透水水泥混凝土路面設(shè)計(jì)及施工要領(lǐng)

唐國榮

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200030）

0 引言

帕米亞透水水泥混凝土路面技術(shù)在日本的應(yīng)用已有三十多年歷史，占有市場主導(dǎo)地位，市場占有率約85%。透水水泥混凝土路面與傳統(tǒng)水泥混凝土路面的區(qū)別在于它恢復(fù)了地面與大氣層的自然聯(lián)系，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境；可增強(qiáng)地面滲水能力，減少城市雨水徑流排放，避免雨天路面積水，降低路面溫度，減輕城市熱島效應(yīng)；降低機(jī)動(dòng)車行駛噪聲；適用于人行道路、市政輕型道路、輕型停車場、廣場、建筑外附屬道路、園林道路等，亦可用于江河湖泊生態(tài)植草護(hù)坡。

1 原材料要求

（1）水泥應(yīng)使用42.5等級(jí)以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

（2）集料應(yīng)采用天然碎石或破碎后的卵石，粒徑范圍5～13 mm，粒徑均勻、潔凈、質(zhì)地堅(jiān)韌，針片狀顆粒含量小于5%，含泥量小于1%，壓碎值小于20%。有景觀需要的場合，可采用天然彩色碎石。

（3）混凝土的用水質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63）。

（4）為改善透水混凝土中集料間的粘結(jié)性能，提高透水混凝土強(qiáng)度和韌性，采用帕米亞透水混凝土增強(qiáng)劑，并應(yīng)附產(chǎn)品質(zhì)量保證書。

（5）有景觀需要的場合，可摻加無機(jī)顏料。

2 主要技術(shù)要求

（1）透水混凝土的空隙率應(yīng)達(dá)到20%～25%，以保證透水混凝土內(nèi)部連續(xù)空隙率達(dá)到15%～18%。

（2）透水混凝土28 d的彎拉強(qiáng)度ff應(yīng)不低于3.0 MPa。

（3）透水混凝土路面的透水系數(shù)K≥1mm/s。

（4）必須根據(jù)實(shí)際采用的原材料通過試驗(yàn)確定滿足設(shè)計(jì)及上述技術(shù)要求的混凝土配合比。

3 透水混凝土路面設(shè)計(jì)要領(lǐng)

3.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）透水混凝土路面由透水混凝土面層和透水基層構(gòu)成。透水基層宜采用級(jí)配碎石，帕米亞透水混凝土路面結(jié)構(gòu)可根據(jù)交通條件按表1選用。

（2）當(dāng)實(shí)際降雨強(qiáng)度超過單位設(shè)計(jì)滲透量及單位空隙貯存量時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)采取必要的排水措施。

（3）為防止影響雨水的滲透，不宜采用抹灰打底的措施增強(qiáng)土基。

（4）透水混凝土路面橫斷面坡度應(yīng)為1%～2%。

（5）當(dāng)設(shè)計(jì)透水壽命為10 a以上，以及其他特殊場合，應(yīng)作特殊設(shè)計(jì)。特殊設(shè)計(jì)的透水混凝土路面，其厚度的確定應(yīng)按現(xiàn)行水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范中混凝土板應(yīng)力分析及計(jì)算流程進(jìn)行。

（6）在進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮交通條件、土基條件、氣象、地形、地下水位、經(jīng)濟(jì)性、投入使用后的實(shí)際功能等因素。

3.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)

(1)透水混凝土面層應(yīng)設(shè)置縱向或橫向縮縫，縮縫間距為3～5m?？s縫頂部應(yīng)鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4～1/5，寬度為3～8 mm，槽內(nèi)填塞填縫材料。其構(gòu)造如圖1所示。

(2)當(dāng)透水混凝土面層施工長度超過100 m（夏季為150 m）或與其他構(gòu)筑物連接處〔如側(cè)溝、建筑物、窨井或其他鋪面（連鎖砌塊、瀝青鋪面等）〕應(yīng)設(shè)置脹縫。脹縫構(gòu)造如圖2所示。

(3)透水混凝土面層縮縫與脹縫處不設(shè)置傳力桿。

(4)接縫填縫料應(yīng)選用與混凝土接縫槽壁粘結(jié)力強(qiáng)、回彈性好、適應(yīng)混凝土板收縮、不溶于水、高溫時(shí)不流淌、低溫時(shí)不脆裂、耐老化的材料。

