透水水泥混凝土在市政道路工程中的應用

摘 要：透水水泥混凝土作為新型生態(tài)環(huán)保型產(chǎn)品，對城市生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的意義。目前國內(nèi)在透水水泥混凝土施工方面研究與應用較少，正處于初始應用階段，在新建的市政道路、園林工程中的游步路、步行道、小區(qū)內(nèi)道路、環(huán)湖道路和一些較輕載荷道路、內(nèi)部停車場等路面工程。為貫徹國家節(jié)能減排、環(huán)境保護的政策，使透水水泥混凝土路面材料在實際施工中具有更加廣闊的應用前景，本文對透水水泥混凝土在市政道路工程中的施工過程及施工方法做了詳盡的介紹。

關鍵詞：透水水泥混凝土；市政道路文章編號：2095-4085（2024）06-0082-03

0 引言

在傳統(tǒng)的市政工程人行道施工面層時，常規(guī)材料為混凝土花磚，但該材質(zhì)具有易損壞、強度低、透水性差、施工性能差等缺點，正逐漸被淘汰。隨著我國綜合國力的快速提升，城市建設的日趨完善，許多新增路面取代了原有的土路、泥路等，城市的發(fā)展需要修建大量的建筑物和構筑物，單就城市道路而言，我們目前采用的鋪筑材料幾乎都是瀝青混凝土、水泥混凝土和磚石結(jié)構，它們所形成的道路結(jié)構幾乎是密不透水，對當前大型、超大型城市而言會破壞城市地區(qū)地下水和地表水之間的循環(huán)互補。這時，在城市道路上建設透水混凝土路面將會對整個城市的熱島效應、地下水的補給和與地表水的循環(huán)互補起到一種積極的作用。

1 透水混凝土介紹

透水混凝土也稱多孔混凝土或無砂混凝土，通常由單粒徑粗骨料碎石子、高標號水泥、膠凝材料、水及外加劑按一定比例拌和，通過骨料表面的粘結(jié)料之間的點對點接觸連接形成統(tǒng)一的整體，性能好的增強料可以改善骨料之間接觸點的粘接力度，能夠提升透水水泥混凝土的強度，延長道路的使用年限［1］。

在透水混凝土路面施工過程中，路面鋪筑的好壞與材料的質(zhì)量、施工過程控制、機具設備以及管理人員的檢測嚴格與否都有直接或間接的關系。此外，施工現(xiàn)場的環(huán)境也是影響施工質(zhì)量的重要外部因素。為了確保工程實體質(zhì)量，本篇論文依托濟南市起步區(qū)智慧物流園二期一標段道路工程施工，詳細介紹了透水混凝土在市政道路工程中的施工過程與方法。人行道采用8cm厚彩色透水整體路面，具體分為兩層：原色透水混凝土5cm和防滑彩色透水混凝土3cm。

1.1 施工條件及骨料控制

擬建工程場地位于濟南市新舊動能轉(zhuǎn)換起步區(qū)崔寨街道，勘區(qū)主要為農(nóng)田及拆遷區(qū)，地形平坦，年平均氣溫為12.8℃，年平均氣溫的年際變化不大。原材料進場前需要項目管理人員的嚴格檢查骨料的顆粒級配、含水率、含泥量、骨料強度等。冬季禁止進行透水混凝土的施工。

1.2 透水混凝土的配合比

為了透水混凝土的孔隙率（15%以上）和抗壓強度達到要求， 需采用P·O42.5以上標號的水泥進行拌制，并且28d混凝土的抗壓強度≥20MPa。

每立方透水混凝土配合比為P·O42.5水泥400kg/m3，碎石子1 600kg/m3，透水致密增強劑15kg/m3，水138kg/m3，色粉15kg/m3。

對人行道來說既要滿足行人要求又要發(fā)揮透水混凝土的生態(tài)效應，可采用全透水結(jié)構形式，骨料公稱最大粒徑宜為31.5mm或26.5mm。 小于0.075mm的細粒含量不得大于2%；小于2.36mm的顆粒含量不宜大于5%；小于4.75mm的顆粒不宜大于10%，水泥劑量一般為9.5%～11%， 水膠比為0.39～0.43。

