CN107419706A - 高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法，包括：通过在高海拔地区待铺筑沥青混凝土心墙的基座两侧预铺坝壳料，形成突出于基座表面的一对坝壳料基层，使一对坝壳料基层与基座表面之间围成用于减小风速的凹谷地带；以一对坝壳料基层及基座为基础，在一对坝壳料基层及基座的上方逐层同步铺筑对应材料，以便在两侧坝壳料的遮挡下，凹谷地带内铺设的所有材料始终在风速较小的环境中进行，直至形成相邻层间无结合面的沥青混凝土心墙；本发明的方法，营造出可以减小风速的凹谷地带，使沥青混凝土和过渡料可以在风速较小的环境下进行，利于施工的顺利进行，提高施工效率。

Description

高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种高海拔地区沥青混凝土心墙施 工的局部气候营造方法。

背景技术

随着国内水利水电工程建设的快速发展，处理范围、深度、地层结构呈现复 杂化、多元化。现有技术中，在进行沥青混凝土心墙坝施工时，常需按照水利水 电施工规范进行，如规范里规定：

1、在最低气温大于0℃、风力小于4级、日降水量小于5mm时才能进行施 工；

2、在铺设沥青混凝土的过程中，在先铺设的下层沥青混凝土层的表层温度 需在70℃以上才可以继续在上面铺设上沥青混凝土层；

3、单层铺设的沥青混凝土层的厚度不能大于25cm；

4、在铺设沥青混凝土后，采用小于1.5t的小型振动碾进行碾压，以保证将 铺设的沥青混凝土压实；

5、在进行沥青混凝土心墙坝施工时，需采用碱性骨料，油石比在6.8％-7.1％ 之间；

6、在进行坝壳料填筑时，当最低气温在-10℃以下时，要停止施工。

按照上述规范，在海拔3000米以上、日最低气温小于0℃、风力大于4级、 日降水量大于5mm的高海拔地区不能进行沥青混凝土心墙坝的施工。

但是，由于水利水电工程建设的发展，需经常在高海拔地区作业，这些地区 高寒缺氧，空气稀薄，日最低气温甚至小于-20℃，常年风力大于4级，时有小 雨雪(日降水量有时大于10mm)，在这些地区，沥青材料与沥青混凝土的组成 物理力学性能会受到高原环境因素的影响，所以，需要针对这些地区的实际情况 研发出一种既适于当地条件，又确保施工质量与安全、提高施工效率的施工方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种高海拔地区 沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法，营造出可以减小风速的凹谷地带，使 沥青混凝土和过渡料可以在风速较小的环境下进行，利于施工的顺利进行，提高 施工效率。

为了实现本发明的上述目的，本发明的高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局 部气候营造方法包括：

通过在高海拔地区待铺筑沥青混凝土心墙的基座两侧预铺坝壳料，形成突出 于基座表面的一对坝壳料基层，使一对坝壳料基层与基座表面之间围成用于减小 风速的凹谷地带；

以一对坝壳料基层及基座为基础，在一对坝壳料基层及基座的上方逐层同步 铺筑对应材料，以便在两侧坝壳料的遮挡下，凹谷地带内铺设的所有材料始终在 风速较小的环境中进行，直至形成相邻层间无结合面的沥青混凝土心墙；

其中，所述同步铺筑对应材料包括：在所述一对坝壳料基层上继续铺设坝壳 料形成砂砾石坝的同时，在基座上一次性铺筑沥青混凝土和过渡料，以便在基座 上形成沥青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层；

其中，所述高海拔地区是指海拔3000米以上、日最低气温小于0℃、风力 大于4级、日降水量大于5mm的地区。

其中，所述同步铺筑对应材料还包括：在所述凹谷地带内，在所述过渡料层 与对应的所述坝壳料基层的侧壁之间同步铺设过渡坝壳料。

进一步的，还包括在所述凹谷地带内的位于所述基座的来风方向的一侧设置 用于防尘的防尘网的步骤。

其中，所述坝壳料基层的侧壁与竖直方向具有大于0°的倾斜角。

其中，所述坝壳料基层的侧壁与竖直方向之间的倾斜角为30°-45°。

其中，所述坝壳料基层相对所述基座的高度为8m-10m。

其中，在所述基座上形成沥青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡 料层后，还包括采用超出现有规范标准的三台碾压机以品字形分布对沥青混凝土 层和一对过渡料层进行碾压的步骤。

