透水混凝土系統(tǒng)施工技術

longquanlee 2019-10-16

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? 摘要：透水混凝土在實現(xiàn)海綿城市城起著不可或缺的作用,，而透水混凝土本身也是個系統(tǒng)工程,，本文從原材料的技術要求、配合比的設計,、路面面層基層的要求,、生產與施工、養(yǎng)護等全過程進行了系統(tǒng)論述,。海綿城市的概念現(xiàn)在已經(jīng)深入人心,，是我國力推以解決城市雨洪管理難題的新建設模式。而透水混凝土則是實現(xiàn)海綿城市不可或缺的材料,，透水混凝土首先由歐美,、日本等國家針對原城市道路的路面的缺陷，開發(fā)使用的一種能讓雨水流入地下,，有效補充地下水,；并能有效的消除地面上的油類化合物等對環(huán)境污染的危害；同時,，是保護自然,、維護生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應的優(yōu)良的鋪裝材料,；其有利于人類生存環(huán)境的良性發(fā)展及城市雨水管理與水污染防治等工作上,，具有特殊的重要意義^[1]。中新（天津）生態(tài)城15%?20%路面為透水路面,，所有慢行系統(tǒng)及停車位均采用透水鋪裝,，在2016年夏季大雨有效起到了排水、避免內澇的效果^[2],。

透水混凝土對原材料的要求

水泥：一般選用42. 5級以上硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,，為了提高其強度，可摻入少量高活性混合材料,，如硅灰等,。
集料：集料的級配是決定其強度和透水性的重要指標和主要依據(jù)，是關系到其透水性質與功能,，能否整體體現(xiàn)和實現(xiàn),。保證強度及良好的透水性能的重要環(huán)節(jié)，粗集料需通常采用粒徑較小的單一粒級,，如4.75?9.5mm,。此外，對集料自身強度,、顆粒形狀（針,、片狀含量）及含泥量等也有相當嚴格的技術要求，此處不再贅述。
外加劑_：包括高效減水劑和增強劑,，兩者的作用是在保持一定稠度或干濕度的前提下,，提高顆粒間的粘結強度，進而提高透水性混凝土的整體力學性能和耐磨性能,。
拌合水_：采用嚴格經(jīng)過衛(wèi)生防疫部門檢測經(jīng)過特殊處理的水質材料,。

透水性混凝土的配合比設計

目前透水性混凝土的配合比設計還沒有一套成熟的計算方法，根據(jù)透水性混凝土理想模型的結構特點,，可以認為透水性混凝土的外觀體積由集料堆積而成,，混凝土所需的水泥漿以能夠包裹粗集料表面，形成一定厚度的膠結層和在集料之間形成連通的孔隙為宜,。首先根據(jù)設計要求確定選用的材料,，并測試選用材料的基本性能，再確定單位體積混凝土中集料的用量,，然后根據(jù)集料的表觀密度和設計要求的孔隙率確定膠結材料用量,，再根據(jù)成型工藝的要求不同季節(jié)確定用水量。通常透水性混凝土的水灰比介于0. 25?0. 40之間,，水泥用量在250kg/m³?350kg/m³范圍內,。