2 透水混凝土施工

2.1 攪拌和運輸

2.1.1 攪拌生產(chǎn)控制要點

施工現(xiàn)場采用間歇式強制攪拌機進行拌和，攪拌機的拌和容量應同施工速度保持一致，從攪拌伊始到出料裝車再到攤鋪結(jié)束，間隔時間控制在半個小時以內(nèi)，以此來避免漿料的無法正常粘結(jié)和膠料的硬化。此外，每盤材料的投放量設定應嚴格執(zhí)行配合比，材料計量要精確，不可僅憑經(jīng)驗和目測放料，加料時應做好記錄。

2.1.2 運輸控制要點

施工氣溫對透水混凝土初凝時間有影響，其限制了可運輸?shù)臅r間和距離范圍，溫度越高，允許時間越短，本工程施工時日平均氣溫為20℃，允許的最長時間為30min，此外還應采取必要的覆蓋保護措施，防止陽光、氣溫高等因素導致混合料的水分散失，透水混凝土工作機能隨之發(fā)生改變［2］。

2.2 混凝土攤鋪及壓實

2.2.1 攤鋪控制要點

本工程中人行道內(nèi)外兩側(cè)均已安裝路緣石，在路緣石兩側(cè)彈出高度為5cm的墨線，保證底層和面層的攤鋪厚度。從透水混凝土的透水性角度而言不需要路面的排水，但考慮到暴雨時為了及時將水分排出，根據(jù)圖紙設計要求，現(xiàn)場人行道設置了1.5%的反坡，可以迅速將雨水排出至慢車道雨水斗。

透水混凝土攤鋪前應將人行道基層混凝土清掃干凈并灑水濕潤，防止吸收透水混凝土中的水分，導致后期透水混凝土強度無法達到設計要求。底層透水混凝土在澆筑過程中，現(xiàn)場虛鋪系數(shù)應保持為1.2左右，攤鋪完成及時用長4m的刮平板（刮平尺）進行壓平，強制式滾筒滾壓一遍后及時進行彩色面層的攤鋪，保證面層和底層間骨料較強的粘接性能。兩層的透水混凝土施工間隔控制在20min以內(nèi)，避免產(chǎn)生夾層導致結(jié)合不密實。透水混凝土的攤鋪施工需連續(xù)作業(yè)，防止變坡處等產(chǎn)生質(zhì)量波動。若攤鋪間隔無法保證20min，甚至達到了1h以上，則必須設置施工縫，立模切割，使接頭處攤鋪平順、不起拱。根據(jù)設計文件要求，透水混凝土厚度為5cm+3cm，現(xiàn)場路緣石外露高度8cm，通過掛線或者彈墨線控制攤鋪厚度。

2.2.2 壓實控制要點

現(xiàn)場選用φ150mm的鋼制滾筒機進行覆輪壓實、依次抹平。壓實步序為：彩色層攤鋪并刮平后先覆輪壓2～3遍，然后采用低頻振動夯進行機械夯實，同一位置的振動和抹平，時間控制在2min以內(nèi)為宜。夯壓時間過久，骨料結(jié)構愈趨于密實，透水效果不佳，夯壓時間過短會造成骨料空隙過大，粘結(jié)強度不足。對拐角處、檢查井等局部無法夯壓到的部位，采用定型鐵板人工錘壓。透水混凝土作業(yè)完成的最終且最佳效果應達到骨料間的牢固粘結(jié)、粗細骨料粒徑分布均勻、表面平順密實、透水迅速不積水，無裂縫及色差等質(zhì)量缺陷［3］。

2.3 混凝土的養(yǎng)護及切割

2.3.1 養(yǎng)護施工要點

為確保攤鋪施工后混凝土正常的水化反應，保濕養(yǎng)護及時進行則顯得尤為重要。施工現(xiàn)場不得采用草袋、草席等宜散落和浸出顏色的物料進行養(yǎng)護，防止污染彩色混凝土表面。用塑料薄膜或土工布代替上述養(yǎng)護材料。每天保持灑水但不宜過多，混凝土表面潤濕即可，養(yǎng)護時間為14d，養(yǎng)護期間專人專班看護，禁止所有車輛及行人通行。透水混凝土的強度達到設計要求后放開交通，保證道路的使用壽命［4］。