其中，所述品字形碾压是通过用于碾压所述沥青混凝土层的碾压机在前、用 于碾压一对过渡料层的一对碾压机在后，同时行走碾压的方法。

其中，在逐层铺设沥青混凝土层的过程中，通过定时检测下层沥青混凝土层 的温度，指导在其上面摊铺的沥青混凝土的摊铺过程。

其中，通过定时检测下层沥青混凝土层的温度，指导在其上面摊铺的沥青混 凝土的摊铺过程包括：

在下层沥青混凝土层铺设完之后，检测下层沥青混凝土层的温度以获得温度 数据；

根据温度数据，若下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃，则确定将在下 层沥青混凝土层上面铺设的待铺设沥青混凝土的出机口温度及摊铺温度；

确定待铺设沥青混凝土的出机口温度之后，对待铺设的沥青混凝土的拌合温 度进行调节，以便从拌合楼的出机口处输出的沥青混凝土的温度达到所述出机口 温度；

将达到所述出机口温度的待铺设沥青混凝土运送至下层沥青混凝土层处，并 将待铺设沥青混凝土以所述摊铺温度直接铺设在下层沥青混凝土层上面，以便通 过当前铺设的沥青混凝土加热下层沥青混凝土层，形成与下层沥青混凝土层对接 的无结合分层面的上沥青混凝土层。

综上所述，与现有技术相比，本发明的高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局 部气候营造方法的有益效果体现在以下方面：

1、本发明的方法，针对高海拔地区经常有风且风力较大的特点，在施工时 营造出可以减小风速的凹谷地带，使沥青混凝土和过渡料可以在风速较小的环境 下进行，从而利于施工的顺利进行，提高施工效率。

2、本发明的方法，对沥青混凝土和过渡料一次性同时铺筑，铺筑效率高， 铺筑后采用三台碾压机同步碾压，提高碾压效率，降低摊铺后的沥青混凝土的热 量散失速度，当在其上面摊铺上一层沥青混凝土时，不需将已摊铺的沥青混凝土 表面加热，即可直接在其上面直接摊铺沥青混凝土，从而减少施工工序，极大提 高施工效率；

3、本发明的方法，在沥青混凝土和过渡料铺筑后，采用三台重型碾压机以 品字形布局的方式对铺筑后的沥青混凝土和过渡料进行同步碾压，缩短碾压时间， 降低碾压后沥青混凝土的孔隙率，降低摊铺后的沥青混凝土的热量散失速度，使 过渡料与沥青混凝土接合面处结合更好；

4、本发明的方法，在进行沥青混凝土铺设的过程中，既使已铺设的下层沥 青混凝土层的表层温度小于70℃，也可以将待铺设的沥青混凝土直接铺设在下 层沥青混凝土层上面，无需对下层沥青混凝土层进行预加热，极大提高施工效率， 减少施工成本，缩短施工周期。

5、本发明的方法，当已铺设的下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃时， 通过已铺设的下层沥青混凝土层的温度数据，确定待铺设的沥青混凝土的出机口 温度、摊铺温度等，并根据确定的温度值对沥青混凝土的拌合、摊铺等过程进行 调整，从而可将待铺设的沥青混凝土直接铺设在下层沥青混凝土层上面，并通过 当前铺设的沥青混凝土融掉下层沥青混凝土层的表层，使两层沥青混凝土层直接 对接，两层沥青混凝土层之间无结合分层面，确保形成的沥青混凝土心墙坝的各 参数及强度符合甚至超过规范要求。

6、本发明的方法，在铺设沥青混凝土的过程中，把已铺设的沥青混凝土的 表层和深层的温降与外部气候条件联系起来，并根据温度数据指导上层沥青混凝 土的铺设，从而避免规范中表层温度小于70℃时必须对下层沥青混凝土层进行 烘烤以预加热的问题，提高施工效率。

7、本发明的方法，在沥青混凝土心墙坝施工的过程中，将已铺设的沥青混 凝土在不同条件下的温度数据与待铺设沥青混凝土的出机口温度、摊铺温度、碾 压前后温度等融合在一起，形成沥青混凝土心墙施工的施工数据库，从而可为将 来在高海拔地区进行沥青混凝土心墙的施工提供有力指导与支持，对类似项目起 到积极推动作用。

以下，结合各附图对本发明实施例进行描述。

附图说明

图1是本发明高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法的流程 图；

图2是本发明的沥青混凝土心墙坝的底部局部示意图；

图3是本发明的沥青混凝土心墙的温度场效应图；

图4是本发明形成的凹谷地带的示意图；

图5是本发明在凹谷地带铺设沥青混凝土和过渡料的流程图。

附图标记说明

1、沥青混凝土心墙；2、过渡层；3、砂质沥青玛蹄脂；4、沥青混凝土基座； 5、混凝土底板；6、混凝土防渗墙。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方 法的流程图，由图可知，本发明的方法包括：

通过在高海拔地区待铺筑沥青混凝土心墙的基座两侧预铺坝壳料，形成突出 于基座表面的一对坝壳料基层，使一对坝壳料基层与基座表面之间围成用于减小 风速的凹谷地带(如图4所示)；

