黄金坪水电站关于配合比偏差对沥青混凝土性能的影响的研究

黄金坪水电站关于配合比偏差对沥青混凝土性能的影响的研究

罗亮边曙光

（武警水电一总队二支队626001）

摘要：黄金坪水电站大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，心墙顶高程1480.70m，底高程1405.50m。沥青混合料在施工过程中由于计量误差、投料控制偏差和拌和的不均匀性会造成沥青混凝土实际配合比与设计配合比的偏差，探讨配合比偏差对沥青混凝土性能的影响对于沥青混凝土质量的控制很有意义。

关键词：沥青混凝土；配合比偏差；试验研究；黄金坪水电站。

1、工程概况

黄金坪水电站位于大渡河上游河段，系大渡河干流水电规划“三库22级”的第11级电站，上接长河坝梯级水电站，下游为泸定水电站，工程场址位于四川省甘孜藏族自治州康定县姑咱镇上游约3.2km河段。

黄金坪水电站是以发电为主的二等大（2）型工程，电站采用水库大坝和“一站两厂”的混合式开发，枢纽建筑物主要由沥青混凝土心墙堆石坝、1条岸边溢洪道、1条泄洪（放空）洞、左岸大厂房引水发电建筑物和右岸小厂房引水发电建筑物等组成。电站总装机容量850 MW，多年平均年发电量38.61亿kW?h。

黄金坪水电站拦河大坝采用沥青混凝土心墙堆石坝，坝基覆盖层采用最大深度111m厚度1.2m的全封闭混凝土防渗墙防渗。大坝坝顶宽度12.0m，坝顶长度407.44m，坝顶高程1481.50m，心墙底面高程1396.00m，最大坝高85.5m。沥青混凝土心墙顶部厚0.6m，底部最大厚度为1.1m。

2、极端偏差选取

研究试验采用推荐的3号配合比沥青混凝土。设计配合比误差为正偏差，即设计油石比（6.7%）增加0.3%、填料含量（13%）增加2%、细骨料增加5%、粗骨料增加6%，即配合比设计偏差的上包线。同样可设计配合比误差为负偏差，即配合比下包线，以及设计配合比误差为细骨料多而粗骨料少（细多粗少)和细骨料少多而粗骨料多（细少粗多）。设计配合比误差见表1。值得注意的是，这些误差组合在目前现代化的拌和楼控制中几乎是不会发生的，这里仅仅是设计几种极端情况探讨配合比误差对沥青混凝土性能的影响。

表1 设计沥青混凝土配合比误差组合

配比编号 3 14 15 16 17 配比简称无误差上包线下包线细多粗少细少粗多

油石比偏差(%) 0 +0.3 -0.3 0 0

填料偏差(%) 0 +2 -2 0 0

细料偏差(%) 0 +5 -5 5 -5

粗料偏差(%) 0 +6 -6 -6 6

3、试验方法

配合比偏差对沥青混凝土性能的影响采用小梁弯曲试验及密度、孔隙率试验。按设计偏差配合比，制作板式试件，然后再切割成35×40×250 mm小梁弯曲试件及φ63×100mm密度试件，将小梁弯曲试件在恒温水槽中恒温3小时以上。试验变形速率按小梁跨中1.67mm/min控制（应变速率1%/min）。试件在弯曲试验机上进行，简支梁支撑，中间集中加载，通过传感器用计算机采集力和变形。

试验温度为15.4℃，对密度试件用排水法测试其密度，并计算孔隙率。

4、研究试验结果

根据试验结果，各设计偏差配合比试件测试的密度、孔隙率及小梁弯曲试验数据如下：

无误差：密度2.436g/cm3，孔隙率1.37%，抗弯强度0.65，抗弯应变5.48。

上包线：密度2.417g/cm3，孔隙率1.80%，抗弯强度0.78，抗弯应变5.08。

下包线：密度2.461g/cm3，孔隙率0.78%，抗弯强度0.85，抗弯应变4.09。

细多粗少：密度2.447g/cm3，孔隙率0.93%，抗弯强度0.95，抗弯应变3.23。

粗多细少：密度2.443g/cm3，孔隙率1.13%，抗弯强度1.30，抗弯应变3.94。

从试验结果可以看出，在各种偏差组合条件下，沥青混凝土的孔隙率都小于2%，且弯曲应变和弯曲强度都满足设计要求。也就是说，即使在施工中发生满足最不利的允许的配合比偏差时，沥青混凝土的质量仍能满足要求。

4、结论

根据配合比偏差研究试验结果可见，具有配合比偏差的沥青混凝土弯曲应变都比设计配合比沥青混凝土弯曲应变小，尤其是下包线、细多粗少和细少粗多配合比沥青混凝土；而弯曲强度都有不同程度的提高，尤其是细多粗少和细少粗多配合比沥青混凝土。试验结果表明，在施工中除了要控制油石比、填料含量外，也要控制粗细骨料的配合比。