基于海绵城市理念的市政道路透水混凝土施工技术的应用

任贺贺 武玉东 刘济松 包华平

【摘要】本文以郑州市某道路建设项目EPC总承包项目为例，通过对本项目道路透水混凝土的施工，阐述透水混凝土施工的基本工艺和主要方法，结合现场施工工况采取相应的措施予以解决。

【关键词】透水混凝土;海绵城市;施工技术

1、工程概况

1.1项目概况

本项目施工内容包括：道路工程、桥涵工程、给水工程、雨水工程、污水工程、电力通讯工程、综合管廊工程、照明工程、绿化工程、交通设施工程等。使用的透水混凝土又称多孔混凝土施工（也称排水混凝土）的环保型、生态型的铺筑材料。

1.2周边环境

现场调查及勘察结果表明，沿线无掩埋冲沟、暗滨、暗塘，沿线无全新活动断裂等影响工程稳定的不良地质作用。但场地局部杂填较厚。场地稳定，适宜修筑。场地所见土层主要为第四系全新统冲洪积粉土。其特性详述如下;

①层杂填土（Q4ml）：黄褐色，主要成分以粉土为主，含有大量建筑垃圾，层厚不均。局部建筑垃圾较厚，达到 3.50m。该层层底埋深 0.80-3.50m，层底标高 123.20-125.79m，层厚 0.30-3.50m。

②层粉土（Q4al+pl）：褐黄色，稍密，稍湿，含少量粉粘，干强度中等、韧性低，局部有砂感，切面无光泽。层底埋深 1.60-3.50m，层底标高 121.30-124.17m，层厚 0.80-2.50m。

③层粉土（Q4al+pl）：黄褐-浅黄色，稍密，稍湿，干强度及韧性低，可见白色钙斑，偶见蜗牛碎片，切面无光泽。局部含有少量钙质结核。质量占总重量的 5%-10%，粒径为 0.30-2.50cm。层底埋深 4.20-7.40m，层底标高 117.50-122.49m，层厚 1.80-4.00m。

④层粉土（Q4al+pl）：浅黄色-灰黄，稍密-中密，稍湿，干强度中等，韧性低，可见白色钙斑，偶见蜗牛碎片，切面无光泽。含少量黑色铁锰质结核 ，该层底局部含有较多白色钙质结核，质量占总重量的 5%-20%，粒径为 0.50-10.00cm。该层未揭穿，最大揭露厚度为 3.80m。

2、施工工艺流程

透水混凝土的施工主要包含三部分，基层施工、级配碎石、透水混凝土。

2.1基层的施工

基层素土：首先采用机械进行场地平整， 当挖土或弃运达到设计标高后， 压路机进行碾压，达到实际要求的基层压实度。

2.1.1工艺流程：准备工作→施工放样→运输→拌和→摊铺→整平碾压→自检→修整→养生

2.1.2施工前的准备

在施工前要将底层彻底清扫干净， 并对局部松散位置作补强处理， 然后进行测量放样。

2.1.3运输

用自卸汽车拉运素土运至施工现场分别成堆。

2.1.4摊铺整平

根据摊铺厚度将施工场地划分成格，运输车辆在施工现场倒料时，按照摊铺厚度倾倒在田字格内，减少推土机摊料的工作时间和工作量，严禁运输车辆一次倒完。采用推土机并辅以人工粗平， 后用平地机精平， 并人工配合铲除粗集料 “窝、带”，补以新拌和的混合料，严格控制高程、横坡、平整度。

2.1.5碾压

先稳压—开始轻振动碾压—再重振动碾压，压至无轮迹为止;碾压时每道之间后轮重叠1/2 轮宽，碾压遍数无轮迹为止。

2.2碎石垫层施工

2.2.1材料要求

碎石应用质地紧韧、 耐磨、具有一定级配的透水性良好的材料， 如破碎花岗岩或石灰岩。软硬不同的材料不得掺合使用; 碎石应为多棱角块体、 清洁无土、不含石粉及风化杂质，且符合下列要求：1）抗压强度不小于80MPA，压碎值应小于35%;2）软弱颗粒小于  5%;3）含泥量小于2%;4）扁平细长碎石含量小于20%;5）碎石规格为30-50mm，嵌缝料为15-25mm。