透水混凝土路面基層的要求

3.1 透水混凝土路面的厚度：根據(jù)路面功能來確定厚度。對人行道,，自行車道等輕荷重地面,，建議厚度應大于80mm;對停車場、廣場等中荷重地面!建議厚度應大于100mm;重型車道建議厚度應大于180mm,，如采用彩色透水混凝土,，往往分為二層施工，即表層為彩色透水混凝土層,，厚度一般不低于30mm,，下層為素色透水混凝土墊層。
3.2 為確保路體結構層具有足夠的整體強度和透水性,，表面層下需有透水基層和較好保水性的墊層,?；鶎右?/span>_：在素土層夯實層上,，配用的基層材料，應有適當?shù)膹姸韧?，須有較好的透水性,，采用級配砂礫或級配碎石等。采用級配碎石時,，碎石的最大粒徑應小于0. 7倍的基層厚度,，且不超過50mm。墊層一般采用天然碎石,，粒徑小于10mm,，并鋪有一定厚度,、鋪設需均勻平整。
3.3 透水混凝土路面基層橫坡度宜為1. 25%?2. 75%,，面層橫坡度應與基層橫坡度相同,。
3.4 全透水結構的人行道基層可采用級配砂礫、級配碎石及級配礫石基層,，基層厚度不應小于135-155mm,。全透水結構的其他道路級配砂礫、級配碎石及級配礫石基層上應增設多孔隙穩(wěn)定碎石基層,。（多孔隙水泥穩(wěn)定碎石基層不應小于200mm;級配砂礫,、級配碎石及級配礫石基層不應小于150mm)
3.5 半透水結構水泥混凝土基層的抗壓強度等級不應低于C15-25,厚度不應小于150mm;級配砂礫、級配碎石及級配礫石基層不應小于150mm,。

排水系統(tǒng)設計

4.1 全透水結構設計時應考慮路面下排水,，路面下的排水可設排水盲溝，排水盲溝應與道路設計時的市政排水系統(tǒng)相連,，雨水口號基層,、面層結合處應設置成透水形式，得于基層過量水分向雨水口匯集,，雨水口周圍應設置寬度不小于1m的不透水土工布于路基表面,。
4.2 設計排水系統(tǒng)時可利用市政排水溝或雨水口，透水混凝土可直接鋪設至市政排水溝或雨水口中,，面積較大的廣場宜設置排水盲溝,。

伸縮縫的設置

5.1 透水混凝土面層應設計縱向和橫向接縫?？v向接縫的間距應按路面寬度在3. 0m?4. 5m范圍內確定,，橫向接縫的間距宜為4. 0m?6. 0m;廣場平面尺寸不宜大于25m²，面層板的長寬比不宜超過1.3,。當基層有結構縫時,，面層縮縫應與基相應結構縫位置一致。
5.2 當透水混凝土面層施工長度超過30m,，應設置脹縫,。在透水水泥混凝土面層與側溝、建筑物,、雨水口中,、鋪面的砌塊、瀝青鋪面等其他構造物連接處,，應設置脹縫,。
5.3 透水混凝土一般采用后切割的施工方法，這樣切出的伸縮縫，整齊漂亮,。我們建議使用無齒鋸切割,，具體切割時間應視厚度、天氣情況而定,，一般為攤鋪完成后3?8天內切割（夏季高溫季節(jié)24h后就必須切割）,。

透水混凝土的施工

6.1 一般規(guī)定
(1)施工前應查勘施工現(xiàn)場，復核地下隱蔽設施的位置和標高,，根據(jù)設計文件及施工條件,，確定施工方案，編制施工組織設計,。
(2)施工前應解決水電供應,、交通道路、攪拌和堆放場地,、工棚和倉庫,、消防等設施。施工現(xiàn)場應配備防雨,、防潮的材料堆放場地,，材料應分別按標識堆放，裝卸和搬運時不得隨意拋擲,。
(3)面層施工前應按規(guī)定對基層,、排水系統(tǒng)進行檢查驗收，符合要求后方能進行面層施工,。
(4)在透水水泥混凝土面層施工前,，應對基層作清潔處理，處理后的基層表面應粗糙,、清潔,、無積水，并應保持一'定濕潤狀態(tài),。
(5)施工現(xiàn)場應配備施工所需的輔助設備,、輔助材料、施工工具,，并應采取安全防護設施,。
6.2 攪拌和運輸
(1)透水水泥混凝土宜采用強制性攪拌機進行攪拌，攪拌機的容量應根據(jù)工程量,、施工進度,、施工順序和運輸工具等參數(shù)選擇,。新拌混凝土出機至作業(yè)面運輸時間不宜超過30min,。

