基于海綿城市理念的市政道路透水混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

文/任賀賀、武玉東、劉濟(jì)松、包華平 上海寶冶集團(tuán)有限公司 上海 200941

1、工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目施工內(nèi)容包括：道路工程、橋涵工程、給水工程、雨水工程、污水工程、電力通訊工程、綜合管廊工程、照明工程、綠化工程、交通設(shè)施工程等。使用的透水混凝土又稱多孔混凝土施工（也稱排水混凝土）的環(huán)保型、生態(tài)型的鋪筑材料。

1.2 周邊環(huán)境

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘察結(jié)果表明，沿線無掩埋沖溝、暗濱、暗塘，沿線無全新活動(dòng)斷裂等影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用。但場(chǎng)地局部雜填較厚。場(chǎng)地穩(wěn)定，適宜修筑。場(chǎng)地所見土層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積粉土。其特性詳述如下；

①層雜填土（Q4ml）：黃褐色，主要成分以粉土為主，含有大量建筑垃圾，層厚不均。局部建筑垃圾較厚，達(dá)到 3.50m。該層層底埋深 0.80-3.50m，層底標(biāo)高 123.20-125.79m，層厚 0.30-3.50m。

②層粉土（Q4al+pl）：褐黃色，稍密，稍濕，含少量粉粘，干強(qiáng)度中等、韌性低，局部有砂感，切面無光澤。層底埋深 1.60-3.50m，層底標(biāo)高 121.30-124.17m，層厚 0.80-2.50m。

③層粉土（Q4al+pl）：黃褐-淺黃色，稍密，稍濕，干強(qiáng)度及韌性低，可見白色鈣斑，偶見蝸牛碎片，切面無光澤。局部含有少量鈣質(zhì)結(jié)核。質(zhì)量占總重量的 5%-10%，粒徑為 0.30-2.50cm。層底埋深 4.20-7.40m，層底標(biāo)高 117.50-122.49m，層厚 1.80-4.00m。

④層粉土（Q4al+pl）：淺黃色-灰黃，稍密-中密，稍濕，干強(qiáng)度中等，韌性低，可見白色鈣斑，偶見蝸牛碎片，切面無光澤。含少量黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核 ，該層底局部含有較多白色鈣質(zhì)結(jié)核，質(zhì)量占總重量的 5%-20%，粒徑為 0.50-10.00cm。該層未揭穿，最大揭露厚度為 3.80m。

2、施工工藝流程

透水混凝土的施工主要包含三部分，基層施工、級(jí)配碎石、透水混凝土。

2.1 基層的施工

基層素土：首先采用機(jī)械進(jìn)行場(chǎng)地平整，當(dāng)挖土或棄運(yùn)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，達(dá)到實(shí)際要求的基層壓實(shí)度。

2.1.1 工藝流程：準(zhǔn)備工作→施工放樣→運(yùn)輸→拌和→攤鋪→整平碾壓→自檢→修整→養(yǎng)生

2.1.2 施工前的準(zhǔn)備

在施工前要將底層徹底清掃干凈，并對(duì)局部松散位置作補(bǔ)強(qiáng)處理，然后進(jìn)行測(cè)量放樣。

2.1.3 運(yùn)輸

用自卸汽車?yán)\(yùn)素土運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)分別成堆。

2.1.4 攤鋪整平

根據(jù)攤鋪厚度將施工場(chǎng)地劃分成格，運(yùn)輸車輛在施工現(xiàn)場(chǎng)倒料時(shí)，按照攤鋪厚度傾倒在田字格內(nèi)，減少推土機(jī)攤料的工作時(shí)間和工作量，嚴(yán)禁運(yùn)輸車輛一次倒完。采用推土機(jī)并輔以人工粗平，后用平地機(jī)精平，并人工配合鏟除粗集料 “窩、帶”，補(bǔ)以新拌和的混合料，嚴(yán)格控制高程、橫坡、平整度。

