遍数来提高压实度了，造成浪费；速度过快时，产生推移、横向裂纹等，影响压实质量。
本工程的碾压参数为：过渡料虚铺35 cm，压实厚度期望值27 cm左右，沥青混合料虚铺30 cm，压实后期望值27 cm左右；碾压顺序为过渡料静2动2→沥青混凝土心墙静2（摊铺一段长度后随即进行，以便于表面的提油）→过渡料动8→沥青混凝土心墙动6→沥青混凝土心墙动2静2收光；共计过渡料静2动10遍，沥青混凝土心墙静2动8遍。沥青混凝土初碾温度范围为125～155 ℃。
2.5 沥青混凝土心墙结合面处理方法
沥青混凝土心墙结合面包括心墙基座混凝土与沥青混凝土结合面和沥青混凝土心墙上下层间结合面，这些结合面是沥青混凝心墙施工中的薄弱环节，如果处理不好影响沥青混凝土心墙的整体质量。
本工程心墙混凝土基座经过凿毛、清理后，使用稀释沥青（沥青与汽油3：7的比例调制）喷洒均匀，干涸后均匀铺设1 cm厚沥青砂浆（沥青、矿粉、砂1：2：1的比例拌制）；沥青混凝土心墙上下层间结合面部位第二层施工时，采用液化气喷灯将前一面层烘烤至70～90 ℃并清理洁净。
3 结 语
目前随着水利水电工程施工技术与机械的快速发展，对水利工程施工质量的要求也在相应提高，要求水利施工和科研人员从影响碾压式沥青混凝土心墙压实质量的几个因素入手，结合工程实际，不断的研究和探讨更合适的施工参数，以获得更高的施工质量，本文结合某工程实际分析了碾压式沥青混凝土心墙压实度的影响因素，希望对后续相似工程建设提供参考和借鉴。
参考文献：
[1] 张学锋.沥青路面压实度控制[J].筑路机械与施工机械，2012， （2）.
[2] 赵学伟.提高沥青混凝土路面压实度的有效措施[J].交通世界，2011，（17）.
[3] 汤铁铭.沥青路面压实机理的探讨[J].公路交通科技，2006，（2）.
[4] 余梁蜀，任少辉，孙振天，等.碾压式中小型沥青混凝土心墙坝施工设备与施工技术研究[J].水力发电学报，2007，（4）.
[5] 余梁蜀，吴利言，郝巨涛.我国沥青混凝土心墙摊铺机开发及工程应用[J].水利电力机械，2003，（6）.
[6] 李炎，杨伟良，付长凯.沥青路面压实度的主要影响因素及其提高措施[J].四川理工学院学报，2013，（10）.
[9] 赵瑞.对沥青混合料现场压实度的影响因素分析与控制[J].中国水运，2006，（12）.