特別策劃：透水混凝土的施工技術及應用探討透水混凝土的施工技術及應用探討

蔣賢龍，吳明軍

（晟元集團有限公司）

特別策劃：透水混凝土的施工技術及應用探討透水混凝土的施工技術及應用探討

蔣賢龍，吳明軍

（晟元集團有限公司）

透水混凝土是一種有利于促進水循環，改善城市生態環境的環保友好新型混凝土。與普通的混凝土相比它具有透氣好、透水性大、重量輕、水泥用量小、施工簡便、強度高、節能環保等優點。本文通過對透水混凝土的定義、持點、施工工藝的概述，闡明了透水混凝土的原材料選擇、配合比設計、攪拌、運輸、攤鋪、澆筑、后期養護等環節的質量控制要點，供同行們參考借鑒。

透水混凝土 ；配合比設計 ；施工技術；應用探討

編者按：透水混凝土因其具有透水、美觀、散熱和重量輕等特點，被應用在城市道路、綠化樹池、園林景觀道路、城市廣場等地方，成為海綿城市的“主力軍”。但透水混凝土的配合比設計與施工和普通混凝土會有較大區別，力學性能和透水率受原材料的影響較大，透水混凝土的施工對混凝土的性能也有較大的影響。本期特別策劃邀請大家對透水混凝土的原材料選擇、配合比設計、生產、施工技術及應用進行探討。

0 前言

隨著我國經濟的高速發展和現代化城鎮建設步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，城市地面硬化覆蓋率越來越高，各種廣場、停車場、公園、人行道、道路的建設不斷增加。但這些場區裝飾面層大部分用不透水性材料，如水泥、花崗巖、廣場磚等，雖然這樣美觀了城市，但這些場區面層缺乏呼吸性、缺少吸收熱量和滲透雨水的能力。不透水路面常給城市生態環境和人們的生活出行帶來不便，也給城市生態環境帶來了許多負面影響：雨水由于長期不能滲透到地下，使得城市地下水位下降，影響植物的生長；不透氣的地面很難同空氣進行熱量和水分的交換，不能對城市地表的溫度、濕度進行有效的調節，從而產生熱島效應；使城市地表被阻水材料覆蓋水分難以下滲，降水很快從地表徑流排走，形成了生態學上的人造沙漠，地面易干燥揚塵污染重；且雨后水分快速蒸發，不透水道路廣場宜積水，加大了排水設施的負擔，造成了城市有雨洪澇無雨旱災的尷尬局面。這些現象已日益受到人們的關注，20 世紀 80 年代以來，在人類尋求與自然協調發展、維護生態平衡和可持續發展的思想指導下，歐、日本等國家開始研究開發透水性混凝土。透水混凝土是指針對原城市道路路面的缺陷，開發使用的一種能讓雨水流入地下，有效補充地下水，同時又能保護自然，有效調節生態，改善環境，緩解城市熱島效應的優良鋪裝材料。將其應用于廣場、步行街道路的兩側和中央隔離帶、公園內道路以及停車場等地，以增加城市的透水、透氣空間，對調節城市微氣候、保持生態平衡起到了良好的效果。目前全日本已鋪設近 1000 萬平方米透水性混凝土路面，德國 80% 的市政道路將采用透水性混凝土。20 世紀 90 年以來，囯內對透水混凝土其路面材料開始進行了研究，解決普通混凝土給城市帶來的諸多不利影響，有利于城市雨水管理與水污染防治，以及人類生存環境的良性發展，使城市與自然協調發展，走維護生態平衡的可持續發展道路。因此，透水性混凝土的研究和開發受到各國和各界人士的高度重視，環保型透水混凝土對實現生態保護、改善人居環境都具有重要意義，是未來城鎮道路發展的必然趨勢。