2.1.5 碾壓

先穩(wěn)壓—開始輕振動(dòng)碾壓—再重振動(dòng)碾壓，壓至無輪跡為止；碾壓時(shí)每道之間后輪重疊1/2 輪寬，碾壓遍數(shù)無輪跡為止。

2.2 碎石墊層施工

2.2.1 材料要求

碎石應(yīng)用質(zhì)地緊韌、耐磨、具有一定級(jí)配的透水性良好的材料，如破碎花崗巖或石灰?guī)r。軟硬不同的材料不得摻合使用； 碎石應(yīng)為多棱角塊體、清潔無土、不含石粉及風(fēng)化雜質(zhì)，且符合下列要求：1）抗壓強(qiáng)度不小于80MPA，壓碎值應(yīng)小于35%；2）軟弱顆粒小于 5%；3）含泥量小于2%；4）扁平細(xì)長(zhǎng)碎石含量小于20%；5）碎石規(guī)格為30-50mm，嵌縫料為15-25mm。

2.2.2 主要機(jī)具：

蛙式打夯機(jī)、挖掘機(jī)、手推車、2m 靠尺、小線或細(xì)鉛絲、鋼尺等。

2.2.3 作業(yè)條件：

1）設(shè)置控制鋪筑厚度的標(biāo)志，如標(biāo)高樁，在基坑的邊坡上釘上水平標(biāo)高木楔。采用有效降水措施，保持無水狀態(tài)。

2）鋪筑前，應(yīng)經(jīng)過有關(guān)單位驗(yàn)收，包括水平標(biāo)高、地質(zhì)情況，在未做地基處理完畢并辦理隱檢手續(xù)。

2.2.4 施工工藝

1）攤鋪：下層復(fù)驗(yàn)合格后要及時(shí)攤鋪，運(yùn)到工地的碎石排平后，大小顆粒應(yīng)分布均勻，虛鋪厚度一致，按虛鋪厚度一次鋪平，不得多次找補(bǔ)。運(yùn)料及攤鋪應(yīng)先遠(yuǎn)后近循序進(jìn)行，所需材料按預(yù)先計(jì)算量分段分堆放置，人工配合機(jī)械進(jìn)行攤鋪，攤鋪的碎石應(yīng)級(jí)配分布均勻一致，無明顯顆粒分離現(xiàn)象。

攤鋪虛厚按設(shè)計(jì)厚度乘壓實(shí)系數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)段確定壓實(shí)系數(shù)，一般可按1.2-1.3 之間的松鋪系數(shù)試壓。攤鋪時(shí)要嚴(yán)格控制高程和平整度，平整度不大于±15mm。初壓后必須立即檢查并找補(bǔ)。

2）碾壓：碾壓以“先慢后快” 、“先輕后重”為原則。壓路機(jī)應(yīng)逐次倒軸碾壓，重疊寬度為三輪壓路機(jī)的二分之一后輪寬，對(duì)雙輪壓路機(jī)不應(yīng)小于30cm。碾壓自路邊開始向路中移動(dòng)，路邊應(yīng)重復(fù)碾壓，避免石料向外擠動(dòng)。

3）碎石層應(yīng)在嵌縫前碾壓堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，壓實(shí)度大于95%，最后一層壓完后，表面應(yīng)拉線找平，并且要符合設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高。

2.2.5 成品保護(hù)：

1）回填碎石時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)控制樁、標(biāo)準(zhǔn)高程樁，防止碰撞位移，并應(yīng)經(jīng)常復(fù)測(cè)。地基范圍內(nèi)不應(yīng)留有孔洞。

2）施工中必須保證邊坡穩(wěn)定，防止邊坡坍塌。夜間施工時(shí)，應(yīng)合理安排施工順序，配合足夠的照明設(shè)施；防止級(jí)配碎石鋪筑不準(zhǔn)而超厚。

3）砂碎石墊層完成后，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行上部施工。

2.3 透水混凝土

2.3.1 材料的組成：

透水混凝土主要由水泥、增強(qiáng)劑、碎石、水以及著色劑、封閉保護(hù)劑組成。

（1）水泥應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5 級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB175 的要求。不同等級(jí)、廠牌、品種的水泥不得混存、混用。

