建筑行业透水混凝土路面施工工法

第第页，共11页透水混凝土路面施工工法1.前言透水性混凝土作为一种新型生态环保型的道路材料，已日益受到人们的重视。一直以来，城市的地表都是被钢筋混凝土的建筑物和不透水的混凝土路面所覆盖。传统混凝土路面将地面的空气和雨水等与地下的土壤隔绝开来，随之也带来了一系列的环境问题。而透水混凝土不仅可以满足人们对于道路交通承载力的要求，还具备连通地表上下生态环境的功能。透水混凝土的多孔蜂窝结构使其具有透水、透气和容重轻的特点，可以吸声降噪、蓄水调湿、缓解城市的“热岛效应”等。透水混凝土的应用在我国大部分地区还刚刚起步，但在工程应用过程中已暴露出许多问题，比如透水混凝土浇筑的路面场地出现跑砂、开裂、透水性差等问题。因此必须重视对透水混凝土施工过程的质量控制，才能确保透水混凝土达到预期的效果。2.工法特点本工法现场操作简单、施工速度快、经济效益较高，较明显地改善了透水混凝土的强度、透水性及耐久性。本工法具有一下特点：2.1高承载力：整体性高承载力铺装系统，其抗沉降性能强于一般透水砖地面系统，也具有抵抗地面冻胀对刚性路面产生破坏的能力。2.2高透水性：具有15%~25%的孔隙，面层透水速度达到270（L/㎡）/min，远远高于最大的降水在排水系统下的排出速率。2.3安全性能高：由于具有高透水性这一特点，从而使得路面不会产生积水，消除了路面反光问题，大大提高了路面的防滑性能，保证了行驶的安全性。2.4缓解城市热岛效应：调节空气温度、湿度，能有效的补充地下水，缓解城市热岛效应。3.适用范围本工法适用于小区道路、公园道路、学校道路及停车场道路等路面。4.工艺原理透水混凝土路面的原理是无细骨料、孔隙率大，表面呈现均匀分布的透水孔，同时骨料粒径越小，透水孔径越小，面层越美观，但是透水率相对较小。根据这个原理，优化路面的结构设计为透水底层、透水面层。透水底层采用粒径较大（10~16mm）的骨料，透水面层采用粒径较小（4~7mm）的骨料，同时透水面层的混凝土拌合物可以嵌入透水底层表面孔隙内，这样透水混凝土路面既能保证透水性又能保证面层美观。图4-1透水混凝土路面结构图5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备→透水混凝土配合比设计→路基平整→铺设天然级配砂石垫层→透水混凝土搅拌→运输→透水底层摊铺→透水面层摊铺→切缝→覆膜养护→面层保护剂喷涂。5.2操作要点5.2.1施工准备透水混凝土属于干硬性混凝土，水灰比较低，从开始搅拌到摊铺结束的时间间隔不宜超过30分钟，且施工过程中各个工序需紧密衔接，并在摊铺完成后立即覆盖养护。如果施工准备不充分或中间某个工序出现停滞，很可能导致浆体表面失水，进而导致施工质量达不到要求，因此透水混凝土施工前的准备工作至关重要。施工准备主要包括如下几个方面：（1）材料准备透水底层9.5~16mm的骨料、透水面层4.75~9.5mm的骨料严格控制粒径的大小及含水率大小。外加剂、水泥及骨料堆放场地做好防雨措施。（2）机械准备透水混凝土施工所需的机械设备、工具需提前到位，并逐一检查其性能是否良好。（3）现场准备透水混凝土路面基层的各项技术指标、模板支设、路缘石安装等进行检查验收，达到要求后方可施工。5.2.2透水混凝土配合比设计透水混凝土配合比设计流程：计算1m³透水混凝土骨料用量→确定胶骨比→确定各种胶凝材料用量→确定外加剂用量、用水量及水胶比→确定1立方透水混凝土容重→确定理论配合比。（1）透水混凝土原材料本工程选用四川峨胜P.O42.5普通硅酸盐水泥，具体技术指标见下表：表5.2.2-1四川峨胜P.O42.5普通硅酸盐水泥技术指标初凝时间终凝时间抗压强度Mpa抗折强度Mpa3天28天3天28天2h50min4h25min26.849.55.28.1本工程骨料选用宜宾本地碎石，具体技术指标见下表：表5.2.2-2碎石技术指标粒径mm表面密度堆积密度孔隙率%压碎指标%含泥量%4~71800kg/m³1500kg/m³203.10.210~162000kg/m³1600kg/m³324.50.15（2）计算1m³透水混凝土骨料用量由于透水混凝土为无砂混凝土，则1m³透水混凝土骨料用量为1m³，透水面层碎石用量为1500kg，透水底层碎石用量为1600kg。（3）确定胶骨比胶骨比的确定关系着透水混凝土的最终强度，我项目通过选取不同的胶骨比反复试配。