以一对坝壳料基层及基座为基础，在一对坝壳料基层及基座的上方逐层同步 铺筑对应材料，以便在两侧坝壳料的遮挡下，凹谷地带内铺设的所有材料始终在 风速较小的环境中进行，直至形成相邻层间无结合面的沥青混凝土心墙；

其中，同步铺筑对应材料包括：在一对坝壳料基层上继续铺设坝壳料形成砂 砾石坝的同时，在基座上一次性铺筑沥青混凝土和过渡料，以便在基座上形成沥 青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层；

其中，高海拔地区是指海拔3000米以上的地区。

具体的，在海拔3000米以上的高海拔地区，大部分地区山高谷深、地形地 貌多样、地层岩性复杂、覆盖层深厚、交通运输条件差。整体高海拔地区植被稀 少、空气稀薄，气压较低、氧气较少，气温低、昼夜温差大(温差大于20℃)， 经常会出现日最低气温在0℃至-20℃之间、风力大于4级、日降水量大于5mm 的情况，白天太阳辐射强烈，夜晚相对寒冷，气象条件极为复杂，水文地质环境 恶劣，属于地质灾害频发和地震多发区。若完全按规范要求，则不能进行沥青混 凝土的施工，因此，为了适应这种情况，本发明采用如下的方法营造出适于施工 的局部气候，以便在局部气候中进行心墙施工。

S1、在待铺筑沥青混凝土心墙的基座两旁较远侧预铺坝壳料，形成突出于基 座表面的一对坝壳料基层，使一对坝壳料基层与基座表面之间围成用于减小风速 的凹谷地带。

其中，在预铺坝壳料形成一对坝壳料基层时，坝壳料基层的侧壁与竖直方向 应具有大于0°的倾斜角，优选的，坝壳料基层的侧壁与竖直方向之间的倾斜角 在30°-45°之间，且倾斜方向是由下至上朝着远离基座的方向，预铺坝壳料基 层时，使坝壳料基层相对基座上表面的高度为8m-10m左右，从而可使一对坝 壳料基层与基座表面之间围成一个凹谷地带，该凹谷地带内的风速小于位于坝壳 料基层上方的谷外的风速。

S2、在形成可以减小风速的凹谷地带后，以一对坝壳料基层及基座为基础， 在一对坝壳料基层及基座的上方逐层同步铺筑对应材料，以便在两侧坝壳料的遮 挡下，凹谷地带内铺设的所有材料始终在风速较小的环境中进行，直至形成相邻 层间无结合面的沥青混凝土心墙。

其中，同步铺筑对应材料包括：在一对坝壳料基层上继续铺设坝壳料形成砂 砾石坝的同时，在基座上一次性铺筑沥青混凝土和过渡料，以便在基座上形成沥 青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层，与此同时，在过渡料层与 对应的坝壳料基层的侧壁之间同步铺设过渡坝壳料，以便形成过渡坝壳料层。

重复上述同步铺筑对应材料的步骤，逐层向上铺设沥青混凝土、过渡料、过 渡坝壳料、及坝壳料后，最终形成如图4所示的中间为沥青混凝土、沥青混凝土 两侧为过渡料、过渡料外侧为过渡坝壳料、过渡坝壳料外侧为坝壳料的沥青混凝 土心墙，且该沥青混凝土心墙由下至上的各相邻层间无结合面，结合密实。

下面，对在本发明营造的局部气候中进行沥青混凝土和过渡料的施工的方法 进行描述，施工的流程图如图5所示。

S21、原材料的准备

制备以高海拔地区的当地砂砾石为骨料的沥青混凝土和过渡料。

现有技术中，土石坝心墙沥青混凝土通常要求碱性骨料，如石灰岩和白云岩。 因沥青呈酸性，这样在沥青混凝土热拌和过程中，沥青与碱性骨料的结合不仅是 表面物理结合，而且结合面会发生化学反应，可增强沥青和骨料的黏附力。然而 在一些高海拔地区的坝址区，由于其地理、气候等特点，在合理的经济运输距离 范围内，不能找到碱性岩石料源，当地只有天然的砂砾石料或酸性岩石，如花岗 岩和石英岩。而为确保施工工程的顺利开展，需考虑采用当地砂砾石作为骨料的 情况。

本发明正是基于上述原因，采用当地料场具有的砂砾石作为原料，将砂砾石 进行破碎处理得到所需的沥青混凝土的骨料。其中，本发明的沥青混凝土中包括 粗骨料、细骨料、填料和沥青。

