全透水人行道整體式鋪裝施工與質(zhì)量控制

梁光友，程彩榮，余建民，周靜增

LIANG Guangyou1，CHENG Cairong2，YU Jianming3，ZHOU Jingzeng3

(1.杭州市市政公用建設(shè)開(kāi)發(fā)公司，浙江 杭州310004;2.杭州天恒投資建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州310004;3.杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，浙江 杭州310012)

人行道作為城市道路的組成部分，是城市中最普遍存在的步行空間，目前國(guó)內(nèi)人行道鋪裝普遍采用非透水結(jié)構(gòu)，或面層透水而基層不透水的半透水結(jié)構(gòu)，雖然其強(qiáng)度和耐久性滿(mǎn)足人行道使用的要求，但加重了城市排澇排水管線負(fù)擔(dān)，并對(duì)目前城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象起了推波助瀾的作用。為了打造“海綿型”城市和綠色環(huán)保城市的需要［1］，我們?cè)凇痘谌诵械浪奢d作用下優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合的研究》課題組的室內(nèi)試驗(yàn)取得一定成果的條件下，提出對(duì)城市人行道進(jìn)行全透水設(shè)計(jì)概念，即人行道從墊層、基層、粘結(jié)層及面層均采取具有一定滲透系數(shù)的結(jié)構(gòu)。為了配合課題組的研究成果驗(yàn)證工作，同時(shí)結(jié)合人行道鋪設(shè)作業(yè)面窄、線長(zhǎng)，地下管線集中，且全透水設(shè)計(jì)工況下，基層和結(jié)合層孔隙率大、結(jié)構(gòu)松散、成型困難、不利于碾壓、相比普通人行道施工較為復(fù)雜等特點(diǎn)，我們?cè)诤贾菔杏⒙饭こ踢x擇試驗(yàn)段，施工中采取填筑、壓實(shí)后采用反開(kāi)挖溝槽埋設(shè)管線，結(jié)構(gòu)層施工中使用模板定型等一系列措施進(jìn)行整體式鋪裝，以達(dá)到全透水人行道的技術(shù)和施工驗(yàn)收質(zhì)量要求。以下就使用人行道整體式鋪裝的技術(shù)試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1 試驗(yàn)段選取及概況

育英路位于杭州市西湖區(qū)與拱墅區(qū)交界處，跨越塘北和申花兩個(gè)主控單元，西起光明路，東至莫干山路，與育苗路連接;道路等級(jí)為次干道，設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)BZZ -100 標(biāo)準(zhǔn)軸載，設(shè)計(jì)車(chē)速50 km/h，其中豐潭路—化工路段為40 km/h，道路面層為瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)年限15年。本次先實(shí)施的是K0 +026—K1 +120 段。試驗(yàn)段選在豐潭路西側(cè)k0 +840—k0 +940 段，該段人行道寬度4.5 m，分布管道分別是燃?xì)狻⑷蹼姽餐瑴弦约芭潘Ч茴A(yù)留管道，燃?xì)夤艿罏殇摴?，管頂覆土厚度約1～0.7 m，弱電共同溝為PVC 管道多孔外混凝土包方，覆土厚度1～0.7 m。城市基礎(chǔ)設(shè)施及景觀綠化齊全，具有一般城市人行道的代表性。

2 透水結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)與施工特點(diǎn)

2.1 試驗(yàn)段人行道透水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)段采取全透水設(shè)計(jì)，從選用的預(yù)制透水磚面層、水泥砂漿找平層、水泥穩(wěn)定碎石基層、級(jí)配碎石墊層、塘渣換填路基，均需要滿(mǎn)足強(qiáng)度、承載力、透水性、抗凍性要求。預(yù)制透水磚面層、水泥砂漿找平層、水泥穩(wěn)定碎石基層均需要求單獨(dú)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合原設(shè)計(jì)，將試驗(yàn)段人行道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為:60 mm 厚荷蘭透水磚+30 mm M10 透水水泥砂漿結(jié)合層+200 mm5%透水水泥穩(wěn)定碎石基層+100 mm 級(jí)配碎石墊層=390 mm［2］。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 育英路人行道斷面

2.2 各透水結(jié)構(gòu)層技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)

2.2.1 面層 面層材料選擇預(yù)制透水磚，透水磚面層要求透水系數(shù)不小于1 ×10-2cm/s，平均抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度達(dá)到30 MPa，單塊最小抗壓強(qiáng)度不小于25 MPa。見(jiàn)表1。

