海綿城市道路透水人行道路面施工技術(shù)分析

劉賀峰，趙世偉

（中交一公局集團(tuán)有限公司，北京 100000）

0 引言

由于市政道路是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，市政道路建設(shè)對城市的為了發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，因此在市政道路建設(shè)中合理引進(jìn)海綿城市建設(shè)理念是很有必要的，鑒于透水人行道路面施工技術(shù)是海綿城市道路建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，所以很有必要通過對透水人行道路面施工技術(shù)的深入研究，有效提升海綿城市道路的整體施工水平。

1 透水路面構(gòu)成原理分析

1.1 透水混凝土施工概念

首先是透水性，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)所具備的空間空隙較多，超過20%的空閑時的混凝土具備良好的排水性。其次是承載能力，因其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成使得透水混凝土具備C20 標(biāo)準(zhǔn)的承載能力。這種混凝土還具備較好的裝飾性，該混凝土的顏色加入后具備較為簡潔的調(diào)配流程，因此適用于不同建筑結(jié)構(gòu)的外觀改善作用。因?yàn)樵摶炷辆邆漭^為豐富的孔隙，所以在面對較為強(qiáng)烈的溫度變化時不會出現(xiàn)膨脹而導(dǎo)致的混凝土病害，使其具備較好的抗凍溶性。該混凝土的結(jié)構(gòu)使其在面對高溫環(huán)境時能夠快速的蒸發(fā)內(nèi)部的水分，濕氣表現(xiàn)出了較好的散熱性能[1]。

1.2 透水路面的特性

首先，透水路面以及內(nèi)部較為豐富的孔隙能夠?qū)⒖諝庵械臒崃亢退诌M(jìn)行較為高效的交換，使得路面同時具備了較好的散熱性和透水性。其次，在道路排水能力的比較過程中，因?yàn)橥杆炷磷陨淼慕Y(jié)構(gòu)特性使其具備較好的滲透能力，能夠有效的提升道路的排水效率，降低了對于排水系統(tǒng)的依賴。透水路面的蜂窩結(jié)構(gòu)能夠有效的降低路面噪聲水平，這是傳統(tǒng)路面所不具備的特性。

1.3 透水路面的應(yīng)用范圍

1.3.1 透水性瀝青路面

在制作透水性瀝青的過程中，其核心材料是由單一粒徑碎石所組成的，市政道路工程中應(yīng)用這種透水性瀝青的主要目標(biāo)是利用該材料自身所具備的豐富空隙來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的道路功能。因其獨(dú)特的材料組成使得其內(nèi)部顆粒劑料和細(xì)節(jié)料之間能夠產(chǎn)生較大的孔隙，實(shí)現(xiàn)了較好的排水性能的同時也提供了更好的摩擦力水平，使得道路的防滑耐磨性能得到了有效的提升。當(dāng)前市政道路中所采用透水性瀝青路面其排水模式多為路床滲透式管道排水，在面對較為集中的降雨過程中，能夠有效的吸收雨水并將其補(bǔ)充至地下水中或蓄水池中，通過二次利用這些雨水來提升城市的水資源利用率。透水性瀝青唯一的缺點(diǎn)是其承載能力低于傳統(tǒng)路面，這使得在交通壓力較大的區(qū)域無法使用透水性瀝青[2]。該材料的主要使用范圍集中在停車場或交通承載能力較低的支線路段。某些城市選擇了將透水瀝青路面鋪設(shè)于非機(jī)動車道，這對于城市的環(huán)境保護(hù)及解決交通需求產(chǎn)生了較好的作用。

1.3.2 人行道透水路面

在人行道中采用透水路面，其核心作用是為了提升人行道的排水能力。通常在人行道上所使用的透水道路材料主要為透水磚以及底層的透水建材，這使得人行道的底層和面層都符合透水原理，對于城市的居民出行以及環(huán)保建設(shè)都有著非常積極的作用。