在对当地砂砾石料破碎筛分后，得到19～16、16～13.2、13.2～9.5、9.5～ 4.75和4.75～2.36mm、2.36mm～0.075mm粒径6级矿料，其中，粗骨料选用粒径为 19～16、16～13.2、13.2～9.5、9.5～4.75颗粒的五级配比，细骨料选用粒径为 4.75～2.36mm的颗粒，填料采用石灰岩矿粉，沥青采用克拉玛依70号A级沥青。

通过对粗骨料进行密度及吸水率试验、与沥青的黏附性试验、坚固性试验、 抗热性试验以及压碎率试验，鉴定表明，砂砾石料总体呈碱性，其质地坚硬，在 加热过程中未出现开裂、分解等现象，破碎砂砾石料和天然砂砾石料总体与沥青 黏附力强，坚固性好，质量基本满足SL501《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计 规范》规定的沥青混凝土粗骨料的技术要求，因此，当地砂砾石可作为沥青混凝 土心墙的粗骨料。

通过对细骨料进行表观密度、吸水率、水稳定等级、坚固性、<0.075mm颗 粒含量以及含泥量测定，表明细骨料各项指标均满足规范要求，可作为凝土心墙 的细骨料。

而本发明的粗骨料、细骨料、填料的质量百分比范围为：53:30:17-55:32:13， 油石比为6.7％-7.3％。优选的，粗骨料、细骨料、填料的质量百分比为：54.6:31.4:14， 油石比为6.8％。

制备以当地砂砾石为原料的过渡料，过渡料的颗粒粒径不大于8cm。

其中，在制备沥青混凝土过程中，现有相关规范规定的沥青混凝土的拌和温 度见下表1。

表1沥青混凝土的加热温度(℃)

项目	温度
		沥青加热温度	155～165
骨料加热温度	比沥青加热温度高10～20
		沥青混凝土出料温度	155～175

而本发明的沥青混凝土的拌合温度需要根据当地铺筑情况进行实时调整，在 拌制沥青混凝土时，先将骨料和填料干拌15s，再加入热沥青拌和。沥青混凝土 的拌和时间应不少于45s。沥青混凝土应色泽均匀，不离析，无花白料。

其中，过渡坝壳料层与坝壳料基层上面铺设的坝壳料层最终形成砂砾石坝， 即，过渡坝壳料与坝壳料采用同样的材料，均是以当地砂砾石为原料，颗粒的最 大粒径不超过40cm。坝壳料每次铺设厚度为60-80cm。

S22、在营造的凹谷地带中，同步铺设沥青混凝土、过渡料、过渡坝壳料， 与此同时，在坝壳料基层上同步铺设坝壳料。

其中，本发明心墙坝的底部局部示意图如图2所示，包括：位于底部的混凝 土防渗墙6，设置在混凝土防渗墙6上部两侧的混凝土底板5，设置在混凝土底 板5上方的沥青混凝土基座4，铺摊在沥青混凝土基座4上方的上窄下宽的沥青 混凝土心墙1，其中，在沥青混凝土基座4的上表面和下表面分别摊铺有砂质沥 青玛蹄脂3。

其中，在按图2所示的结构铺摊完沥青混凝土基座4后，需对沥青混凝土基 座4的用于与沥青混凝土心墙1连接的连接面进行处理，具体如下：

1、对连接面进行除尘处理，使连接面干净、干燥，无灰皮。

2、在连接面上喷涂涂底材料，要求喷涂均匀，如涂刷沥青涂料，用量约0.15～0.20kg/m²。沥青涂料可以是热沥青或稀释沥青或阳离子乳化沥青；或者喷稀释 沥青，稀释沥青可用汽油或煤油或柴油与沥青溶化、搅匀而成。

3、待喷涂表面干燥后，在喷涂表面摊铺2cm厚的砂质沥青玛蹄脂3。

在对沥青混凝土基座4的连接面处理完毕之后，进行量放线操作并固定定位 金属丝，然后采用具有三个料斗的摊铺机进行铺筑。

本发明采用的摊铺机具有位于中间的用于摊铺沥青混凝土的混合料斗，在混 合料斗的两侧分别设置一对用于铺筑过渡料的过渡料斗，在沥青混凝土制备好之 后，将沥青混凝土、过渡料分别装卸在对应的料斗内后，摊铺机行走，一次性地 将沥青混凝土和过渡料同时铺筑在沥青混凝土的基座上方，从而在基座上方形成 沥青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层，该层沥青混凝土层和一 对过渡料层分别为沥青混凝土心墙坝的最底层。

其中，本发明在铺设沥青混凝土层和一对过渡料层时，每次铺设的厚度可大 于37cm、小于或等于40cm(以便碾压后的厚度大于30cm、小于或等于34cm)， 超出现有规范的最大不超过25cm的厚度，因此可以极大提高铺设速度，也利于 铺设后的下沥青混凝土层的保温。