表1 透水磚參數(shù)要求

2.2.2 找平層 找平層砂漿采用M10 干硬性砂漿，本試驗(yàn)段要求采用干預(yù)拌砂漿，砂漿配合比采取定制(水泥砂漿試驗(yàn)級(jí)配每立方米用量:水泥290 kg、水290 kg、黃砂1440 kg)，所用黃砂采取過(guò)篩的方法控制細(xì)顆粒含量，要求砂漿孔隙率不小于10%，透水系數(shù)達(dá)到不小于1 ×10-2cm/s。

2.2.3 基層 基層采用水泥穩(wěn)定碎石，水穩(wěn)基層材料配合比由本次課題組通過(guò)試驗(yàn)室試配試驗(yàn)后確定［水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)級(jí)配水泥含量為5.5(每立方米用量:水泥121 kg、水92 kg、碎石1900 kg)］，要求關(guān)鍵指標(biāo)水泥用量5.5%、7 d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥2.5 MPa、滲水系數(shù)K≥1.0×10-2cm/s、孔隙率≥15%。

2.3 施工特點(diǎn)

透水水泥穩(wěn)定碎石基層存在孔隙率≥15%、結(jié)構(gòu)松散不易成型、攤鋪后蒸發(fā)量大等特點(diǎn)，為保證基層有一定的孔隙率和滲透系數(shù)，需要嚴(yán)格控制集料的級(jí)配，在施工中采取整體攤鋪成型工藝，以保證水穩(wěn)基層的成型穩(wěn)定;同時(shí)，在碾壓過(guò)程中合理控制靜壓、震動(dòng)碾壓及碾壓遍數(shù)，在保證結(jié)構(gòu)的透水性能之同時(shí)，也保證水穩(wěn)基層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。為了保證找平砂漿的透水性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，除在材料級(jí)配和拌合需要嚴(yán)格控制外，還要在鋪設(shè)的同時(shí)嚴(yán)格控制含水量，采取橡皮錘錘擊密實(shí)，杜絕使用素水泥漿套漿的施工工藝，以便在保證透水性能的條件下達(dá)到面層結(jié)合緊密不空鼓［3］。

3 透水結(jié)構(gòu)層施工措施

試驗(yàn)段人行道采用60 mm 厚荷蘭透水磚+30 mmM10 水泥砂漿結(jié)合層+200 mm5%水泥穩(wěn)定碎石基層+100 mm 級(jí)配碎石墊層+500 mm 塘渣換填路基。施工主要采用以下施工機(jī)械(表2):

表2 育英路試驗(yàn)段施工機(jī)械匯總表

3.1 反開(kāi)挖溝槽埋設(shè)管線

路基經(jīng)壓實(shí)并檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)狻⑷蹼姽餐瑴弦约芭潘Ч茴A(yù)留管道反開(kāi)挖溝槽埋設(shè)施工，施工后管道兩側(cè)及上部根據(jù)管線施工質(zhì)量要求采取黃砂或級(jí)配碎石分層回填，以確保路基回填質(zhì)量。

3.2 墊層施工

級(jí)配碎石進(jìn)場(chǎng)后取樣進(jìn)行級(jí)配、壓碎值、含泥量檢驗(yàn)，100 mm 厚的級(jí)配碎石一次填筑，重點(diǎn)做好高程控制，以便于后期水泥穩(wěn)定層立模施工。由于級(jí)配碎石需要有很好的透水性能，故本次施工重點(diǎn)控制級(jí)配碎石的含泥量≤1.5%，泥塊含量≤0.5%。見(jiàn)圖2。

3.3 整體式基層鋪設(shè)施工

3.3.1 材料控制與運(yùn)輸 透水水泥穩(wěn)定碎石對(duì)混合料原材料有較高要求，材料到達(dá)拌和廠后需對(duì)水泥、碎石進(jìn)行取樣檢測(cè)，嚴(yán)格控制碎石級(jí)配、壓碎值、含泥量;由于透水穩(wěn)定碎石孔隙率要求≥10%，原材料檢查時(shí)需嚴(yán)格控制細(xì)顆粒碎石用量。施工過(guò)程中需考慮從開(kāi)始加水到運(yùn)輸、攤鋪、碾壓成型所持續(xù)的時(shí)間，施工要求控制在3～4 h 內(nèi)完成;運(yùn)輸過(guò)程中注意車(chē)廂、堆放點(diǎn)的濕潤(rùn)和料堆的覆蓋。