1.3.3 混凝土透水路面

市政道路施工時，為了有效提升道路的透水效果，大多數(shù)選擇的是透水鋪裝建材。因?yàn)槭姓缆繁旧韺τ谂潘芰τ兄^高的要求，所以利用混凝土透水鋪裝能夠?qū)⑵渥陨淼牟牧蟽?yōu)勢得到有效的發(fā)揮，在城市道路的應(yīng)用過程中有著廣泛的應(yīng)用場景。透水混凝土本身不包含細(xì)骨料只有粗骨料，這使得其表面存在水泥漿而內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻形成了存在角度空隙的蜂窩結(jié)構(gòu)，具備了透水和透氣的性能同時能夠有效的降低路面的噪音和熱量吸收能力。使得城市的環(huán)境得到了一定程度的改善，特別適用于公園廣場小區(qū)停車場人行道等多種城市應(yīng)用場景[3]。

2 海綿城市透水路面案例分析

在人行道鋪設(shè)砂基透水磚，首先要滿足人行道所需要的抗壓強(qiáng)度平均值，理論上單塊人行道透水磚的強(qiáng)度不低于35MPa，平均值不低于40MPa。并且要保證透水磚的透水系數(shù)不低于2×10-2cm/s。若是采用透水混凝土，其透水系數(shù)應(yīng)當(dāng)不低于0.1mm/s，同時要保證一定水平的空隙率和強(qiáng)度。在選擇透水混凝土骨料時通常采用單一粒徑的碎石，其粒徑范圍應(yīng)當(dāng)在5～10mm的范圍內(nèi)。

2.1 透水混凝土技術(shù)

2.1.1 原材料質(zhì)量控制

在進(jìn)行透水混凝土拌制時應(yīng)當(dāng)對其所采用的原材料包含細(xì)骨料，水泥和碎石進(jìn)行質(zhì)量檢測，保證這些材料符合施工混凝土材料標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行使用。水泥選擇硅酸鹽水泥，標(biāo)號42.5。碎石選料需要保證其基本的強(qiáng)度和潔凈度，粒徑尺寸為5～10mm。

2.1.2 配合比控制

在完成多次配比試驗(yàn)之后，在保證混凝土基本性能結(jié)合其施工現(xiàn)場的具體情況及其材料經(jīng)濟(jì)性的考量之后，選擇瓜米石作為透水混凝土的細(xì)骨料。最終配比為水泥和碎石以及水的比例為365:1380:89。經(jīng)測定，這種配比下的透水混凝土強(qiáng)度等于C20，透水系數(shù)為0.78mm/s。

2.1.3 混合料的拌制和運(yùn)輸

透水混凝土拌制流程在攪拌站進(jìn)行，完成拌制后通過混凝土運(yùn)輸車輛運(yùn)送至施工現(xiàn)場。拌制過程應(yīng)當(dāng)保證嚴(yán)格執(zhí)行混凝土配比中所標(biāo)示的配比標(biāo)準(zhǔn)和拌合方法。使得漿體能夠全面的包裹在混凝土骨料表面，為了能夠更好的提升混凝土質(zhì)量，可以通過延長一定的攪拌時間來實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升目標(biāo)。在辦證過程中進(jìn)行投料時，如果隨時投料數(shù)量較多就可能導(dǎo)致拌合不均勻問題所以在具體的投料過程中應(yīng)當(dāng)先投入一半的骨料然后再加入添加劑和水泥，攪拌之后再加入剩余骨料。拌制前，應(yīng)當(dāng)先加入比例中水量的兩成進(jìn)行空機(jī)攪拌，然后再加入骨料進(jìn)行攪拌，攪拌過程中分次加入剩余水量，攪拌至混凝土能夠用手攥成團(tuán)為止。在進(jìn)行拌制的過程中骨料攪拌時間應(yīng)當(dāng)大于加水?dāng)嚢钑r間總體攪拌時間不超過60s。完成攪拌之后混凝土應(yīng)當(dāng)及時運(yùn)送到施工現(xiàn)場，考慮到透水混凝土的流動性較差，所以應(yīng)當(dāng)保證從拌制完成到澆筑結(jié)束過程的時間不超過2h，以避免混凝土因?yàn)樗值牧魇Ф鴮?dǎo)致的性能下降。透水混凝土因其流動性較差所以初凝速度較快，在進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)倪^程中要嚴(yán)格控制時間周期。