在最底层的下层沥青混凝土层和下过渡料层铺设摊平后，采用超出现有规范 标准的碾重大于2吨的三台碾压机以品字形分布对沥青混凝土层和一对过渡料 层进行同步碾压，以使终碾后的沥青混凝土的平均孔隙率小于2％。与此同时， 采用22吨的碾压机对过渡坝壳料和坝壳料进行碾压。

其中，品字形同步碾压是通过使碾压下层沥青混凝土层的碾压机在前、用于 碾压一对下过渡料层的一对碾压机在后，三台碾压机同时向前行走碾压的方法实 现。

现有规范里规定沥青混凝土摊铺后只能采用1.5吨以下的轻型碾压机进行碾 压，但由于本发明采用的沥青混凝土的油石比为6.8％，且采用五级连续配，因 此，在沥青混凝土摊铺后，本发明可使用超过2吨以上的碾压机进行碾压，且在 碾压过程中不会出现陷碾、粘碾现象，极大提高碾压速度，降低沥青混凝土铺设 后热量的散失速度。

优选的，本发明可采用三台2.2吨的碾压机对下层沥青混凝土层和下过渡料 层进行同时品字形碾压，也可以采用中间为2.2吨、两侧为2.6吨的三台碾压机 进行品字形碾压。

在碾压过程中，沥青混凝土初碾温度控制在130℃～160℃，终碾温度不低 于110℃，若摊铺温度过高，摊铺后可静止一定时间后方可进行碾压。振动碾行 走速度控制在20m/min～30m/min。与岸坡结合部位及振动碾碾压不到的边角或 斜坡部位，采用小型人工夯夯实。夯实标准是以沥青混凝土表面“返油”为止， 同时防止因夯实方法不当导致骨料破碎。

碾压沥青混凝土时，碾压机械不得突然刹车，或横跨心墙碾压。采用错位碾 压方式，每次错位半碾宽，从左到右或从右到左的顺序依次碾压。

沥青混凝土心墙的铺筑，沥青混凝土和过渡料从最低处开始向上层逐层铺筑， 与此同时，过渡坝壳料填筑也与沥青混凝土和过渡料平起平压均衡施工，整体心 墙全线均衡上升，使全线尽可能保持同一高程，尽量减少横向接缝。而坝壳料在 坝壳料基层的基础上同步向上铺筑，使得两侧的一对坝壳料层始终会与沥青混凝 土和过渡料、过渡坝壳料的上表面之间围成凹谷地带，即，使得沥青混凝土和过 渡料、过渡坝壳料的铺设一直在风速低于外界风速的环境中进行，而收尾铺平的 工作可以在风力小的天气进行，或者在坝壳料铺设的高度接近心墙要求时，降低 坝壳料铺设速度，以便最后沥青混凝土、过渡料、过渡坝壳料、坝壳料基本维持 同一高程。

当整体心墙在铺筑过程中出现横向接缝时，接合坡度一般做成1：3的坡， 上下层横缝错开2m以上。振动碾压实时，横向接缝处重叠碾压30～50cm。在 心墙两侧2m范围内，不得使用10t(10吨)以上的大型机械作业，避免心墙局 部受震畸变或破坏，如果不得不使用，需确定心墙铺筑后多长时间才能碾压，碾 子激振力大小等，以防心墙局部受震畸变或破坏，各种机械不得直接跨越心墙。 振动碾上的粘附物应及时清理。

本发明采用三台碾压机呈品字形分布的方式同时对铺设好的沥青混凝土层 和过渡料层进行碾压，避免现有技术中沥青混凝土层和过渡料层非同时碾压时， 出现碾压过渡料层时使沥青混凝土层发生位移或畸变的情况，使得碾压后的沥青 混凝土层和过渡料层的交接处交接良好，过渡料层可以为沥青混凝土层提供支撑 作用，减少沥青混凝土在碾压中的损耗。本发明对铺设好的沥青混凝土层和一对 过渡料层进行品字形碾压时，可以采用振碾的方法先碾压6-8遍，再静碾2遍； 也可以采用先静碾2遍，再振碾6-8遍，再静碾2遍的方法，碾压的方法与次数 根据每次摊铺的沥青混凝土的摊铺温度确定，但无论采用哪种碾压方法，终碾后 的沥青混凝土的平均孔隙率均可小于2％。而对过渡坝壳料和坝壳料采用振碾的 方法先碾压6-8遍，再静碾2遍，确保坝面碾压到位，不漏碾。

其中，在每层的对应材料铺设完并碾压之后，还采用温度控制的方法，定时 检测已铺设的下层沥青混凝土层的温度，并根据该温度指导在上面摊铺的上层沥 青混凝土的摊铺过程，具体如下。