详见下表：表5.2.2-3不同胶骨比试配表序号试验用配合比（kg）胶骨比水泥碎石减水剂水试配10.2436015004.7116试配20.2639015004.7116试配30.2842015004.7116表5.2.2-4不同胶骨比试验结果比对序号抗压强度Mpa抗折强度Mpa7d28d7d28d试配113.815.82.94.1试配219.525.73.44.9试配322.428.74.45.6根据上述三种胶骨比进行对比研究，从试验结果中得出，增大胶骨比即增加水泥用量，从而增加粘结面，可有效的提高透水混凝土强度，但由于粘结面增大，孔隙率及透水性能减弱，综合比对当胶骨比处于适配2时，透水混凝土强度≥C20，孔隙率≥15%，透水系数≥0.5mm/s，所有指标均满足设计要求。（4）确定各种胶凝材料用量根据胶骨比及骨料用量计算出胶凝材料用量透水面层胶凝材料用量:1500*0.26=390kg透水底层胶凝材料用量：1600*0.26=416kg。（5）确定外加剂用量、用水量及水胶比①参考以往施工经验，透水混凝土塌落度控制在100mm~140mm为宜，最终确定减水剂掺量为胶凝材料的1.2%，减水率达到12%。透水面层外加剂用量:390*0.012=4.68，取4.7kg；透水底层外加剂用量：416*0.012=4.992，取5kg。②透水混凝土为无砂混凝土，其用水量可由单方普通混凝土用水量及单方普通混凝土砂子用水量求得，具体计算如下：单方C20普通混凝土用水量170kg，单方C20普通混凝土砂子用量542kg，砂子饱和含水量约为7%。透水混凝土用水量=170-542*7%=132.06kg，掺入外加剂时透水混凝土用水量=132.06*（1-12%）=116.16kg，取116kg。③确定水胶比透水面层水胶比:116/390=0.297透水底层水胶比：116/416=0.278。（6）确定1立方透水混凝土容重透水面层容重1500+390+116+4.7=2010.7kg透水底层容重：1600+416+116+5=2137kg。（7）确定理论配合比表5.2.2-5透水混凝土每立方用料表序号水泥（kg）碎石（kg）减水剂（kg）水（kg）透水面层39015004.7116透水底层41616005116表5.2.2-5透水混凝土理论配合比序号水泥碎石减水剂水透水面层13.8460.0120.297透水底层13.8460.0120.2785.2.3路基平整原有的土基使用打夯机进行夯实，并严格核对土基的标高、排水坡度及平整情况，夯实后采用环刀取样检验地基的质量，压实系数≥0.94。5.2.4铺设天然级配砂石垫层按照施工图纸要求采用机械摊铺搅拌好的级配砂石，松铺高度系数控制再1.1~1.2，然后使用平耙将表面整平。整体整平后由专人测量摊铺高度，并复核其横纵断面尺寸，符合要求后用10t压路机进行碾压，碾速控制在每分钟25~30米左右。碾压时后轮需重叠宽的1/2，碾压一遍后检查标高及平整度，局部不平时要去高垫低，最后再反复碾压3~4遍。5.2.5透水混凝土搅拌（1）透水混凝土常规搅拌方法即一次投料法：将骨料、水泥、外加剂、水一次放入搅拌机内搅拌。这种方法虽然简单，但由于一次投料将会导致浆体包裹骨料不完全，水泥浆体的粘结作用不能很好的体现，并直接影响透水混凝土的强度。另外部分水泥浆体可能会结团成球状，填充在骨料之间的孔隙中，从而降低了透水稀释。（2）本项目通过试验对比最终确定三次投料法，即先将100%的骨料和70%的拌合水预先搅拌1min，然后加入50%的水泥（同时加入全部外加剂）继续搅拌1min，最后将剩余30%拌合水和50%的水泥加入搅拌2min，最后一次加水过程中观察骨料情况，直至骨料被浆体均匀包裹并发亮时不再加水。该投料方法使水泥浆在机械搅拌的作用下均匀包裹于骨料表面，有效提高透水混凝土的强度及透水性能。（3）投料时采用电子秤计量骨料、水泥、外加剂及拌合水。5.2.6运输透水混凝土属于干硬性混凝土料，其初凝较快，运输时间一般控制在10min内，运输过程中车辆保持匀速平稳，不得停留。5.2.7透水底层摊铺场区道路大面积施工分区域进行摊铺透水底层物料，其松铺系数控制在1.1左右。将物料摊铺在工作面后，用刮杠找准平整度及排水坡度，然后用平板振捣器压实，平板振捣器施加的压力控制在0.6~0.8Mpa之间，成型时间控制在20~30s之间。管井及排水沟周边若使用振捣器很难压实部位，用木抹子压实抹平，抹平时严禁加水。5.2.8透水面层摊铺（1）透水底层摊铺完成后立即进行面层摊铺，时间间隔不得超过2小时，且透水底层混凝土在间隔期间应覆膜保水。（2）成型方法同透水底层。（3）透水混凝土因孔隙率大，水分散失快，施工时应避开中午高温天气，当温度高于35℃时不宜施工。5.2.9切缝为防止透水混凝土道路因温度应力而开裂，摊铺施工结束后3天左右应进行切割伸缩缝施工。