2.1.4 澆筑流程

透水混凝土澆筑對于環(huán)境溫度有著較為苛刻的要求，如果澆筑環(huán)境溫度超過5d 低于5℃，則應(yīng)當(dāng)停止混凝土路面施工工作，同時如果環(huán)境溫度超過了32℃，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行停工，以避免澆筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。攤鋪前應(yīng)當(dāng)做好下層的灑水試用工作，因?yàn)橥杆炷恋牧鲃有暂^差出凝速度較快所以當(dāng)透水混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場時應(yīng)當(dāng)立即開展施工，考慮到人行道本身存在其他植物同時受到寬度的影響無法采用攤鋪機(jī)進(jìn)行施工。所以人行道透水混凝土施工通常采用挖掘機(jī)攤鋪人工輔助的方法來開展施工這能夠有效的提升施工效率。松鋪系數(shù)依照混凝土的干濕度來進(jìn)行調(diào)整。振搗時，應(yīng)當(dāng)使用水平振搗設(shè)備進(jìn)行振搗，振搗標(biāo)準(zhǔn)為混凝土表面不再產(chǎn)生氣泡為止。當(dāng)混凝土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場時澆筑過程應(yīng)當(dāng)保證一次澆筑成型，同時在進(jìn)行振搗時應(yīng)當(dāng)利用抹平機(jī)對混凝土表面進(jìn)行多次振實(shí)，直到混凝土各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)符合施工設(shè)計要求。要保證透水混凝土施工具備良好的連續(xù)性，同時在完成澆筑的12h 之后進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)工作，通過在混凝土表面用土工布覆蓋并進(jìn)行灑水，避免產(chǎn)生裂縫，透水混凝土路面的養(yǎng)護(hù)周期不得低于14d，同時要做好施工現(xiàn)場的保護(hù)工作[4]。

2.2 透水磚施工流程

2.2.1 透水砂漿

通常情況下，進(jìn)行透水砂漿的制備過程用的材料包含細(xì)骨料和水泥，通過將這些材料進(jìn)行混合后加水拌制形成具備較為豐富孔隙的砂漿成品。透水砂漿骨料通常由石英砂或玄武巖顆粒組成，為了保證良好的鋪設(shè)效果，應(yīng)當(dāng)要求骨料中含有一定含量的泥塊以及合適的粉含量。透水砂漿所選用的水泥為硅酸鹽水泥。透水砂漿按照水泥和骨料1:5 的比例進(jìn)行拌制，同時還需要摻入一定分量的高分子聚合物粉料來提升性能。

2.2.2 透水磚安裝

在進(jìn)行透水磚鋪設(shè)的過程中首先要依據(jù)人行道圖紙上所標(biāo)明的高程和定位來對基層進(jìn)行檢查，保證基層符合鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)后才能開始鋪設(shè)工作。進(jìn)行鋪設(shè)之前要做好相應(yīng)的技術(shù)交底工作，保證施工人員對土質(zhì)有清晰的認(rèn)識和了解，同時對鋪設(shè)材料磚塊進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。鋪設(shè)開始后應(yīng)當(dāng)首先在基層鋪設(shè)3cm 的透水砂漿，然后進(jìn)行透水磚的鋪設(shè)，鋪設(shè)方式按照一字型開展鋪設(shè)，為避免透水砂漿出現(xiàn)凝結(jié)，應(yīng)當(dāng)一邊鋪水泥砂漿一邊鋪磚。要做好透水磚的試排和試拼工作，應(yīng)依照不同的方位和角度進(jìn)行試排。透水磚鋪設(shè)時，放置磚塊于透水砂漿上，完成對縫之后用膠錘敲擊磚塊中部，使得磚塊和透水砂漿實(shí)現(xiàn)較好的接觸并保證透水砂漿的密實(shí)度。推薦正式鋪設(shè)之前做好相應(yīng)的試鋪，即采用上述方法鋪設(shè)透水磚塊之后將透水磚塊提起查看透水砂漿是否處于平整密實(shí)的狀態(tài)[5]。