步骤1、在下层沥青混凝土层铺设完之后，检测下层沥青混凝土层的温度以 获得温度数据

在将下层沥青混凝土层铺设完、每次碾压之后，定时对下层沥青混凝土层的 表层和表层以下的各间隔层进行温度检测，以便获得下层沥青混凝土层的表层和 各间隔层在铺设后的定时温度数据。

其中，对下层沥青混凝土层的表层和表层以下的各间隔层进行温度检测包括：

沿着下层沥青混凝土层的深度方向将下层沥青混凝土层划分为多个间隔层；

沿着每个间隔层的径向设置多排检测点，每排检测点包括沿该间隔层轴向排 布的多个检测点；

在每次对下层沥青混凝土层进行碾压后，对多个检测点分别进行温度检测。

对每个间隔层的多排检测点进行温度检测之后，获得下层沥青混凝土层的表 层和表层以下的各间隔层在铺设后的定时温度数据。

其中，本发明的各间隔层之间的间距可以为4-6cm，优选的，各间隔层之间 的间距为5cm，即，每隔5cm设置一个间隔层，并在该间隔层上设置多个检测 点。

获得下层沥青混凝土层的表层和各间隔层的定时温度数据后，对表层和各间 隔层的多排检测点的温度数据分别进行先求和、再平均取值的处理，以便获得关 于下层沥青混凝土层铺设后的表层和各间隔层在不同位置及不同时刻的温度数 据。

在检测下层沥青混凝土层的温度并获得温度数据之后，还在对下层沥青混凝 土层进行碾压的过程中，实时检测当地气温、风力及降水量，以便获得实时天气 数据，并将获得的实时天气数据与下层沥青混凝土层的温度数据进行集合处理， 以便获得用于指导高海拔地区沥青混凝土心墙施工的施工数据库。

步骤2、在获得下层沥青混凝土层的温度数据后，根据温度数据，若数据表 明下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃，则确定将在下层沥青混凝土层上面 铺设的待铺设沥青混凝土的出机口温度及摊铺温度。

在获得下层沥青混凝土层的温度数据后，若数据表明下层沥青混凝土层的表 层温度大于或等于70℃，则直接按照铺设下层沥青混凝土层时的温度将待铺设 的沥青混凝土铺设在下层沥青混凝土层上。

需要说明的是，由于高海拔地区的海拔高、温度低，因此，在摊铺下一层沥 青混凝土层后，沥青混凝土层的温降很快，通常摊铺碾压完之后，已摊铺的下层 沥青混凝土层的表层温度都会很快低于70℃，在此情况下，若按照规范规定， 必须对下层沥青混凝土层进行烘烤加热处理，但由于地理、气候等条件的限制， 这样会无法完成施工，因此，本申请的发明人在长期研究工作中提出本发明的如 下方法，即在下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃时，采用下述方法继续摊 铺沥青混凝土：

首先，根据获得的下层沥青混凝土层的表层及各间隔层的温度数据后，获取 下层沥青混凝土层的表层、间隔层的温降变化；

然后，根据温降变化，确定将在下层沥青混凝土层上面铺设的待铺设沥青混 凝土的出机口温度及摊铺温度。

其中，本发明的中间层是指距表层8-12cm之间的间隔层，优选的，当相邻 间隔层的间距为5cm时，中间层采用距表层10cm处的间隔层。

优选的，根据温降变化，确定将在下层沥青混凝土层上面铺设的待铺设沥青 混凝土的出机口温度及摊铺温度包括如下步骤：

若下层沥青混凝土层的表层温度在40℃-70℃之间、表层与中间层的温降小 于或等于30℃，即，当表层温度大于或等于40℃，中间层温度大于或等于70℃ 时(即距表层10cm处的间隔层与表层之间的温降小于或等于30℃时)，则确定 出将在下层沥青混凝土层上面铺设的待铺设沥青混凝土的出机口温度为150℃ -170℃，摊铺温度为140℃-150℃；

若下层沥青混凝土层的表层温度小于40℃、表层与中间层的温降小于或等 于30℃，即，当表层温度小于40℃，中间层温度小于70℃，但表层与中间层(即 距表层10cm处的间隔层)的温降小于或等于30℃时，则确定出将在下层沥青混 凝土层上面铺设的待铺设沥青混凝土的出机口温度为160℃-185℃，摊铺温度为 150℃-165℃；

若下层沥青混凝土层的表层温度小于40℃，且其表层与距表层5cm-6cm处的 间隔层(优选的，本发明采用距表层5cm处的第一个间隔层)之间的温降大于 30℃，则对下层沥青混凝土层进行预加热处理，以提高下层沥青混凝土层的表面 温度，然后在下层沥青混凝土层上面铺设沥青混凝土。