1 透水混凝土施工技術的工程應用

工程簡介：婺城中軸景觀北公園位于婺城行政中心西側，景觀帶規劃長 5 公里，占地約 10 萬平方米，以“自然生態”為主題，是一個由自然水系、噴泉、植物造景、建筑小品、購物休閑為主組成的景觀政園林綠化工程，建成后提升了公園綠化的整體景觀效果，也大大提升了婺城新城區的形象和品位。園路路面采用透水混凝土面積約 9000m2。透水混凝土路面具有良好的透水性，下雨時能較快消除道路、廣場的積水現象，同時又擁有系列彩色配置，具有裝飾性，和景區內的綠化、橋梁、建筑小品等融為一體，整體效果非常協調。

2 透水性混凝土技術定義及其性能特點

2.1 透水性混凝土技術定義

透水混凝土俗稱無砂混凝土，又稱多孔混凝土、透水地坪，是非封閉型且內部存在大量連續空隙的高滲多孔混凝土。它是由一定級配的集料、水泥（標號在 42.5 以上）、外加劑和水等按照特定的比例，經特殊制作工藝和模具制備成型的生態混凝土制品。它不含細骨料，是由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互黏結而形成孔穴均勻分布呈蜂窩狀多孔結構的多孔混凝土材料。

2.2 透水性混凝土的性能特點

透水混凝土是一種新型綠色建材，由透水混凝土專用膠結劑、水泥、集料、外加劑拌制，粗骨料顆粒間通過硬化的水泥漿薄層膠結而形成多孔堆聚結構，內部含有很多空隙，且多為直徑超過 1mm 的大孔，因此擁有良好的透氣、透水性能，其特點主要包括：

（1）透濕性能。透水混凝土的孔隙可以將路面上的空氣與地下的土壤進行相互交換，提高地表的透氣性，改善城市生態環境，增加通行的舒適性與安全性，同時減輕集中降雨季節道路排水系統的負擔，并能調節城市地表溫度和濕度，減輕市政排水設施負擔。

（2）透水性能。可以有效地吸收雨水和城市防洪，以明顯減少城市排水系統的壓力。充分利用雨雪降水，增大地表相對濕度，保持土壤濕度，發揮透水性路基的“蓄水池”功能，補充城市區日益枯竭的地下水資源，改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件和調整生態平衡。

（3）吸聲降噪性能。采用透水性混凝土鋪設道路，由于透水性路面之間的孔隙是相通的，可減少輪胎擠壓空氣所產生爆破聲音，降低輪胎與路面的接觸面積減少附著噪聲，吸收車輛行駛時產生的路面噪音，同時可增強行走的舒適性和安全性，有利于創造安靜舒適的交通環境。

（4）透氣性能。通過地下面的水分蒸發將潛熱輸送給空氣，增加城市可透水、透氣面積，有效地調節城市氣候，降低地表溫度，增加濕度，有利于改善城市“熱島效應現象”。

（5）外觀多樣性能。透水混凝土擁有一系列色彩配方，面層藝術裝飾性和可塑性強。可以根據環境及功能需要設計圖案，搭配顏色，能夠配合設計的創意，針對不同環境和個性要求的裝飾風格進行鋪設施工，充分與周圍環境相結合，可豐富城市景觀。

（6）防污性能。作為一種具有維護生態平衡功能的新型材料，大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚塵污染，有利于節能、環保，吸收噪音，避免道路積水，防止雨天路面反光，美化環境。

（7）綠色性能。符合綠色施工技術應用要求。

（8）工效高性能。施工工藝合理，操作簡單方便，施工質量易于保證，工效高。

3 施工工藝和施工操作要點

3.1 施工工藝流程

準備工作→施工放樣→基層平整→模板支設、同時進行透水混凝土的拌制和運輸→混凝土攤鋪、澆筑刮平→振動碾壓→表面處理→修整→覆蓋養護→涂覆透明封閉劑→鋸縫、填縫。

3.2 施工操作要點

3.2.1 施工準備

由于透水混凝土是水灰比較低的拌合物，運輸到現場后應立即進行施工，各個工序緊密銜接，最后表面進行覆蓋養護。施工前由測量小組根據設計要求的標高，每隔 10 米設置一個標高控制樁，為防止基層過多積水而影響地基，需在基層設置專用透水管道，通向道路邊的排水系統，用于排除過量的雨水。

