摘要：寒冷地区对于心墙坝的各项性能要求是比较高的，首先，心墙坝需要有足够的防渗性和适应变形的性能，其次，选用的土料需要施工简单、易于连接，在寻找坝址附近的防渗土料的时候，沥青混凝土心墙坝凭借其自身的优质性能被人们所关注。本文首先阐述了寒冷地区沥青混凝土，并着眼国内、外分析了寒冷地区沥青混凝土心墙坝的研究现状，最后提出了寒冷地区沥青混凝土心墙坝的深入研究方向。
关键词：寒冷地区；沥青混凝土心墙坝；研究现状
引言
新疆地区虽然具有足够的光照，但是仍处于寒冷地区，寒冷地区最为典型的特点就是冻土广布，由于昼夜温差比较大、冻融交叉的比较频繁，因此，冻土便不断地累积起来。寒冷地区的气温本身就比较低，而且温差起伏比较大，在冻土的影响下地基自然也会不稳定，因此，能够被用于心墙坝建设的材料少之又少而沥青混凝土心墙坝却能够凭借着其自身的超强适应性在众多材料中脱颖而出。
一、寒冷地区沥青混凝土概述
新疆作为寒冷地区之一自然存在着寒冷地区的共性特点，首先，从气温上来看，寒冷地区的气温都普遍较低，新疆虽然光照较为充足，但是，光照带来的热量远远不足以中和寒冷的气流；其次，新疆的昼夜温差比较大，更利于地下深处资源的形成，充足的光照和温差的变化使得地下物理作用更容易发生，从而在物理因素的影响下资源更为优质。新疆等寒冷地区地下深处蕴藏的天然沥青较多且质量较好，这是沥青混凝土心墙坝修筑的便利条件，沥青混凝土制成的主要材料就是沥青，而就地取材的优质沥青能够使得沥青混凝土心墙坝的修筑更为高效。早在20世纪沥青便凭借其自身的胶结作用和强大的性能被坝型修筑工程所青睐，由于碾压式沥青混凝土心墙与浇筑式沥青混凝土心墙在施工工艺上有所差异，因此，便将沥青混凝土心墙划分为两大类。碾压式沥青混凝土心墙主要是借助外力的作用对沥青拌合料进行密度的压实，而浇筑式沥青混凝土心墙的施工侧重点却在用量上，通过提高浇筑沥青用量利用沥青自身的重力实现流动压实的效果，总而言之，两种沥青混凝土心墙坝修筑方法都各有优势，其相同之点便在于都是利用压实实现稳定心墙坝的效果。
二、国内对于寒冷地区沥青混凝土心墙坝的研究
1.碾压式沥青混凝土心墙坝的发展
改革开放之前，沥青混凝土防渗技术处于刚起步的阶段自然得不到什么支持，而大部分国人仍处于保守落后的状态，对于新事物新技术仍存在抵触的心理，刚开始起步的时候仅在少数低坝工程的建设中使用过。除了我国较为封闭保守之外，导致沥青混凝土防渗技术得不到普遍发展的原因还有我国机械化水平相对较低，改革开放之前，几座碾压式沥青混凝土心墙的修筑的过程中人工的参与较多，很少有全机械化碾压的情况。随着改革开放的逐步进行，我国的国门也被打开，更多先进的技术、设备也被大力引进，碾压式沥青混凝土技术也更多得到了实践的检验。从2001年利用简易的设备修筑了坎儿其沥青混凝土心墙坝之后，沥青混凝土防渗技术才真正得到普遍的认可和使用，随着坝高越来越高，技术难度也越来越大，对于碾压式沥青混凝土心墙坝的修筑挑战也越来越严峻。
2.浇灌式沥青混凝土心墙坝的发展
无论是在起步上还是在推广速度上，浇灌式都要优于碾压式，首先，浇灌式沥青混凝土心墙坝的起步时间是1973年，其次，在第一座浇灌式沥青混凝土心墙坝修筑成功之后便被快速推广开来，这无非是碾压式沥青混凝土心墙坝所无法比肩的。第一座浇灌式沥青混凝土心墙坝的修筑就是在寒冷的东北地区，可见，浇筑式沥青混凝土心墙坝修筑技术已在寒冷地区得到过实践的检验，东北地区本身就气候寒冷，但是在心墙坝修筑的过程中并没有避开冬季，而且建成之后在性能的检测过程中也并没有发现影响运行的漏洞，因此，有了东北地区这一前车之鉴便更有助于浇灌式沥青混凝土心墙坝的快速推广。之后修筑成功的郭台子、西沟等心墙坝都能够对浇灌式沥青混凝土心墙坝的优越性能进行证实，除了施工活动不用避开冬天寒冷季节之外，浇灌式沥青混凝土心墙坝还能够从容应对多种恶劣天气，20世纪90年代的时候新疆开始引入这种筑坝的方式，多拉特水库加固扩建工程效益的发挥使得浇灌式沥青混凝土心墙坝的优势进一步凸显出来。
三、国外对于寒冷地区沥青混凝土心墙坝的研究
1.土石坝的面板防渗
土石坝的面板防渗的初步使用是在1893年的意大利，主要是将沥青铺设在上游坝面的表层起到防渗和保护的作用，之后在德国等国家纷纷借鉴这种保护坝面的方式进行土石坝面板工程的建设，从此之后，沥青也被成为了心墙坝修筑施工必不可少的材料之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆沥青的防渗性能得到工程施工的青睐，而沥青混凝土在保持沥青建筑性能的基础上掺入了更多建筑材料，使得防渗修筑性能得到进一步的提高，从此，沥青混凝土材料在土石坝的面板防渗工作中被重视起来。