3.3.2 立模施工 人行道分布較多的檢查井和行道樹(shù)基坑，為使較松散透水水泥穩(wěn)定碎石基層有很好的成型效果和很好的整體性，以達(dá)到基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，為此采取立模施工?？v向沿線采用鋼模，模內(nèi)凈寬度允許偏差為0～-10 mm，檢查井、樹(shù)池周邊采用木模，模板外尺寸允許偏差控制為0～10 mm，以便于側(cè)石、井蓋安裝。采取立模很好地解決了孔隙率較大的水穩(wěn)在松散的結(jié)構(gòu)條件下成型問(wèn)題。

3.3.3 攤鋪、碾壓 為確保水泥穩(wěn)定碎石層孔隙率，機(jī)械攤鋪后混合料應(yīng)立即進(jìn)行壓實(shí)。先進(jìn)行靜壓2 遍，出現(xiàn)高低不平整部位立即修整，再采取壓路機(jī)振動(dòng)碾壓1～2 遍，嚴(yán)格控制碾壓速度;局部檢查井周邊無(wú)法壓實(shí)的部位，采用不小于20 kN 的小型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行壓實(shí)。在靜壓2 遍基本解決了松散水穩(wěn)成型后，震動(dòng)碾壓1～2 遍使粗集料及時(shí)鑲嵌緊密，達(dá)到強(qiáng)度要求［4］。見(jiàn)圖2。

圖2 水泥穩(wěn)定碎石層滲透系數(shù)測(cè)定

3.3.4 養(yǎng)生 水泥穩(wěn)定碎石基層孔隙率大，水分蒸發(fā)快，攤鋪、碾壓完成應(yīng)立即進(jìn)行保濕養(yǎng)生，施工采用了塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生，夏季應(yīng)采用無(wú)紡布、毛毯等保水性好的材料覆蓋。在水泥達(dá)到終凝后應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)生，灑水采取花灑噴水，避免直接沖刷表面，始終保持表面濕潤(rùn)不發(fā)白，養(yǎng)生期要求大于7 d。

養(yǎng)生期必須嚴(yán)格封閉交通，防止各種車(chē)輛通行;禁止在水泥穩(wěn)定碎石基層表面堆放黃砂、雜物、拌和砂漿，以免堵塞基層孔隙，降低透水能力。

3.4 透水磚鋪筑

鋪設(shè)前根據(jù)面磚情況進(jìn)行排版和試鋪。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試配后，結(jié)合層砂漿集料選擇機(jī)制砂，孔隙率不小于10%，透水系數(shù)達(dá)到不小于1 ×10-2cm/s;為控制配比，在拌合廠進(jìn)行干拌后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，使用過(guò)程嚴(yán)格控制水灰比，用橡皮錘輕輕敲打現(xiàn)場(chǎng)透水面層滲水試驗(yàn)磚，使面磚密實(shí)不空鼓，不得使用素水泥漿套漿。

面磚鋪筑后，必須對(duì)其接縫灌砂處理，使面磚各接觸面間的嵌擠更加密實(shí)。施工24 h 后應(yīng)進(jìn)行灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期要求大于7 d。

3.5 試驗(yàn)檢驗(yàn)

本試驗(yàn)段施工過(guò)程中對(duì)于路基、級(jí)配碎石、水泥穩(wěn)定層施工后均進(jìn)行了壓實(shí)度、彎沉檢測(cè)，以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量。同時(shí)，重點(diǎn)對(duì)水泥穩(wěn)定層、找平層、透水面磚施工后進(jìn)行透水性檢測(cè)，透水系數(shù)均達(dá)到了1 ×10-2cm/s。見(jiàn)表3、表4。

表3 育英路試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)匯總表

表4 育英路試驗(yàn)段原材料試驗(yàn)檢驗(yàn)匯總表

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)本工程全透水人行道的施工，嚴(yán)格控制原材料級(jí)配、拌合質(zhì)量是保證基層、面層機(jī)結(jié)合層具有透水性質(zhì)的關(guān)鍵，所以材料質(zhì)量的控制是透水人行道質(zhì)量控制的前提;通過(guò)對(duì)路基管線反開(kāi)挖施工、透水水泥穩(wěn)定層整體攤鋪等關(guān)鍵工序控制是解決各松散材料成型的關(guān)鍵，是解決在保證結(jié)構(gòu)的透水性能同時(shí)，也保證水穩(wěn)基層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求;結(jié)合層砂漿配合比控制、杜絕素水泥漿套漿工藝是確保面層透水的技術(shù)關(guān)鍵。

［1]李曉磊.透水人行道結(jié)構(gòu)的研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2008.

［2]中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.10MR204 城市道路透水人行道鋪設(shè)［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

［3]孫中閣，張玉輕，孫榮山.北京市透水人行道設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南［M］.北京:北京市路政局，2007.

［4]交通部公路科學(xué)研究所.JTJ 034—2000 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2000.