谢佳耀 杨茂林 熊 俊
浙江龙业建材有限公司
浅析透水混凝土路面施工技术要点
谢佳耀 杨茂林 熊 俊
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伴随着人类社会的高速发展,对环境的破坏也越来越严重。人们开始逐步关注生态环境保护,并开始在城市建设中应用具有优异生态性能的透水混凝土。欧美发达国家早在20世纪80年代就开始透水混凝土的相关研究,并应用于人行道路、停车场地坪等工程。我国对于透水混凝土的研究工作起步较晚,20世纪90年代才开始相关研究工作,对透水混凝土基础理论和工程技术的研究还有很大的空间,其应用前景会更加宽广。
透水混凝土;路面;施工技术;要点
我国道路交通发展迅速,而混凝土作为路桥工程建设中应用较为广泛的材料,其中,透水混凝土得到了工程工作人员的喜爱,在道路建设中得到了广泛应用。透水混凝土作为一种低碳环保的工程材料,不仅具有补充地下水资源,滋养植被,而且可以减少雾霾和缓解城市热岛现象;并有利于人类生存环境的良性发展及对“海绵城市”的建设等,具有特殊的重要意义。
透水混凝土(Pervious Concrete)用水泥做为胶凝材,使用单一或不连续级配的粗骨料,含有少量或不含细集料配制而成的多孔结构的混凝土,主要靠包裹在粗骨料表面的胶结材浆体硬化后将骨料颗粒豁在一起而成。其内部存在较多的孔隙,有良好的透水、透气性,但其强度比普通混凝土的弱。透水混凝土路面一般含有15~25%的贯通孔隙,透水量一般能达到200L/(m2.min)可以有效收集雨水或渗透补充地下水,有利于保持地下水资源平衡,预防水位下降和地面下沉,创建舒适的生活环境;由于透气性好有利于地表微生物栖息生存,维持自然生物链;还具有降噪音,吸热量,缓解“热岛效应”等作用。
3.1 原材料的选择及用量
1)水泥采用符合国标《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)的低碱P·O42.5水泥。水泥用量可在保证最佳用水量的前提下适当增加,以增加骨料表面水泥浆膜层的稠度和厚度,有效提高无砂透水混凝土的强度。透水混凝土的水泥用量确定在300kg/m3~450kg/m3。2)石在粗骨料相互接触而形成的双凹黏结面上,水泥浆厚度越厚,黏结点越多,黏结就越牢固。所以,骨料的选择要尽量达到强度和透水的统一性。从透水性来看,单粒级和间断级配优于连续级配,试验中使用10mm~20mm和6mm~8mm的碎石,级配良好。粗骨料中异形颗粒含量控制在10%以内。3)外加剂主要用于调整混凝土凝结时间和减少水的用量,在相同孔隙率的情况下可以提高透水混凝土强度。外加剂的用量以水泥和骨料不离析,水泥能包裹住骨料最佳。试验确定采用自主研制的添加剂。4)水拌合用水达到饮用水的标准。
3.2 透水混凝土配合比设计
1)根据工程设计要求明确强度等级、目标孔隙率、耐磨性、抗冻性等技术指标要求;2)为了获得较大的孔隙率集料应采用粒型较好、杂质含量低(含泥量、泥块含量、石粉含量低)的单级配集料;3)透水混凝土的试配强度可根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)进行确定;4)水胶比应经试验确定,可控制在0.25~0.35的经验范围内;5)为了获得良好的透水效果,透水混凝土的浆体体积应在满足力学性能要求的基础上尽量降低浆体体积;6)如需应用增强材料其种类和掺量应根据试验确定。
3.3 搅拌工艺
透水混凝土宜采用现场搅拌,计量后的用水取出少许,约10%一15%备用,在其余水中均匀混人外加剂,缓慢加人搅拌机中;搅拌时间不少于3分钟;在搅拌接近结束时,把称量好的增强剂加人到取出的备用水中,均匀混合,加人到运行中的搅拌机中,再继续搅拌至少1分钟。制备彩色透水混凝土时,着色剂随水泥一起加人,加人着色剂后,为使着色剂均匀,搅拌时间应适当延长,不少于5分钟。透水混凝土搅拌时,在保证水胶比的前提下,拌合物状态的控制尤为关键。气温高于30℃时,拌合物维勃稠度控制在5s-8s,气温低于30℃时,拌合物维勃稠度控制在8s-15s。
3.4 摊铺施工控制要点
基层处理:透水混凝土摊铺前应将基层素土压实,土层上面再铺设一层过滤用土工布,作用是防止下雨时基层泥浆上泛堵塞透水混凝土孔隙。土工布铺完后应再铺设10~15公分厚的碎石垫层,碎石粒径可以采用5~20mm的级配碎石。考虑大暴雨季节来临时,当基层积水过多来不及渗透,一般在基层碎石垫层中间,间隔6m左右设置一根专用透水盲管排水(Φ75mm左右),低端通向道路的排水系统,及时排除过量的雨水。对于彩色面层的透水混凝土路面,摊铺施工首先进行底层浇注施工,摊铺系数应保持为1.2左右,铺完迅速用刮尺整平,滚筒滚压一遍后即应进行面层的摊铺,进而确保面层和底层间骨料能够很好地粘结。上下层的施工间隔应控制在20min以内,透水混凝土的摊铺施工应连续进行,避免接头质量波动。如果摊铺施工间隔时间达到1h以上,则必须设置施工缝,立模分割,保证两次摊铺接头平整、质量可靠。
3.5 后期施工
透水混凝土后期施工的内容包括切缝、填缝、混凝土的养护等。由于本项目施工时期主要在夏季,因此当混凝土覆盖以后,其内部温度和强度就会提升,因此,为了防止混凝土路面产生裂缝,在浇注完成后3天,路段按150~200米的间距设置胀缝,胀缝一般缝宽2公分;缩缝一般缝宽0.5公分,缝内填热沥青油膏,设置距离一般按4.5米至6米。待伸缩缝切缝完成以后,我们要采用填缝胶填缝和洒水养护,养护时要确保每天上、下午各一次,养护时间要大于7天。
透水混凝土的生产和施工工艺类似于传统混凝土,但技术要求要远高于传统混凝土。采用符合透水混凝土工艺要求的骨料等原材料,通过实验室试验验证过的配合比,注重计量和搅拌环节的控制,经过正确的摊铺振捣控制以及后期的喷涂养护,是生产出合格的透水混凝土的必要保证。
[1] 刘翠萍,石云兴,屈铁军,等.透水混凝土收缩性能的试验研究[J].混凝土,2009(1):43-45,49.
[2] 宋中南.透水混凝土及其应用技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.