进一步的，在根据温降变化确定出待铺设沥青混凝土的出机口温度和摊铺温 度之后，还可以根据温降变化，相应确定出在下层沥青混凝土层上面铺设的沥青 混凝土层的碾压前的温度(即初碾温度，不小于130℃)，以便在沥青混凝土层 温度大于碾压前温度时，对其进行碾压。

步骤3、当采用上述步骤确定出待铺设沥青混凝土的出机口温度之后，对待 铺设的沥青混凝土的拌合温度进行调节，以便从拌合楼的出机口处输出的沥青混 凝土的温度达到出机口温度。

步骤4、在从拌合楼的出机口处输出的沥青混凝土的温度达到出机口温度后， 将从拌合楼里输出的待铺设沥青混凝土运送至下层沥青混凝土层处，并将待铺设 沥青混凝土以上述步骤中确定出的摊铺温度直接铺设在下层沥青混凝土层上面， 以便通过当前铺设的沥青混凝土覆盖并加热下层沥青混凝土层、将下层沥青混凝 土层的表层融掉，从而形成与下层沥青混凝土层对接的结合处无分层面的上沥青 混凝土层(铺设沥青混凝土时，同时一次性铺设过渡料)。

采用本发明方法最终形成的由多层沥青混凝土层构成的、每相邻两层之间无 结合分层面的沥青混凝土心墙，其温度由下至上呈场效应变化，温度场效应变化 可结合图3所示说明。

图3中所示，为沥青混凝土心墙坝的第N层沥青混凝土和过渡料、在第N 层上面摊铺的第N+1层的沥青混凝土和过渡料的纵截面示意图，其中，A1-AM 分别为第N+1层沥青混凝土层的表层及各间隔层的位于轴线上的各点，B1-BM， C1-CM分别为第N+1层的沥青混凝土层与其两侧的过渡料层的交接处的各点， AN、BN、CN分别为第N层的沥青混凝土层的轴线上的点和位于沥青混凝土层 两侧的过渡料层上与其交接的点。

采用本发明的方法进行沥青混凝土的施工时，施工后会发现，相邻两层沥青 混凝土摊铺后形成的部分心墙的温度并非均匀变化，而是呈现出场效应：在第 N+1层的沥青混凝土的中间层的轴线上的A2点的温降最高，以A2点为中心， 垂直方向的温降高于沿水平方向(即宽度方向)的温降(第N+1层表层以上为 空气，第N层为较冷基面)，但每层厚度有限，厚度约为30-34cm，而宽度可达 0.6-2m以上。由此可以知道，在摊铺沥青混凝土过程中，已摊铺的沥青混凝土 的表层温降要快于深层温降，所以可以采用本发明的方法，当已摊铺的下沥青混 凝土的表层温度较低时，可在已摊铺的下层沥青混凝土层上面直接摊铺温度较高 的沥青混凝土，即通过温度高的沥青混凝土直接将下层沥青混凝土层的表层融掉 并与其对接即可，使先后摊铺的两层沥青混凝土层的结合面处无分层，且形成的 沥青混凝土心墙的各项参数均可达到规范要求。

其中，采用本发明的方法，每次摊铺的沥青混凝土的厚度可大于37cm、小 于或等于40cm(碾压后的厚度大于30cm、小于或等于34cm)，摊铺厚度超出 规范，结合快速碾压，使得已摊铺的沥青混凝土的温降减慢、保温效果更好，极 大提高摊铺速度，在对已摊铺的沥青混凝土表面温度掌握合理的情况下，可实现 一次性摊铺，即无需对已摊铺的沥青混凝土表面进行预加热烘干处理，即可直接 在其上面摊铺上一层沥青混凝土。

综上所述，与现有技术相比，本发明的高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局 部气候营造方法的有益效果体现在以下方面：

1、本发明的方法，针对高海拔地区经常有风且风力较大的特点，在施工时 营造出可以减小风速的凹谷地带，使沥青混凝土和过渡料可以在风速较小的环境 下进行，从而利于施工的顺利进行，提高施工效率。

2、本发明的方法，对沥青混凝土和过渡料一次性同时铺筑，铺筑效率高， 铺筑后采用三台碾压机同步碾压，提高碾压效率，降低摊铺后的沥青混凝土的热 量散失速度，当在其上面摊铺上一层沥青混凝土时，不需将已摊铺的沥青混凝土 表面加热，即可直接在其上面直接摊铺沥青混凝土，从而减少施工工序，极大提 高施工效率；

3、本发明的方法，在沥青混凝土和过渡料铺筑后，采用三台重型碾压机以 品字形布局的方式对铺筑后的沥青混凝土和过渡料进行同步碾压，缩短碾压时间， 降低碾压后沥青混凝土的孔隙率，降低摊铺后的沥青混凝土的热量散失速度，使 过渡料与沥青混凝土接合面处结合更好；

