透水混凝土道路基层施工技术

为排除渗透到路面结构层内部的自由水，在路面结构内部需设置排水层，排水层材料不仅应具有一定的透水能力，还需具备相应的承载能力，而透水混凝土基层可满足上述要求。同时，由于水泥材料具有抗水损特性，透水混凝土基层在路面内部排水系统的应用必定有广阔的前景。

白城市海绵城市工程以和平小区2条主路为试验段。道路长270m，宽6m，基层采用20cm厚透水混凝土，通过现场试验及观察通车后的路面状况，证明该路面结构确实起到内部排水的作用。以下就其透水水稳材料组成设计、透水水稳基层施工工艺和现场取芯验证等方面进行系统阐述。

1 透水混凝土材料

透水混凝土材料级配是一种无细骨料或少细骨料与水泥相结合的混合料，经压实机具压实后，形成具有稳定结构的多孔水稳碎石混合料。透水混凝土材料在长期使用过程中能够维持良好的透水能力，满足相应的强度和抗变形要求。

原材料检验分石料和水泥的检验，应符合JTG E42—2005《公路工程集料试验规程》及相应规范标准的技术规定，最终原材料选择如下：水泥选用P·O42.5；碎石采用扎旗碎石场生产的粒径10～20，5～10mm碎石；水采用地下清洁饮用水。

2 透水混凝土配合比设计

根据《公路工程集料试验规程》要求，经过多次筛分，通过合理计算，多孔混凝土骨料配合比为：10～20mm碎石：5～10mm碎石=7∶3，配合比计算结果如表1所示。

除力学强度外，透水混凝土的配合比设计中透水系数为其主要控制指标。透水混凝土整体性能的呈现与水灰比并无必然联系，主要是骨料间接触点的粘裹。通常选取水灰比是以能充分粘裹骨料且不出现流失为准则。使用水泥浆液填补孔隙的体积，达到总孔隙体积的30%～70%即可，主要依据设计强度而定。随着填充孔隙浆体的增多，其透水能力随之降低。要得到不同强度和透水性能的混凝土可通过调整水泥浆的用量。经反复试验，最终选取3种水泥用量进行室内配合比试验，A组164kg/m3，B组184kg/m3，C组208kg/m3。具体配合比分别为：A组为42.5水泥∶10～20mm碎石∶5～10mm碎石∶水=1∶7.13∶3.06∶0.47；B组为42.5水泥∶10～20mm碎石∶5～10mm碎石∶水=1∶6.28∶2.7∶0.42；C组为42.5水泥∶10～20mm碎石∶5～10mm碎石∶水=1∶5.48∶2.35∶0.37。3组混凝土表面有光泽，水泥浆均匀包裹碎石表面且没有下滴现象。

选取15cm×15cm×15cm试件采用振动法成型，试件分2次振动，每次振动约15s，制作抗压试件，3组7d抗压强度分别为2.8，3.3，3.9MPa。

根据试验结果，最终选取水泥用量为208kg/m3的配合比（即C组），透水性和强度均符合要求。

表1 配合比计算结果

3 施工工艺

透水混凝土排水基层施工过程中，需注意满足孔隙率和压实度的需求。关键是对压路机的吨位、碾压遍数和虚铺系数3个因素的控制，并预防污染。

透水混凝土排水基层与水泥稳定碎石基层施工工艺类似，由于其大孔隙的特点，与水泥稳定碎石基层的施工不同。具体施工工艺为：施工准备→测量放线→支模板→搅拌与运输→摊铺与整平→养护→拆模→切缝→开放交通。

1）施工准备 车行道砂砾垫层已完成，并经监理验收合格。砂砾垫层表面清理干净，并在摊铺混凝土之前洒水湿润，保证大孔隙混凝土摊铺在潮湿垫层上。为保证大孔隙混凝土边沿的压实度，边沿加设钢模板，钢模板外侧用钢钎固定。

2）搅拌与运输 搅拌时必须对水灰比、水泥用量、骨料用量进行严格控制，采取搅拌站计算机输入水泥、水、骨料的用量，严格按照试验配合比设计的级配进行拌制。由于水泥用量的限定，拌合物拌合的时间要相对增加，增加时间为普通混凝土的1.5倍，拌合时间约90s。根据水泥的凝结时间及气候环境条件尽量减少拌合物的运输时间，并避免运输距离过长，防止混合料水分蒸发和水泥初凝现象。

3）大孔隙混凝土摊铺 透水混凝土属于干性混凝土混合料，其初凝时间短，必须及时摊铺。摊铺采用履带式摊铺机，为保证路拱的横坡，摊铺机的传感器一面放在透水水泥混凝土模板上，一面由摊铺机的自动横坡仪进行。及时在已摊铺的工作面上使用水准仪进行复测以保证路拱横坡。根据试验段数据、虚铺厚度与压实度，摊铺机的虚铺系数定为1.2（见图1）。

4）碾压 采用光轮压路机和振动压路机弱振碾压相互配合进行，碾压组合方式和遍数由试压试验提供相应参数。根据虚铺系数等于虚铺厚度与压实度的比值，在实验室已知对应于规定孔隙率毛体积密度的前提下，最后确定虚铺系数。

碾压可先采用18t压路机静压1遍，轮迹重叠50cm，弱振1遍，最后再静压1遍。若轮迹明显，可继续碾压直至轮迹消除，但不能过度碾压。碾压应遵循“先轻后重、先静后慢、先低后高、先慢后快、轮迹重叠”的原则。碾压时，透水混凝土基层的表面应始终保持湿润。当水分蒸发过快时，为防止表面出现松散现象，较好的办法是在基层表面采用机械喷洒雾状水碾压。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上转向、掉头或刹车，保证基层表面不受损害，通过试验段确定压路机的压实遍数。

5）养护 碾压完成检验压实度、高程、平整度及厚度均达到设计及规范要求后立即进行养护。为防止水分蒸发，可在透水混凝土基层上采用塑料薄膜或湿润的草帘覆盖养护。为避免基层表面干燥，可采用洒水车洒水养护，每天洒水次数应视天气情况而定。养护期结束后，铺面层前应禁止施工车辆通行，并注意防止污染，以免影响其排水能力。

图1 透水混凝土基层施工实景

4 结语

透水混凝土基层施工分为原材料检验、配合比设计、拌合、摊铺、压实、养护等环节，其中配合比设计是关键，施工中要严格控制水泥浆含量。通过取芯、现场透水试验及观察通车后的路面状况，可看出透水混凝土基层确实能起到排除路面内部水的作用，透水混凝土基层在今后的道路透水层设计中值得推广应用。

参考文献：

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