2.2.3 養(yǎng)護(hù)流程

完成當(dāng)日鋪設(shè)工作離開施工現(xiàn)場時，應(yīng)當(dāng)對已完成鋪設(shè)的區(qū)域進(jìn)行清潔工作，同時在鋪設(shè)區(qū)域周邊設(shè)置圍護(hù)，鋪設(shè)完成2d 之后，需要在路面鋪撒細(xì)砂，然后清掃路面，將細(xì)砂填入磚縫。在對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過程中，要避免重物碾壓路面。在進(jìn)行竣工驗(yàn)收之前要進(jìn)行透水試驗(yàn)，并對透水路面進(jìn)行清潔工作，使路面保持較好的透水性能。

3 透水路面優(yōu)化

3.1 透水磚路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計

透水路面通常由墊層（非必要）基層和找平層以及土層組成。為了保證路面具備良好的透水性能要保證這些不同的層面都具備良好的透水能力才能使得透水路面總體符合施工設(shè)計要求，同時為了保證路面具備相應(yīng)的承載能力，需要通過對透水路面的各層面進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計。考慮到透水路面的不同應(yīng)用場景對于路面的承載能力以及需要發(fā)揮的功能和作用有著較大的差異。同時受到自然環(huán)境因素的影響包含地質(zhì)情況以及地下水以及自然因素的影響所對應(yīng)的透水性能要求有所差異，所以在進(jìn)行透水磚路面的結(jié)構(gòu)層設(shè)計時應(yīng)當(dāng)將這些因素進(jìn)行充分的考量才能夠有效地發(fā)揮透水磚路面的實(shí)際效果[6]。

3.2 承重層材料設(shè)計與施工流程

常見的透水磚路面下承層材料有干硬性水泥砂漿、透水水泥混凝土、級配碎石等，這些材料的組成設(shè)計與使用性能優(yōu)劣直接關(guān)系到透水磚路面整體性能的發(fā)揮。

為了有效提升透水磚路面的穩(wěn)定性和承載能力，需要在其面層下部設(shè)置干硬性水泥砂漿找平層，同時還需要該找平層具備較好的透水能力和足夠的支撐載荷的能力。在進(jìn)行干性硬水泥砂漿的制備過程中，應(yīng)當(dāng)對其所需要的材料以及材料配比進(jìn)行科學(xué)的設(shè)定，以保證其能夠發(fā)揮應(yīng)有的透水性能。通常在制備干性硬水泥砂漿的過程中會依據(jù)透水磚路面技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)開展制備過程，但因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)中沒有對水泥砂漿的配合比進(jìn)行清晰的說明，使得在進(jìn)行干性硬水泥砂漿制備時無法獲得相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)依據(jù)。通過對該水泥配比進(jìn)行試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，影響干硬性水泥砂漿強(qiáng)度的主要因素是水量，同時也對水泥砂漿的透水性能產(chǎn)生了一定的影響。所以經(jīng)過多種不同角度的試驗(yàn)確定干硬性水泥砂漿的水灰比應(yīng)當(dāng)控制在0.3～0.4 的范圍內(nèi)，其他判定標(biāo)準(zhǔn)可以通過完成制備后的水泥砂漿能夠手攥成團(tuán)即符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)下的水泥砂漿不會出現(xiàn)因含水量較大而導(dǎo)致的漿液過多產(chǎn)生的堵塞問題。

為了有效提升水泥砂漿的強(qiáng)度，同時保證透水磚的粘接效果，需要在材料選擇的過程中對材料的質(zhì)量和性能提出相應(yīng)的要求，要依據(jù)水泥砂漿所需要材料的產(chǎn)地和材料組成結(jié)構(gòu)的特性來進(jìn)行材料選型。在具體的應(yīng)用過程中，還需要施工方對水泥砂漿的配比進(jìn)行充分的試驗(yàn)，以保證材料質(zhì)量符合砂漿要求。

4 結(jié)語

相關(guān)人員都有所了解，海綿城市是一種新型城市建設(shè)理念，對于海綿城市建設(shè)理念的應(yīng)用，可以發(fā)揮助力綠色城市建設(shè)發(fā)展，和促進(jìn)水資源高效利用等積極作用，目前海綿城市道路已經(jīng)在市政道路建設(shè)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，相關(guān)人員需要做的就是加強(qiáng)透水人行道路面施工技術(shù)研究，合理探索透水路面應(yīng)用優(yōu)化策略，以便為海綿城市道路施工提供技術(shù)參考。