（2）透水混凝土專用增強(qiáng)劑是一種特殊膠結(jié)劑，它是由強(qiáng)化劑、硬化劑、活性劑、穩(wěn)定劑以及硅灰等多種添加劑組成，以增加透水混凝土強(qiáng)度與粘結(jié)力的粉末狀材料。

（3）碎石

透水混凝土采用的碎石，必須使用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈、密實(shí)的碎石料，碎石的性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、碎石》GB/T14685 中的二級(jí)要求，并應(yīng)符合下表規(guī)定。

2.3.2 透水混凝土組成材料在施工過程中配合比：

要施工出高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的透水混凝土地面，在原材料固定的條件下，嚴(yán)格控制材料的配比，在施工時(shí)必須有專人嚴(yán)格控制比例。

2.3.3 透水混凝土路面基層的要求

（1）透水混凝土路面的厚度：本工程設(shè)計(jì)透水混凝土分為二層施工，即表層為6cm 彩色透水磚，下層為本色15cm 透水混凝土（C25）。

路面結(jié)構(gòu)如下：

面層：6cm C30 砼彩色透水面磚

墊層：3cm 干硬性水泥砂漿

基層：15cm C25 透水混凝土

基層：15cm 級(jí)配碎石

（2）為確保路體結(jié)構(gòu)層具有足夠的整體強(qiáng)度和透水性，表面層下需有透水基層和較好保水性的墊層。

基層要求：在素土層夯實(shí)層上，配用的基層材料，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度外，須有較好的透水性，采用15cm 級(jí)配碎石基層。采用的級(jí)配碎石的最大粒徑應(yīng)小于0.7 倍的基層厚度，且不超過50mm。墊層采用30cm 碎石，粒徑3～5cm，鋪設(shè)需均勻平整。

（3）透水混凝土路面基層橫坡度為1.5%，面層橫坡度應(yīng)與基層橫坡度相同。

2.3.4 伸縮縫的設(shè)置

（1）透水混凝土面層設(shè)計(jì)橫向縮縫。橫向縮縫的間距宜為5.0m～6.0m；

（2）當(dāng)透水混凝土面層施工長(zhǎng)度超過30m，應(yīng)設(shè)置脹縫。在透水水泥混凝土面層與側(cè)溝、建筑物、雨水口中、鋪面的砌塊、瀝青鋪面等其他構(gòu)造物連接處，應(yīng)設(shè)置脹縫。

（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(shí)間應(yīng)視厚度、天氣情況而定，一般為攤鋪完成后3-7 天內(nèi)切割（夏季高溫季節(jié)24 小時(shí)后就必須切割）。

2.4 透水混凝土的施工

2.4.1 一般規(guī)定

（1）施工前應(yīng)查勘施工現(xiàn)場(chǎng)，復(fù)核地下隱蔽設(shè)施的位置和標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計(jì)文件及施工條件，確定施工方案，編制施工組織設(shè)計(jì)。

（2）面層施工前應(yīng)按規(guī)定對(duì)基層、排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，符合要求后方能進(jìn)行面層施工。

（3）在透水水泥混凝土面層施工前，應(yīng)對(duì)基層作清潔處理，處理后的基層表面應(yīng)粗糙、清潔、無積水，并應(yīng)保持一定濕潤(rùn)狀態(tài)。

（4）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備施工所需的輔助設(shè)備、輔助材料、施工工具，并應(yīng)采取安全防護(hù)設(shè)施。

2.4.2 攪拌和運(yùn)輸

（1）透水水泥混凝土宜采用強(qiáng)制性攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌機(jī)的容量應(yīng)根據(jù)工程量、施工進(jìn)度、施工順序和運(yùn)輸工具等參數(shù)選擇。

（2）進(jìn)入攪拌機(jī)的原材料必須計(jì)量準(zhǔn)確，并應(yīng)符合下列要求:

1）每臺(tái)班拌制前應(yīng)精確測(cè)定集料的含水率，并應(yīng)根據(jù)集料的含水率，調(diào)整透水水泥混凝土配比中的用水量，由施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定施工配合比；

2）透水水泥混凝土原材料(按質(zhì)量計(jì))的允許誤差，不應(yīng)超過下列規(guī)定:水泥:土1%；增強(qiáng)料:土1%；集料:士2%；水:+1%； 外加劑:士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(jī)拌合30s.再加人水泥、增強(qiáng)料、外加劑拌合40s.最后加入剩余用水量拌合50s 以上。

（4）當(dāng)透水混凝土面層采用雙色組合層設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用不同攪拌機(jī)分別攪拌不同色彩的混凝土。

（5）透水水泥混凝土拌合物運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止離析，并應(yīng)注意保持拌合物的濕度，必要時(shí)應(yīng)采取遮蓋等措施。

（6）透水水泥混凝土拌合物從攪拌機(jī)出料后，運(yùn)至施工地點(diǎn)進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)直至澆筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間，可由實(shí)驗(yàn)室根據(jù)水泥初凝時(shí)間及施工氣溫確定，并應(yīng)符合下表的規(guī)定。

透水混凝土從攪拌機(jī)出料至澆筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間

?

2.4.3 透水混凝土鋪筑

（1）模板的制作與立模應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)模板應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、變形小、剛度大的材料，模板的高度應(yīng)與混凝土路面厚度一致；

2)立模的平面位置與高程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，模板與混凝土接觸的表面應(yīng)涂隔離劑。

3)透水水泥混凝土拌合物攤鋪前，應(yīng)對(duì)模板的高度、支撐穩(wěn)定情況等進(jìn)行全面檢查。

（2）透水水泥混凝土拌合物攤鋪應(yīng)均勻，平整度與排水坡度應(yīng)符合要求，攤鋪厚度應(yīng)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(shí)機(jī)，或采用低頻平板振動(dòng)器振動(dòng)和專用滾壓工具滾壓。壓實(shí)時(shí)應(yīng)輔以人工補(bǔ)料及找平，人工找平時(shí)施工人員應(yīng)穿上減壓鞋進(jìn)行操作。

（4）透水水泥混凝土壓實(shí)后，宜使用抹平機(jī)或人工對(duì)透水水泥混凝土面層進(jìn)行收面，必要時(shí)應(yīng)配合人工拍實(shí)、整平。整平時(shí)必須保持模板頂面整潔，接縫處板面應(yīng)平整。

（5）模板的拆除，應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣溫和混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況確定。

2)拆模不得損壞混凝土路面的邊角，應(yīng)保持透水水泥混凝土塊體完好。

（6）當(dāng)采用彩色透水水泥混凝土雙色組合層施工時(shí)，上面層應(yīng)在下面層初凝前進(jìn)行鋪筑。

（7）露骨透水水泥混凝土施工，應(yīng)與普通透水水泥混凝土施工相同，攤鋪平整后的工序應(yīng)符合下列要求:

1)露骨料透水混凝土，應(yīng)在攤鋪結(jié)束后十分鐘內(nèi)噴灑表面蝕凝劑做表面露骨料預(yù)處理（噴灑表面蝕凝劑前應(yīng)先噴水一遍），第一次噴灑時(shí)力求薄而均勻盡量防止中斷，第二次時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加，噴灑表面處理劑距離未收光整平的面層和整平機(jī)碾輥至少500mm。隨后覆地膜養(yǎng)護(hù)（地膜應(yīng)緊貼石子不應(yīng)當(dāng)存空隙，應(yīng)用專用滾平裝置將地膜壓平在地面上并結(jié)合掃帚掃平，地膜縱向間至少應(yīng)搭接100mm）。

