史旭东
(青海省海南天和路桥工程有限公司,青海共和813000)
随着城乡一体化发展的推进,混凝土路面也在飞速建设,整洁的路面给我们的生活带来了舒适和便捷,尤其用透水混凝土铺筑的路面更具吸水蓄水的能力,同时能在需要时释放储存的水,降低了一般混凝土路面对城市可持续发展的负面影响,因此在国内外受到欢迎并得到大量推广应用。然而,根据大量调研显示,因人、材、机以及施工工艺等多方面因素影响,实际透水路面施工中出现了一些质量问题,不仅与其研发与应用的宗旨即新的绿色环保理念相违背,还严重影响到路面的使用性能以及透水混凝土进一步的推广。为此,全面分析影响透水混凝土整体路面施工质量的因素,制定并执行有效的控制措施以保证良好的施工质量,从而进一步推广透水混凝土路面在国内的应用就显得尤为重要。
透水混凝土又称多孔轻质混凝土,是由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互黏结而形成的能让雨水流入地下,并能缓解城市热岛效应的孔穴均匀分布的蜂窝状结构。透水混凝土的孔隙率大约在10%~30%,孔隙大小为2~8mm,具有透气、透水和重量轻的特点,透水率一般在0.5~1mm/s 以上。采用透水混凝土材料铺筑的路面能改善植被生长的土壤环境,维持水资源循环,缓解城市热岛效应,吸声降噪。而且,透水混凝土由粗集料形成受力骨架,不掺或少量掺入细集料以改善某些性能,拥有系列色彩配方,配合设计的创意,因此其是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料[1]。
透水混凝土整体路面有很多契合新的绿色环保理念的优势,然而各种质量问题如裂缝、脱粒等也随着大量使用凸显出来。
经过大量调查和研究显示,透水混凝土整体路面出现损坏现象有一个核心问题出在施工成型方面,即施工程序各步骤完成的质量,且与原材料质量、路面结构设计、施工工艺质量等密切相关。
首先,透水混凝土质量欠缺或实际与标准不符,施工机械设备使用没有标准化、规范化,对原材料、机械设备等把控不严格;其次,施工各环节的质量监督和管理不到位,对混合料配合比、摊铺碾压、振实等质量控制不严;最后,缺乏合格的技术人员,施工全过程质量检测的不到位、不及时。因此,需要找到的透水混凝土整体路面的施工质量控制措施,推动形成人与自然和谐统一,共同实现可持续发展。
如前文所述,多因素下透水混凝土的实际质量没有完全达到标准要求。透水混凝土路面施工是将设计与规划形成实体成果的关键,施工的操作流程、操作技术都直接与路面成型的质量相关,因此为确保透水混凝土能够达到设计目标,必须对整个路面施工过程的所有环节进行严格控制。施工工艺流程如图1所示。
基层和路面压实是道路的基础部分,为了不影响透水混凝土后续整体路面的质量,需要根据道路实际情况和特点,对基层和路面进行充分压实以利于结构承载力的展现,同时选择适当方法来判断整体路面基础部分的压实质量。
3.1.1 土基层质量控制。例如,某透水混凝土路面工程设计要求土基层处理压实度达到93%,完成压实后选择采用灌砂法对土基层压实情况进行及时反馈,以判断是否满足设计要求,是否继续进行后续施工。
3.1.2 级配碎石层质量控制。例如,为了使某透水混凝土路面达到200mm 厚度和规范要求的≥90%压实度,级配碎石层施工前,先对前一层完工后的顶面进行洒水处理,再将20~60mm 粒径的碎石集料在土基层上铺平并通过振动碾压,最后采用挖坑法测定厚度,灌砂法检测级配碎石层压实情况,判断级配碎石层的施工质量是否合格[2]。
3.1.3 找平层施工。例如,在某透水混凝土路面进行铺设20mm 厚的粗砂找平层时,需打湿处理粗砂后进行碾压,且铺设期间用钢卷尺进行随机取点进行量测厚度。碾压完成后,需对已完工的基础部分做高程测量和复核,基础高程不符合要求要立即进行整改,直至合格为止。同时,因透水混凝土路面所有基础部位施工都需要处于湿润状态,故处理后的基层表面应该清洁、无积水并保持一定的湿润。