3.3 排水設(shè)計(jì)

(1)當(dāng)實(shí)際降雨強(qiáng)度超過單位設(shè)計(jì)滲透量及單位空隙貯存量時(shí)，應(yīng)在雨水集中處設(shè)置側(cè)溝或雨水井，進(jìn)行排水處理，避免超容量部分的雨水形成路表積水。

表1 帕米亞透水混凝土路面結(jié)構(gòu)典型組合一覽表

圖1 縮縫構(gòu)造圖

圖2 脹縫構(gòu)造圖

(2)當(dāng)透水混凝土路面與瀝青等不透水鋪面或透水混凝土路面有邊緣鋪砌連接時(shí)，應(yīng)保證邊緣鋪砌下部結(jié)構(gòu)層內(nèi)的雨水能暢通排出，必要時(shí)可設(shè)置PVC管連通，如圖3、圖4所示。

圖3 貫通透水基層構(gòu)造圖

圖4 不貫通透水基層構(gòu)造圖

(3)因鋪設(shè)地形或周邊環(huán)境等因素，透水路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部雨水易聚積于低洼處，應(yīng)在滲透雨水集中處設(shè)置暗渠或碎石盲溝等排水設(shè)施，如圖5所示，防止路表局部積水。

圖5 設(shè)置碎石盲溝、透水管道示意圖

（4）透水混凝土路面與不透水鋪設(shè)體連接時(shí)，連接處可設(shè)置側(cè)溝或窨井，如圖6所示。

圖6 與不透水鋪設(shè)體連接設(shè)置側(cè)溝或窨井示意圖

（5）透水混凝土路面與植被連接時(shí)，連接處可設(shè)置側(cè)石或側(cè)石加碎石溝槽，如圖7、圖8所示，防止植被處泥土流入。

圖7 與植被連接設(shè)置側(cè)石示意圖

圖8 植被連接設(shè)置側(cè)石和碎石溝槽示意圖

（6）透水混凝土路面與臺(tái)階連接時(shí)，可在連接處設(shè)置側(cè)溝（如圖9所示），側(cè)溝頂面應(yīng)設(shè)置保證行人安全的蓋板。

圖9 與臺(tái)階連接處設(shè)置側(cè)溝

（7）在普通混凝土表面鋪設(shè)透水混凝土層時(shí)，應(yīng)在普通混凝土板塊上設(shè)置排水斜坡，雨水集中處設(shè)置排水設(shè)施，在普通混凝土板塊與透水混凝土層之間必須鋪設(shè)隔離層。

4 施工要領(lǐng)

4.1 透水混凝土拌制

（1）透水混凝土的拌制方式，以及機(jī)具設(shè)備與普通混凝土基本相同，應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。

（2）集料堆場應(yīng)全覆蓋防雨，嚴(yán)防堆底浸水。裝載機(jī)料斗內(nèi)和料倉內(nèi)的集料不應(yīng)有明顯的濕度差別。

（3）攪拌前應(yīng)精確測定集料的含水率，根據(jù)集料含水率，及時(shí)調(diào)整用水量。

（4）透水混凝土拌合料在攪拌時(shí)，各材料均應(yīng)先計(jì)量，原材料每盤稱量偏差見表2所列。投料順序?yàn)橄韧度爰?，后水泥，待集料與水泥干拌合后再投入增強(qiáng)材料攪拌，干拌時(shí)間不應(yīng)少于2 min，濕拌時(shí)間不應(yīng)少于5 min。

表2 原材料每盤稱量允許偏差表

4.2 透水混凝土拌合料的運(yùn)輸

（1）透水混凝土的運(yùn)輸可采用翻斗運(yùn)料車。應(yīng)注意保持車內(nèi)透水混凝土拌合料的濕度，若翻斗車運(yùn)輸時(shí)在路程較遠(yuǎn)的情況下，可采用塑料薄膜覆蓋表面保濕措施，確保運(yùn)至施工現(xiàn)場的水量損失小于1%。

（2）運(yùn)輸能力配備應(yīng)大于總攪拌能力，確保新拌透水混凝土在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)到施工現(xiàn)場，運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)小于1 h。

（3）運(yùn)輸車輛卸料倒車時(shí)應(yīng)有專人指揮，卸料應(yīng)到位，卸料完畢，車輛應(yīng)迅速離開。

4.3 透水混凝土的鋪設(shè)