2.2.2主要机具：

蛙式打夯机、挖掘机、手推车、2m 靠尺、小线或细铅丝、钢尺等。

2.2.3作业条件：

1）设置控制铺筑厚度的标志，如标高桩，在基坑的边坡上钉上水平标高木楔。采用有效降水措施，保持无水状态。

2）铺筑前，应经过有关单位验收，包括水平标高、地质情况，在未做地基处理完毕并办理隐检手续。

2.2.4施工工艺

1）摊铺：下层复验合格后要及时摊铺，运到工地的碎石排平后，大小颗粒应分布均匀，虚铺厚度一致，按虚铺厚度一次铺平，不得多次找补。运料及摊铺应先远后近循序进行，所需材料按预先计算量分段分堆放置，人工配合机械进行摊铺，摊铺的碎石应级配分布均匀一致，无明显颗粒分离现象。

摊铺虚厚按设计厚度乘压实系数，通过实验段确定压实系数，一般可按1.2-1.3之间的松铺系数试压。摊铺时要严格控制高程和平整度，平整度不大于±15mm。初压后必须立即检查并找补。

2）碾压：碾压以“先慢后快” 、“先轻后重”为原则。压路机应逐次倒轴碾压，重叠宽度为三轮压路机的二分之一后轮宽，对双轮压路机不应小于30cm。碾压自路边开始向路中移动，路边应重复碾压，避免石料向外挤动。

3）碎石层应在嵌缝前碾压坚实稳定，压实度大于95%，最后一层压完后，表面应拉线找平，并且要符合设计规定的标高。

2.2.5成品保護：

1）回填碎石时，应注意保护好现场控制桩、标准高程桩，防止碰撞位移，并应经常复测。地基范围内不应留有孔洞。

2）施工中必须保证边坡稳定，防止边坡坍塌。夜间施工时，应合理安排施工顺序，配合足够的照明设施;防止级配碎石铺筑不准而超厚。

3）砂碎石垫层完成后，应连续进行上部施工。

2.3透水混凝土

2.3.1材料的组成：

透水混凝土主要由水泥、增强剂、碎石、水以及着色剂、封闭保护剂组成。

（1）水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的要求。不同等级、厂牌、品种的水泥不得混存、混用。

（2）透水混凝土专用增强剂是一种特殊胶结剂，它是由强化剂、硬化剂、活性剂、稳定剂以及硅灰等多种添加剂组成，以增加透水混凝土强度与粘结力的粉末状材料。

（3）碎石

透水混凝土采用的碎石，必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石料，碎石的性能指标应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二级要求，并应符合下表规定。

2.3.2透水混凝土组成材料在施工过程中配合比：

要施工出高质量、高标准的透水混凝土地面，在原材料固定的条件下，严格控制材料的配比，在施工时必须有专人严格控制比例。

2.3.3透水混凝土路面基层的要求

（1）透水混凝土路面的厚度：本工程设计透水混凝土分为二层施工，即表层为6cm彩色透水砖，下层为本色15cm透水混凝土（C25）。

路面结构如下：

面层：6cm C30 砼彩色透水面砖

垫层：3cm 干硬性水泥砂浆

基层：15cm C25 透水混凝土

基层：15cm 级配碎石

（2）为确保路体结构层具有足够的整体强度和透水性，表面层下需有透水基层和较好保水性的垫层。

基层要求：在素土层夯实层上，配用的基层材料，应有适当的强度外，须有较好的透水性，采用15cm级配碎石基层。采用的级配碎石的最大粒径应小于0.7倍的基层厚度，且不超过50mm。垫层采用30cm碎石，粒径3～5cm，铺设需均匀平整。

（3）透水混凝土路面基层横坡度为1.5%，面层横坡度应与基层横坡度相同。

2.3.4伸缩缝的设置

（1）透水混凝土面层设计横向缩缝。横向缩缝的间距宜为5.0m～6.0m;