(2)進入攪拌機的原材料必須計量準確，并應符合下列要求：
①袋裝水泥應抽查袋重的準確性；②每臺班拌制前應精確測定集料的含水率,，并應根據(jù)集料的含水率,，調整透水水泥混凝土配比中的用水量，由施工現(xiàn)場試驗確定施工配合比,；③透水水泥混凝土原材料（按質量計）的允許誤差,，不應超過下列規(guī)定：
水泥：±1%;增強料：±1%;集料：±2%;水：+1%;外加劑_：±1%。
(3)透水水泥混凝土的拌制宜先將集料和50%用水量加入攪拌機拌合30s,，再加人水泥,、增強料、外加劑拌合40s,，最后加入剩余用水量拌合50s以上,。
(4)當透水混凝土面層采用雙色組合層設計時，應采用不同攪拌機分別攪拌不同色彩的混凝土,。
(5)透水水泥混凝土拌合物運輸時應防止離析,，并應注意保持拌合物的濕度，必要時應采取遮蓋等措施,。
(6)透水水泥混凝土拌合物從攪拌機出料后,，運至施工地點進行攤鋪、壓實直至澆筑完畢的允許最長時間,，可由實驗室根據(jù)水泥初凝時間及施工氣溫確定,，并應符合表丄的規(guī)定。

表1 透水混凝土從攪拌機出料至澆筑完畢的允許最長時間

施工氣溫T (C)	允許最長時間（h)
5≤T≤10	2.0
10≤T≤20	1.5
20≤T≤32	1.0

6.3 透水混凝土鋪筑
（1）普通透水混凝土面層施工應符合下列規(guī)定：
模板的制作與立模應符合下列規(guī)定_：①模板應選用質地堅實,、變形小,、剛度大的材料，模板的高度應與混凝土路面厚度一致,；②立模的平面位置與高程應符合設計要求,，模板與混凝土接觸的表面應涂隔離劑。③透水水泥混凝土拌合物攤鋪前,，應對模板的高度,、支撐穩(wěn)定情況等進行全面檢查。
(2)透水水泥混凝土拌合物攤鋪應均勻,，平整度與排水坡度應符合要求,，攤鋪厚度應考慮松鋪系數(shù)，其松鋪系數(shù)宜為1.1,。
(3)透水水泥混凝土宜采用平整壓實機,，或采用低頻平板振動器振動和專用滾壓工具滾壓。壓實時應輔以人工補料及找平,，人工找平時施工人員應穿上減壓鞋進行操作,。
(4)透水水泥混凝土壓實后,，宜使用抹平機或人工對透水水泥混凝土面層進行收面，必要時應配合人工拍實,、整平,。整平時必須保持模板頂面整潔，接縫處板面應平整,。
(5)模板的拆除,，應符合下列規(guī)定：①拆模時間應根據(jù)氣溫和混凝土強度增長情況確定。②拆模不得損壞混凝土路面的邊角,，應保持透水水泥混凝土塊體完好,。
(6)當采用彩色透水水泥混凝土雙色組合層施工時，上面層應在下面層初凝前進行鋪筑,。
6.4 接縫施工
路面縮縫切割深度宜為（1/2?1/3)路面厚度,；路面脹縫應與路面厚度相同。施工中施工縫可代替縮縫,。
6.5養(yǎng)護
(1)透水水泥混凝土路面施工完畢后,，宜采用塑料薄膜覆蓋等方法養(yǎng)護。養(yǎng)護時間應根據(jù)透水水泥混凝土度增長情況定,。
(2)養(yǎng)護期間透水混凝土面層不得通車,，并應保證覆蓋材料的完整。
(3)透水水泥混凝土路面未達到設計強度前不得投入使用,。透水水泥混凝土路面的強度,，應以透水水泥混凝土試塊強度為依據(jù)。