2.3.2 切割縫施工要點

考慮透水混凝土孔隙率較大，路面切割深度宜為（1/2～1/3）h（h為透水混凝土的總厚度），但透水混凝土路面厚度一般較薄，切割深度一般控制在不小于30mm。

為防止透水混凝土道路面層因溫度應力而產(chǎn)生收縮或膨脹開裂，攤鋪施工結(jié)束后3d左右就應按照設計要求進行切割伸縮縫施工。根據(jù)施工作業(yè)面及現(xiàn)場情況，在樹坑處至慢車道路緣石邊進行割縫?？p寬5mm左右，深度超過厚度的1/2。在變坡處及井蓋處也應進行割縫，割縫延伸至兩側(cè)路緣石。

3 討論

目前國外對透水混凝土的研究較多，但我國對透水混凝土的研究時間較短，我國于1993年才正式開展透水鋪裝的研究，并在1995年研制出符合要求的透水混凝土，隨著產(chǎn)品的逐步推廣，國家相應出臺了一系列的規(guī)范規(guī)定及規(guī)程，以指導當前工程過程中的透水混凝土施工，現(xiàn)在我國研制的道路透水混凝土結(jié)構抗壓強度能夠達到20MPa，其應用前景十分樂觀。

4 結(jié)論

通過對濟南市起步區(qū)智慧物流園市政道路工程的透水混凝土整體路面施工過程，從原材料控制、攪拌和運輸、攤鋪及壓實、養(yǎng)護及割縫、質(zhì)量檢驗標準等方面進行了全方位的介紹，具有較高的推廣價值。對可能影響透水混凝土整體路面質(zhì)量的施工方法和施工流程進行了分析，為使透水混凝土整體路面完工后有質(zhì)量保障，應在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并予以解決。相關結(jié)論如下：

（1）在透水混凝土施工前要對原材料的選用進行嚴格的控制，骨料規(guī)格均勻、潔凈、強度高，要加強相關管理人員的責任心，每個人各司其職；施工階段，現(xiàn)場嚴格按照工藝流程及工藝技術交底進行施工，做到施工標準化、規(guī)范化?；炷粱旌狭系耐读稀嚢?、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護過程嚴格按照相關質(zhì)量標準要求，時刻掌握現(xiàn)場施工情況［5］。

（2）養(yǎng)護階段做好覆蓋，嚴禁車輛及行人通行，達到設計強度的30%以后即可進行割縫施工，割縫標準嚴格按照圖紙設計要求及現(xiàn)場實際情況；透水混凝土的現(xiàn)場攪拌需使用強制性攪拌機進行混合攪料，在透水混凝土初凝時間段，拌合后及時出料，混凝土攪拌點盡量靠近透水混凝土面層施工現(xiàn)場，以確保彩色混凝土的運輸時間不超過規(guī)定范圍，保證施工質(zhì)量。

參考文獻：

［1］黃曉惠.透水混凝土整體路面施工質(zhì)量控制與檢測技術研究［碩士研究生學位論文］［D］.綿陽：西南科技大學，2021.05（Huang Xiaohui Research on Construction Quality Control and DetectionTechnology for Pervious Concrete Monolithic Pavement［Master of Engineering］［D］.Mian Yang South University of Science and Technology， 2021.

［2］汪正國.新型透水混凝土工藝及性能研究［碩士研究生學位論文］［D］.重慶：重慶交通大學，2018.06（Wang Zhengguo Research on the technology and properties of new-type of permeable concrete［Master of Engineering］［D］.Chong Qing Jiao Tong University， 2018.

［3］中華人民共和國行業(yè)標準編寫組. CJJ/T135-2009 透水水泥混凝土路面技術規(guī)程［P］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.（The Professional Standards Compilation Group of Peoples Republic of China.CJJ/T135-2009 Technical specification for pervious cement concrete pavement［P］ Beijing：China Architecture and Building Press，2009.

［4］梁健.基于高強膠結(jié)劑的透水混凝土性能研究［碩士研究生學位論文］［D］.廣州：廣州大學，2021.06（Liang Jian Research on performance of permeable concrete based on high strength cementing agent ［Master of Engineering］［D］.Guangzhou University，2021.

［5］樊華.透水混凝土路面滲蓄及與雨水管網(wǎng)耦合的應用研究［碩士研究生學位論文］［D］.西安：西安建筑科技大學，2021.06（Study on application of pervious Concrete Pavement seepage storage and its coupling with rainwater pipe network［Master of Engineering］［D］.Xi′an University of Architecture and Technology， 2021.