2)預(yù)處理8-10 小時(shí)(根據(jù)養(yǎng)護(hù)溫度和濕度等因素確定)后用高壓清洗機(jī)做表面沖洗加工，實(shí)現(xiàn)露骨料效果。清洗時(shí)噴槍距面層要高出至少500mm距離，不可緊盯一處長(zhǎng)時(shí)間噴水以防脫石。個(gè)別水泥漿處理效果不明顯處應(yīng)使用毛刷配合噴槍清洗。清洗作業(yè)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)覆蓋保水白膜及彩條布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，清洗時(shí)間應(yīng)安排在溫度較高的白天進(jìn)行。清洗前后應(yīng)有專人對(duì)作業(yè)區(qū)盯緊以避免清洗進(jìn)程發(fā)生污染波及清洗效果。

3)大面積施工前應(yīng)做試塊進(jìn)行試洗，尋求最佳清洗時(shí)間成功后方可大面積進(jìn)行表面處理。

2.5 接縫施工

路面縮縫切割深度宜為（l/2～1/3)路面厚度，路面脹縫應(yīng)與路面厚度相同。

透水混凝土

2.6 養(yǎng)護(hù)

2.6.1 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(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)透水水泥混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況確定。

2.6.2 養(yǎng)護(hù)期間透水混凝土面層不得通車，并應(yīng)保證覆蓋材料的完整。

2.6.3 透水水泥混凝土路面未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不得投入使用。透水水泥混凝土路面的強(qiáng)度，應(yīng)以透水水泥混凝土試塊強(qiáng)度為依據(jù)。

2.7 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(qiáng)耐久性和美觀性。防止時(shí)間過會(huì)使透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。

3、質(zhì)量控制注意事項(xiàng)：

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)須專人負(fù)責(zé)物料的配比。

3.2 嚴(yán)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，至骨料發(fā)亮應(yīng)立即停止加水。

3.3 為使物料攪拌均勻，適當(dāng)延長(zhǎng)機(jī)械攪拌時(shí)間，但不宜過長(zhǎng)。

3.4 運(yùn)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(yùn)輸時(shí)間，運(yùn)輸一般控制在10 分鐘以內(nèi)，運(yùn)輸過程中不要停留，手推車必須平穩(wěn)。

3.5 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(shí)。對(duì)于非機(jī)動(dòng)車道面，大面積施工采用分段隔倉方式進(jìn)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(zhǔn)平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振動(dòng)器或人工搗實(shí)，搗實(shí)不宜采用高頻振動(dòng)器。最后抹子拍平，抹合不能有明水。

3.6 平板振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)間不能過長(zhǎng)，防止過于密實(shí)，可出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

3.7 因透水混凝土其孔隙率大，水分揮發(fā)快，當(dāng)天氣溫高于35℃時(shí)，施工時(shí)間應(yīng)宜避開中午，適合在早晚進(jìn)行施工。

3.8 養(yǎng)生：

透水混凝土與水泥混凝土屬性類似，當(dāng)氣溫較高時(shí)，為減少水分的蒸發(fā)，宜立即覆蓋塑料薄膜，以保持水分。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(hù)期內(nèi)強(qiáng)度逐漸地提高。灑水養(yǎng)生，透水混凝土在澆筑后1 天開始灑水養(yǎng)護(hù)，高溫時(shí)在8 小時(shí)后開始養(yǎng)護(hù)，但淋水時(shí)不宜用壓力水直接沖淋混凝土表面，應(yīng)直接從上往下淋水。透水混凝土濕養(yǎng)時(shí)間不少于3 天。養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)根據(jù)施工溫度而定，一般養(yǎng)生期為14-21 天，高溫時(shí)不少于14 天，低溫時(shí)不少于21 天，5℃以下施工，養(yǎng)生期不少于28 天。

結(jié)論：

城市道路的人行道基礎(chǔ)一般采用普通混凝土，透水性能差，雨水不能滲透到地下。為了能讓雨水流入地下，有效補(bǔ)充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等的一些城市環(huán)境問題，維護(hù)生態(tài)平衡緩解城市熱島效應(yīng)，提高工程施工質(zhì)量與環(huán)境并有效的消除地面上油類化合物等對(duì)環(huán)境的危害。