3.1.4 测量支模。虽然基层完成之后,已进行过详细的检查验收工作,但为了保证不影响后续施工以及路面的整体性能,透水混凝土层铺筑前还需对前一个完工面检查核实,然后进行测量支模,通过测量确认基层的具体情况与路面设计规划是否有差异。总的来说,首先要保证路面结构的总厚度,因为路面的厚度不足就很容易导致施工质量问题,而且要注意高程不能超出允许的范围。当两者出现矛盾时,为了不影响路面的使用和工作性能,考虑放样应以满足厚度为主,放样时再计入实测的松铺系数,也就是说,施工过程要严格控制和监管混凝土路面各层的厚度及总厚度。此外,立模时高度设置需根据路面厚度调整,垂直需要经过吊线法最后确认。
透水混凝土层施工好坏对最终整体路面的性能起着重要的作用,其施工流程为:上料搅拌—出料运输—初步整平—收光抹平—养护—补坑收光—面层封闭—成品。在具体施工过程中需要注意如下几点:
3.2.1 混合料的拌和。各原材料投入量误差范围符合《混凝土质量控制标准》(GB 50164—2011)规定;施工采用涡轮式搅拌机500L,搅拌时按照设计中物料规定的投放比例及顺序,可以对搅拌时间进行适当调整,但总时间也不宜过长,同时搅拌机不宜与施工摊铺场地离得太远;用目测法和密度法检验混凝土拌和料的性能指标,尤其密度法测量经过一定压实后拌和料的密度,可以很好地保证满足实际施工的工作性能,同时预留检测试件同条件养护。
3.2.2 混合料的运输。混凝土出料到铺筑完毕允许最长时间与施工气温相关,根据大量研究及实践经验来看,一般气温5~9℃、10~19℃、20~32℃允许最长时间分别为90min、45min、30min,温度越高,允许时间越短;运输前要将运输设备装料斗内的杂物清理干净并充分进行润湿,拌和好的透水混凝土混合料装车时,使尽量自然状态装载混合料;在混合料的运输过程中,运料车不得紧急转弯、制动等,运料车进入施工现场轮胎有污染物黏附需先对其进行冲洗;运料车辆卸料时,也需要尽量不过于集中的倾斜,当天拌和好运输到现场的混合料尽量完成压实。
3.2.3 混合料的摊铺。就摊铺方法而言,混凝土整体路面的原色底层采用低频平板振动器振实找平,同时为保证摊铺后的均匀和密实,以免本工序影响后续施工,不能用机器振捣的部位需人工配合插捣振实。浇筑最后的彩色面层时,先人工、后机械,不平整处要人工补料抹平,整体做到大面平整、颗粒均匀、无明显坑洞。具体摊铺工艺的质量控制措施而言,应注意:对已完工质量合格的基层进行湿润;施工前进行试铺,如果混合料出现一些比较明显的离析等现象时,应采取有效措施进行消除;在正式施工中,均匀卸料同时迅速配合摊铺;路面混合料找平采用低频振动器振实,并配合人工处理边角;所有位置的透水混凝土层上下两层的施工应做到连续,两层铺筑的时间间隔不宜超过2h,否则需要对浇筑完成部分采用遮盖保水措施;施工人员行进采取与施工方向一致的倒退方式,振实找平应该匀速、连续、不间断进行。
3.2.4 整体路面切缝与养护。切缝根据路面情况,在路面施工完3d 后进行。切割要上下贯通至基层顶面,宽度设置为18mm 左右,同时要注意根据路面情况进行切割。缩缝的切割深度为整体路面厚度的2/3,胀缝与路面厚度相同,切缝后进行泡沫板填缝处理,并注意与透水整体路面面层保持平整。养护过程需要保证路面处于清洁和湿润的环境,应在路面周边设围挡封闭交通、禁止通行。养护期一般为14~21d,气温较高时的养护期比气温低时短。待透水混凝土整体路面完成养护(干燥成型)后喷涂保护剂。
施工质量控制分为事前、事中、事后三个阶段,质量控制的对象包括影响因素和施工结果两方面。每个阶段的控制根据相应的施工方案和施工组织设计执行,因素控制主要包括对人、材、机及工艺、环境等5 大方面的控制,施工结果控制主要是检测验收各项指标是否符合设计要求,对于检测结果显示为不合格的,则必须修复处理,直至合格。此外,质量保证体系是一个施工项目必须有的基础施工性文件,通过高效组织施工现场的各因素,可以在一定程度上防止质量事故的发生,为施工质量提供保障。
综上所述,透水混凝土路面施工是整个质量控制的核心环节,在施工过程中需要严格按照规范、标准的操作进行,以为工程建设质量提供有利的保证。