根据施工面积情况，每间隔5米左右应设置伸缩缝一道。缝宽5mm左右，深度超过厚度的1/2.。切割好的伸缩缝应用高压水枪进行清缝冲洗，然后采用发泡塑胶进行镶缝处理，也可以采用与路面颜色接近的彩色树脂或沥青材料进行灌缝填充。5.2.10覆膜养护透水面层混凝土成型30min后应立即进行覆膜养护，并适当浇水，养护时间不少于7d。5.2.11面层保护剂喷涂透水混凝土伸缩缝施工完成后，应将面层清理干净，并于一周内将配制好的与路面颜色一致的专用彩色保护剂均匀的喷涂于透水混凝土表面。面层保护剂的喷涂须防止局部富集，不能堵塞混凝土孔隙影响透水效果。面层喷涂完成，应继续派专人进行看护，确保交付前道路表面清洁无损坏。6.材料与设备6.1材料要求（1）胶凝材料本工程胶凝材料选用四川峨胜P.O42.5普通硅酸盐水泥，质量符合GB175-2017通用硅酸盐水泥的规定。（2）骨料透水混凝土的骨料粒径越小，透水孔径越小，面层越美观，但是透水率相对较小。根据这个原理，透水底层采用粒径较大（10~16mm）的骨料，透水面层采用粒径较小（4~7mm）的骨料，同时骨料要求使用针片状少、连续级配的碎石。（3）减水剂选用性能较好的减水剂，并符合GB8076-2016混凝土外加剂的规定。（4）拌合水拌合水宜采用饮用水，当采用其他水源时，应符合JGJ63-2016混凝土用水标准的规定。6.2主要机械设备表6.2-1主要机械设备一览表序号机械设备名称数量主要用途110-12压路机1台用于基层碾压2搅拌机2台用于拌合料搅拌3平板振捣器4台用于拌合料振捣4铲车2台用于用于转运物料5翻斗车5台用于转运物料6切割机2台用于切缝7塑料薄膜20个用于覆膜养护7.质量控制7.1原材料选用的质量控制要点透水混凝土基本材料组成为:骨料、水泥、减水剂、水等材料。由于透水混凝土主要是依靠粗骨料表面的包裹料浆局部相互粘结，骨料之间形成相互连通的均匀孔隙，为保证混凝土摊铺后表面平整美观，孔隙小而均匀，同时骨料颗粒之间胶结牢固，故透水底层选用粒径9.5~16碎石，透水面层选用粒径4.75~9.5碎石。要求外观规整，无棱角，针片状颗粒的含量应小于1%，含泥量不大于0.5%，压碎值小于15%;为保证透水混凝土的孔隙率(20%以上)和抗压强度(C20~C25)，一般采用P.O42.5标号的水泥进行拌制。面层保护剂的选用应重点考虑耐磨性和抗老化性能，一般选用氟碳树脂类材料。7.2搅拌生产质量控制要点为保证透水混凝土孔隙的均匀性，要求材料入机后必须搅拌均匀，拌合物中不能有粘团和骨浆分离现象。要求采用强制式搅拌机进行搅拌，每次搅拌的容量应与施工速度保持一致，搅拌开始到摊铺结束的时间间隔不宜超过30分钟，以免影响浆料的正常粘结和硬化。此外，应根据配合比要求设定好每盘材料投料数量，计量要准确，不可仅凭目测加料，必须每盘计量并记录。当骨料含水时应进行配合比调整，以确保透水混凝土浆体的数量和稠度符合设计要求。为防止底层与面层透水混凝土产生混杂而影响色彩效果，一般需采用不同的搅拌设备分别进行搅拌和运输。7.3摊铺施工质量控制要点基层处理：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6米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。因透水混凝土一般拌制的较干，骨料表面的浆体水分蒸发很快，因而拌好的透水混凝土应立即运至作业面进行摊铺施工，根据施工时的气温情况，透水混凝土从搅拌到摊铺压实完成的时间间隔，夏季时应不超过30分钟，春秋季时应不超过45分钟。透水混凝土的压实，可使用平板振捣器压实。具体方法是，面层摊铺刮平后先滚压2~3遍，然后采用低频平板振捣器进行夯实，同一位置振动和拖平控制在30s以内。夯压时间太长，会影响透水效果，夯压时间太短，又易造成跑粒和强度不足。对局部机械无法夯压的部位，应以人工作业的方式加以抹平和拍实工作。施工完成的路面，应达到骨料粘结牢固，孔隙分布均匀，透水迅速，表面平整压实，无缺粒坑洞和色差等要求。7.4养护施工质量控制要点透水混凝土因具备很多孔隙，水分挥发很快。为确保摊铺施工后混凝土的正常凝结水化，及时进行保湿养护至关重要。考虑到透水混凝土的面层清理问题，一般不用草袋、草帘等宜散落和浸出颜色的材料，最好采用塑料薄膜或土工布进行覆盖养护。同时应每日进行洒水，以确保混凝土表面始终处于湿润的状态，覆盖养护一般不少于7天，养护期间应派专人进行看管，禁止一切车辆和行人通行，特别是严防将砂石或泥土等杂物撒落到透水混凝土表面。8.安全措施8.1平板振捣器应经试运检查合格后方可使用，振捣手必须佩