2.沥青混凝土心墙防渗
葡萄牙1949年修筑的沥青混凝土心墙坝可谓是开沥青混凝土心墙防渗之先河，当将沥青混凝土运用到沥青混凝土心墙防渗实践成功之后，这种沥青混凝土心墙的结构形式被德国所借鉴，1962年，德国便修筑出第一座利用机械进行碾压的沥青混凝土心墙坝，这座机械碾压心墙坝的修筑也在全世界范围内产生了巨大的影响。在德国利用机械技术建成第一座心墙坝之后，便填补了机械碾压心墙坝修筑的空白区，也打破了机械与沥青混凝土相结合的盲区，1997年挪威修筑的心墙坝高度突破百米，且随着水利设施的不断完善和技术的普遍提高，心墙坝的修筑也不只止步于最初的成果。由于国外机械技术化水平要比国内高，因此，国外的碾压式沥青混凝土心墙坝的发展也是极为迅速的，碾压式沥青混凝土心墙坝将机械化技术与沥青混凝土的优势结合起来，不仅能够使得施工从容的应对各种复杂环境和恶劣天气，还能够使得施工的效率提高。1977年奥地利修筑百米级高坝，这对于心墙坝修筑技术而言无疑是一项巨大的挑战，但是，在奥地利的敢于尝试下，百米级高坝由愿景成为了现实，奥地利修筑百米级高坝的坝址本身就处于高海拔、恶劣的施工环境，因此，修筑心墙坝的工期比较长，但是最终的修筑成果仍是可观的。除了奥地利修筑百米级高坝成功之外，苏联也在研究浇筑式沥青混凝土心墙坝坝型方面取得成功，俄罗斯以及西伯利亚等寒冷地区修筑浇筑式沥青混凝土心墙坝成功的案例也能够为之后心墙坝的修筑提供经验。
四、对寒冷地区沥青混凝土心墙坝的深入研究
1.配合比设计与试验
我国沥青混凝土心墙坝的研究起步就要比其他国家慢一拍，因此，发展过程中势必会有不足之处，比如，沥青混凝土是修筑心墙坝的主要材料，但是，我国在配合比设计的时候却要花费很长的时间材料的调配和试验，而且，在配合比设计与试验过程中还要投入大量的资金进行建设前的支持。由此可见，沥青混凝土材料的配合比设计与试验方面仍是我国心墙坝建设的一个短板，如何缩短配合比设计与试验周期、如何节省资金的投入等都是我国亟待研究和解决的问题。
2.应力应变分析
寒冷地区的地质本身就不稳定，再加之冻土广布，沥青混凝土心墙坝的修筑便面临一层又一层的难题，虽然修筑技术得到有效的研究并应用于实践之中，但是，无法确保工程修筑之后不会出现因应力变形等问题，因此，应力应变分析也正应该成为我国重点研究的方向。如今，我国的机械化水平和技术水平都在快速的发展，因此，我国应该借助这些便利的条件对之前存在解决局限性的问题进行深入研究，比如，心墙坝修筑之后可能会因为各种应力而发生形变，这就需要着重对心墙坝应力应变进行深入分析，从研究沥青混凝土与心墙坝结构之间的关系入手，从而制定出多种解决变形问题的可行性方案。
3.坝体分区结构与施工技术
心墙坝的修筑必须要对坝体的分区结构进行深入的了解，以便对修筑要点和标准进行把握。施工技术方面，不仅仅要提高沥青混凝土修筑技术，更要将相关的技术配合到位，可以从缩短施工周期、节省修筑成本和提高技术适应性等方面入手，只有从根本上对坝体分区结构进行把握才能针对实际情况选择合适的施工技术，也只有施工技术过硬才能够更好的应对各种复杂的分区结构状况。
结束语
目前来看，虽然沥青混凝土心墙坝在国内外建设方面都有所发展，但是，对于沥青混凝土心墙坝仍停留在经验层面，相关研究课题仍然处于空白的状态。沥青混凝土心墙坝受到外界干扰因素很少，因此能够适应寒冷地区对于心墙坝的苛刻要求，但是，沥青混凝土心墙坝也并非十全十美的，其应力状态较为复杂，而且工程量和后期修补难度都要更大，因此，沥青混凝土心墙坝仍是亟待完善的研究课题。
参考文献
[1]崔江豫.寒冷地区水利枢纽工程沥青混凝土心墙坝设计与施工要点探讨[J].陕西水利,2019(12):118-120.
[2]卢磊,陈磊.寒冷地区沥青混凝土心墙坝研究现状分析[J].中国水能及电气化,2019(11):57-59.
[3]余林.寒冷地区沥青混凝土心墙坝研究现状分析[J].水利规划与设计,2018(01):114-118.
[4]李燕波.寒冷地区沥青混凝土心墙坝低温施工及跨年度施工技术研究[J].西北水电,2017(01):40-42.
论文作者:林锋
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6