6.6 涂覆透明封閉劑：
待表面混凝土成型干燥后在3天左右,，涂刷封閉劑,，增強耐久性和美觀性。防止透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙,。
6.7 季節(jié)性施工
(1)施工中應根據(jù)工程所在地的氣候環(huán)境,，確定冬季、夏季和雨季的起止時間,。
(2)雨季施工應加強與氣象部門聯(lián)系,，及時掌握氣象條件變化，并應做好防范準備,。
(3)雨季施工應充分利用地形與現(xiàn)有排水設施,，做好防雨及排水工作。
(4)雨天不宜進行基層施工,，透水水泥混凝土面層不應在雨天澆筑,。
(5)雨后攤鋪基層時，應先對路基狀況進行檢查,，符合要求后方可攤鋪,。
(6)當室外日平均氣溫連續(xù)5天低于5°C時,，透水混凝土路面不得施工。
(7)透水水泥混凝土路面夏季施工,，應符合下列規(guī)定_：①混凝土拌合物澆筑中應盡量縮短運輸、攤鋪,、壓實等工序時間,，收面后應及時覆蓋、灑水養(yǎng)護,；②攪拌站應設有遮陽棚,；模板和基層表面，在澆筑混凝土前應灑水濕潤,；③當遇陣雨時,，應暫停施工并應及時采用塑料薄膜對已澆筑混凝土。
(8)當室外最高氣溫達到32°C及以上時,，不宜施工,。

注意事項

(1)施工現(xiàn)場須專人負責物料的配比。
(2)嚴格控制水灰比,，即控制水的加入量,，水在攪拌中分2?3次加入，不允許一次性加入,，至集料發(fā)亮應立即停止加水,。
(3)為使物料攪拌均勻，適當延長機械攪拌時間,，但不宜過長,。
(4)運輸
透水混凝土屬干性混凝土料，其初凝快,，一般根據(jù)氣候條件控制混合物的運輸時間,，運輸一般控制在10min以內，運輸過程中不要停留,，手推車必須平穩(wěn),。
(5)攤鋪、澆筑成型_：透水混凝土屬干性混凝土料,，其初凝快,，攤鋪必須及時。對于人行道面,，大面積施工采用分塊隔倉方式進行攤鋪物料,，其松鋪系數(shù)為1.1。將混合物均勻攤鋪在工作面上,，用括尺找準平整度和控制一定的泛水度,，然后用平板振動器（厚度厚的用平板振動器）或人工搗實,。搗實不宜采用高頻振動器。最后抹子拍平,，抹合不能有明水,。
(6)平板振動器振動時間不能過長，防止過于密實,，可出現(xiàn)離析現(xiàn)象,。
(7)攤鋪時盡量快和正確。
(8)因透水混凝土其孔隙率大,，水分揮發(fā)快,，當天氣溫高于35V時，施工時間應宜避開中午,，適合在早晚進行施工,。
(9)養(yǎng)生：透水混凝土與水泥混凝土屬性類似，因此鋪攤結束后,，經(jīng)檢驗標高,、平整度均達到要求后。當氣溫較高時,，為減少水分的蒸發(fā),，宜立即覆蓋塑料薄膜，以保持水分,。也可采用灑水養(yǎng)生,，所有養(yǎng)生期不得少于7d，使其在養(yǎng)護期內強度逐漸地提高,。
灑水養(yǎng)生,，透水混凝土在澆筑后ld開始灑水養(yǎng)護，高溫時在8h后開始養(yǎng)護,，但淋水時不宜用壓力水直接沖淋混凝土表面,，應直接從上往下淋水。透水混凝土濕養(yǎng)時間不少于3d,。
養(yǎng)生時間應根據(jù)施工溫度而定,，一般養(yǎng)生期為14?21d，高溫時不少于14d,，低溫時不少于21d,，5V以下施工，養(yǎng)生期不少于28d,。

結論

實現(xiàn)透水混凝土的預期效果,，每個環(huán)節(jié)的質量控制必不可少，透水混凝土本身也是個系統(tǒng)工程,，從原材料的技術要求,、配合比的設計,、路面面層基層的要求、生產與施工,、養(yǎng)護等全過程嚴格控制,，是保障效果、實現(xiàn)海綿城市的關鍵,。