（2）当透水混凝土面层施工长度超过30m，应设置胀缝。在透水水泥混凝土面层与侧沟、建筑物、雨水口中、铺面的砌块、沥青铺面等其他构造物连接处，应设置胀缝。

（3）透水混凝土一般采用后切割的施工方法，这样切出的伸缩缝，整齐漂亮。我们建议使用无齿锯切割，具体切割时间应视厚度、天气情况而定，一般为摊铺完成后3-7天内切割（夏季高温季节24小时后就必须切割）。

2.4透水混凝土的施工

2.4.1一般规定

（1）施工前应查勘施工现场，复核地下隐蔽设施的位置和标高，根据设计文件及施工条件，确定施工方案，编制施工组织设计。

（2）面层施工前应按规定对基层、排水系统进行检查验收，符合要求后方能进行面层施工。

（3）在透水水泥混凝土面层施工前，应对基层作清洁处理，处理后的基层表面应粗糙、清洁、无积水，并应保持一定湿润状态。

（4）施工现场应配备施工所需的辅助设备、辅助材料、施工工具，并应采取安全防护设施。

2.4.2搅拌和运输

（1）透水水泥混凝土宜采用强制性搅拌机进行搅拌，搅拌机的容量应根据工程量、施工进度、施工顺序和运输工具等参数选择。

（2）进入搅拌机的原材料必须计量准确，并应符合下列要求：

1）每台班拌制前应精确测定集料的含水率，并应根据集料的含水率，调整透水水泥混凝土配比中的用水量，由施工现场试验确定施工配合比;

2）透水水泥混凝土原材料（按质量计）的允许误差，不应超过下列规定：水泥：土1%;增强料：土1%;集料：士2%;水：+1%; 外加剂：士1%。

（3）透水水泥混凝土的拌制宜先将集料和50%用水量加入搅拌机拌合30s.再加人水泥、增强料、外加剂拌合40s.最后加入剩余用水量拌合50s以上。

（4）当透水混凝土面层采用双色组合层设计时，应采用不同搅拌机分别搅拌不同色彩的混凝土。

（5）透水水泥混凝土拌合物运输时应防止离析，并应注意保持拌合物的湿度，必要时应采取遮盖等措施。

（6）透水水泥混凝土拌合物从搅拌机出料后，运至施工地点进行摊铺、压实直至浇筑完毕的允许最长时间，可由实验室根据水泥初凝时间及施工气温确定，并应符合下表的规定。

透水混凝土从搅拌机出料至浇筑完毕的允许最长时间

2.4.3透水混凝土铺筑

（1）模板的制作与立模应符合下列规定：

1）模板应选用质地坚实、变形小、刚度大的材料，模板的高度应与混凝土路面厚度一致;

2）立模的平面位置与高程应符合设计要求，模板与混凝土接触的表面应涂隔离剂。

3）透水水泥混凝土拌合物摊铺前，应对模板的高度、支撑稳定情况等进行全面检查。

（2）透水水泥混凝土拌合物摊铺应均匀，平整度与排水坡度应符合要求，摊铺厚度应考虑松铺系数，其松铺系数宜为1.1。

（3）透水水泥混凝土宜采用平整压实机，或采用低频平板振动器振动和专用滚压工具滚压。压实时应辅以人工补料及找平，人工找平时施工人员应穿上减压鞋进行操作。

（4）透水水泥混凝土壓实后，宜使用抹平机或人工对透水水泥混凝土面层进行收面，必要时应配合人工拍实、整平。整平时必须保持模板顶面整洁，接缝处板面应平整。

（5）模板的拆除，应符合下列规定：

1）拆模时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定。

2）拆模不得损坏混凝土路面的边角，应保持透水水泥混凝土块体完好。

（6）当采用彩色透水水泥混凝土双色组合层施工时，上面层应在下面层初凝前进行铺筑。

（7）露骨透水水泥混凝土施工，应与普通透水水泥混凝土施工相同，摊铺平整后的工序应符合下列要求：

1）露骨料透水混凝土，应在摊铺结束后十分钟内喷洒表面蚀凝剂做表面露骨料预处理（喷洒表面蚀凝剂前应先喷水一遍），第一次喷洒时力求薄而均匀尽量防止中断，第二次时应适当增加，喷洒表面处理剂距离未收光整平的面层和整平机碾辊至少500㎜。随后覆地膜养护（地膜应紧贴石子不应当存空隙，应用专用滚平装置将地膜压平在地面上并结合扫帚扫平，地膜纵向间至少应搭接100㎜）。