4、本发明的方法，在进行沥青混凝土铺设的过程中，既使已铺设的下层沥 青混凝土层的表层温度小于70℃，也可以将待铺设的沥青混凝土直接铺设在下 层沥青混凝土层上面，无需对下层沥青混凝土层进行预加热，极大提高施工效率， 减少施工成本，缩短施工周期。

5、本发明的方法，当已铺设的下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃时， 通过已铺设的下层沥青混凝土层的温度数据，确定待铺设的沥青混凝土的出机口 温度、摊铺温度等，并根据确定的温度值对沥青混凝土的拌合、摊铺等过程进行 调整，从而可将待铺设的沥青混凝土直接铺设在下层沥青混凝土层上面，并通过 当前铺设的沥青混凝土融掉下层沥青混凝土层的表层，使两层沥青混凝土层直接 对接，两层沥青混凝土层之间无结合分层面，确保形成的沥青混凝土心墙坝的各 参数及强度符合甚至超过规范要求。

6、本发明的方法，在铺设沥青混凝土的过程中，把已铺设的沥青混凝土的 表层和深层的温降与外部气候条件联系起来，并根据温度数据指导上层沥青混凝 土的铺设，从而避免规范中表层温度小于70℃时必须对下层沥青混凝土层进行 烘烤以预加热的问题，提高施工效率。

7、本发明的方法，在沥青混凝土心墙坝施工的过程中，将已铺设的沥青混 凝土在不同条件下的温度数据与待铺设沥青混凝土的出机口温度、摊铺温度、碾 压前后温度等融合在一起，形成沥青混凝土心墙施工的施工数据库，从而可为将 来在高海拔地区进行沥青混凝土心墙的施工提供有力指导与支持，对类似项目起 到积极推动作用。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人 员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改 都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高海拔地区沥青混凝土心墙施工的局部气候营造方法，其特征在于，包括：

通过在高海拔地区待铺筑沥青混凝土心墙的基座两侧预铺坝壳料，形成突出于基座表面的一对坝壳料基层，使一对坝壳料基层与基座表面之间围成用于减小风速的凹谷地带；

以一对坝壳料基层及基座为基础，在一对坝壳料基层及基座的上方逐层同步铺筑对应材料，以便在两侧坝壳料的遮挡下，凹谷地带内铺设的所有材料始终在风速较小的环境中进行，直至形成相邻层间无结合面的沥青混凝土心墙；

其中，所述同步铺筑对应材料包括：在所述一对坝壳料基层上继续铺设坝壳料形成砂砾石坝的同时，在基座上一次性铺筑沥青混凝土和过渡料，以便在基座上形成沥青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层；

其中，所述高海拔地区是指海拔3000米以上的地区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步铺筑对应材料还包括：在所述凹谷地带内，在所述过渡料层与对应的所述坝壳料基层的侧壁之间同步铺设过渡坝壳料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述凹谷地带内的位于所述基座的来风方向的一侧设置用于防尘的防尘网的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坝壳料基层的侧壁与竖直方向具有大于0°的倾斜角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述坝壳料基层的侧壁与竖直方向之间的倾斜角为30°-45°。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述坝壳料基层相对所述基座的高度为8m-10m。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，在所述基座上形成沥青混凝土层和位于沥青混凝土层两侧的一对过渡料层后，还包括采用超出现有规范标准的三台碾压机以品字形分布对沥青混凝土层和一对过渡料层进行碾压的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述品字形碾压是通过用于碾压所述沥青混凝土层的碾压机在前、用于碾压一对过渡料层的一对碾压机在后，同时行走碾压的方法。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在逐层铺设沥青混凝土层的过程中，通过定时检测下层沥青混凝土层的温度，指导在其上面摊铺的沥青混凝土的摊铺过程。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过定时检测下层沥青混凝土层的温度，指导在其上面摊铺的沥青混凝土的摊铺过程包括：

在下层沥青混凝土层铺设完之后，检测下层沥青混凝土层的温度以获得温度数据；

根据温度数据，若下层沥青混凝土层的表层温度小于70℃，则确定将在下层沥青混凝土层上面铺设的待铺设沥青混凝土的出机口温度及摊铺温度；

确定待铺设沥青混凝土的出机口温度之后，对待铺设的沥青混凝土的拌合温度进行调节，以便从拌合楼的出机口处输出的沥青混凝土的温度达到所述出机口温度；

将达到所述出机口温度的待铺设沥青混凝土运送至下层沥青混凝土层处，并将待铺设沥青混凝土以所述摊铺温度直接铺设在下层沥青混凝土层上面，以便通过当前铺设的沥青混凝土加热下层沥青混凝土层，形成与下层沥青混凝土层对接的无结合分层面的上沥青混凝土层。