（1）帕米亞透水混凝土鋪設(shè)施工推薦配備的設(shè)備、機(jī)具見表3所列。

(2)帕米亞透水混凝土拌合料攤鋪：

a.透水混凝土拌和料攤鋪前，應(yīng)修復(fù)破損基層，灑水潤濕，并對(duì)模板的位置及支撐穩(wěn)固情況進(jìn)行全面檢查，用厚度標(biāo)尺板檢測攤鋪厚度，與設(shè)計(jì)值相符后方可施工。

b.專人指揮透水混凝土拌和料運(yùn)輸車卸料，卸料位置準(zhǔn)確。

c.人工布料應(yīng)采用鐵鍬反扣，不得拋擲和使用齒耙。拌合料松鋪系數(shù)宜控制在1.15～1.30，料偏干，取較高值，反之取較低值。用厚度標(biāo)尺板檢測攤鋪厚度，與設(shè)計(jì)值相符后方可施工。

d.應(yīng)特別注意邊角處的鋪料情況，必須對(duì)邊角處的拌合料進(jìn)行填充、修補(bǔ)，使之均勻完整。

e.現(xiàn)場透水混凝土拌合料應(yīng)在1 h內(nèi)用完，因故停工1 h以上或達(dá)到2/3初凝時(shí)間，導(dǎo)致拌合料無法振實(shí)，應(yīng)在已鋪設(shè)好的路面端頭設(shè)置施工縫，廢棄不能被振實(shí)的透水混凝土拌合料。

表3 推薦設(shè)備、機(jī)具配備一覽表

4.4 透水混凝土的振實(shí)

(1)用平板振動(dòng)器對(duì)攤鋪好的透水混凝土進(jìn)行平整、振實(shí)，平板振動(dòng)器操作人員必須穿戴特制不銹鋼平板拖鞋。嚴(yán)禁使用插入式振動(dòng)器。

(2)平板振動(dòng)器需要移位振動(dòng)時(shí)，振實(shí)邊緣部位應(yīng)重疊100 mm～200 mm，振動(dòng)板在一個(gè)位置持續(xù)振動(dòng)時(shí)間不應(yīng)少于15 s。

(3)平板振動(dòng)器不得隨意長時(shí)間放置在已經(jīng)振實(shí)的透水混凝土面上，不得在一個(gè)位置長時(shí)間持續(xù)振動(dòng)。平板振動(dòng)器需要靜止移位時(shí)，必須由兩人抬起移位，不得拖移。

(4)尋找缺料部位，人工補(bǔ)料找平。

(5)透水混凝土面層如有景觀要求，可使用天然彩色碎石集料，在面層鋪設(shè)完成后，在表面涂上緩凝劑覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)后，對(duì)面層進(jìn)行水洗處理（允許沖洗時(shí)間應(yīng)事先根據(jù)不同溫度進(jìn)行試驗(yàn)確定，水壓控制在0.4～0.6 MPa），去除路表面粘結(jié)材料，裸露彩色天然石；也可在混凝土中摻入天然無機(jī)材料做著色處理或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行噴涂著色處理。

4.5 透水混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）施工完的透水混凝土面層應(yīng)采取保濕養(yǎng)護(hù)措施。應(yīng)使用保濕膜、土工布等覆蓋物蓋住剛鋪設(shè)完的透水混凝土面層進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，注意不讓風(fēng)掀開覆蓋物，保持混凝土表面潮濕。

(2)養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)施工溫度而定，一般情況下養(yǎng)護(hù)期為14～21 d，6月至9月期間不應(yīng)少于14 d，其它時(shí)間不應(yīng)少于21 d。如養(yǎng)護(hù)時(shí)的氣溫低于5℃，最短的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28 d，并應(yīng)采取抗凍措施。

5 結(jié)語

透水水泥混凝土路面技術(shù)在國外如日本等應(yīng)用較為普遍，國內(nèi)近年來隨著生態(tài)、環(huán)保、安全等方面要求的提高也越來越得以深入研究和推廣應(yīng)用。本文初步總結(jié)介紹了帕米亞透水水泥混凝土路面原材料要求、主要技術(shù)指標(biāo)、路面結(jié)構(gòu)典型組合、構(gòu)造設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)，以及施工要領(lǐng)等，可供透水水泥混凝土路面設(shè)計(jì)及施工技術(shù)人員參考借鑒。