2）预处理8-10小时（根据养护温度和湿度等因素确定）后用高压清洗机做表面冲洗加工，实现露骨料效果。清洗时喷枪距面层要高出至少500㎜距离，不可紧盯一处长时间喷水以防脱石。个别水泥浆处理效果不明显处应使用毛刷配合喷枪清洗。清洗作业结束后应及时覆盖保水白膜及彩条布进行养护，清洗时间应安排在温度较高的白天进行。清洗前后应有专人对作业区盯紧以避免清洗进程发生污染波及清洗效果。

3）大面积施工前应做试块进行试洗，寻求最佳清洗时间成功后方可大面积进行表面处理。

2.5接缝施工

路面缩缝切割深度宜为（l/2～1/3） 路面厚度，路面胀缝应与路面厚度相同。

透水混凝土

2.6养护

2.6.1透水水泥混凝土路面施工完毕后，宜采用塑料薄膜覆盖等方法养护。养护时间应根据透水水泥混凝土强度增长情况确定。

2.6.2 养护期间透水混凝土面层不得通车，并应保证覆盖材料的完整。

2.6.3透水水泥混凝土路面未达到设计强度前不得投入使用。透水水泥混凝土（下转59页）（上接57页）路面的强度，应以透水水泥混凝土试块强度为依据。

2.7涂覆透明封闭剂：

待表面混凝土成型干燥后在3天左右，涂刷封闭剂，增强耐久性和美观性。防止时间过会使透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。

3、 质量控制注意事项：

3.1施工现场须专人负责物料的配比。

3.2严格控制水灰比，即控制水的加入量，水在搅拌中分2-3次加入，不允许一次性加入，至骨料发亮应立即停止加水。

3.3为使物料搅拌均匀，适当延长机械搅拌时间，但不宜过长。

3.4运输：透水混凝土属干性混凝土料，其初凝快，一般根据气候条件控制混合物的运输时间，运输一般控制在10分钟以内，运输过程中不要停留，手推车必须平稳。

3.5摊铺、浇筑成型：

透水混凝土屬干性混凝土料，其初凝快，摊铺必须及时。对于非机动车道面，大面积施工采用分段隔仓方式进行摊铺物料，其松铺系数为1.1。将混合物均匀摊铺在工作面上，用括尺找准平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振动器或人工捣实，捣实不宜采用高频振动器。最后抹子拍平，抹合不能有明水。

3.6平板振动器振动时间不能过长，防止过于密实，可出现离析现象。

3.7因透水混凝土其孔隙率大，水分挥发快，当天气温高于35℃时，施工时间应宜避开中午，适合在早晚进行施工。

3.8养生：

透水混凝土与水泥混凝土属性类似，当气温较高时，为减少水分的蒸发，宜立即覆盖塑料薄膜，以保持水分。可采用洒水养生，所有养生期不得少于7d，使其在养护期内强度逐渐地提高。洒水养生，透水混凝土在浇筑后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面，应直接从上往下淋水。透水混凝土湿养时间不少于3天。养生时间应根据施工温度而定，一般养生期为14-21天，高温时不少于14天，低温时不少于21天，5℃以下施工，养生期不少于28天。

结论：

城市道路的人行道基础一般采用普通混凝土，透水性能差，雨水不能渗透到地下。为了能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等的一些城市环境问题，维护生态平衡缓解城市热岛效应，提高工程施工质量与环境并有效的消除地面上油类化合物等对环境的危害。

参考文献：

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