3.2.2 測量放線及立模

首先對基層的標高、寬度、平整度、線位進行復核，重點控制線位和標高及平整度。鋪筑前對基層進行清掃，對松散部分和其他一些有問題的位置進行及時的處理。測量放線采用水準儀，要求中心線及邊線全部放出，并經監理工程師檢測合格后方可施工；施工人員首先須按設計要求進行分隔立模及區域立模，立模過程中須注意高度、垂直度、泛水坡度等問題。

3.2.3 透水混凝土的原材料選擇

透水混凝土的原材料選擇主要依據是：水泥強度等級和粗骨料的類型、粒徑及級配。

（1）水泥采用尖峰牌強度等級 42.5 級的普通硅酸鹽水泥。

（2）外加劑應符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》的規定。

（3）透水混凝土增強料生產廠家應附有產品使用說明書及質量保證書。

（4）透水混凝土采用粗骨架材料，其粒徑應視混凝土結構的厚度、強度、透水性而定，該工程采用粒徑為 5～25mm級配的碎石，且要求碎石的質地堅硬、界面條件好、針片狀含量低等。經檢測，其堆積密度為 1650kg/m3。

（5）透水混凝土拌合用水采用一般的自來水。

3.2.4 透水混凝土配合比

（1）透水混凝土的配制強度應滿足設計要求。

（2）透水混凝土配合比原理采用填充理論及體積法按(1) 式計算，認為 1m3的混凝土由粗骨料作為骨架堆積而成，膠凝材料以包裹在骨架周圍的形式填充骨料間的空隙，用以黏結骨料，并且保證一定的連續孔隙率實現透水的效果，透水性混凝土內部含有較多的直徑超過 1mm 的孔隙，是一種多孔堆聚的結構，具有良好透水性的同時也降低了其強度。想要提高透水性混凝土的強度既要選擇優良的材料，還要有適當的配比，或者可以通過加入礦物細摻料和有機增強劑等來加強混凝土的強度。

其強度必須通過試驗確定。

式中：

Mg、Mc、Mw、Mz——分別為單位體積混凝土中粗集料、水泥、水、增強料的用量，kg/m3；

rg、rc、rw、rz——分別為單位體積混凝土中粗集料、水泥、水、增強料的表觀密度，kg/m3；

P——設計孔隙率，%。

（3）根據透水系數的設計要求及現場施工條件，目標孔隙率定為 16%，坍落度定為 25～45mm，配合比設計及工程實驗，對各種原材料按規定進行試驗，最終確定透水混凝土配合比中原材料用量（kg/m3）一般為：42.5 普通硅酸鹽水泥∶4～7mm 骨料∶LDA 增強劑∶自來水＝ 400:1500:8:120。根據配合比及時提供混凝土強度等試驗數據，提請監理一同取樣，保證工程按計劃進行。

3.2.5 混合料攪拌及運輸

本項目透水混凝土攪拌采用滾筒式攪拌機現場攪拌，施工現場必須有專人負責材料配比。對混凝土各原材料的稱量要準確，允許偏差在規范以內。攪拌時按物料的規定比例及投料順序將物料投入攪拌機，先將膠結料和碎石攪拌約 30 秒后，使其初步混合，再將規定量的水分 2～3 次加入繼續攪拌約 1.5～2 分鐘。要嚴格控制水灰比，控制好水量，在攪拌過程中分 2～3 次進行，禁止 1 次加夠，當出現骨料發亮狀態時，停止加水，并繼續攪拌幾分鐘。視攪拌均勻程度，可適當延長機械攪拌的時間，但不宜過長時間的攪拌。按照規范要求檢驗混凝土各項指標，預留試樣做抗拉強度和抗壓強度。透水混凝土拌合運輸時要防止振動造成離析，透水混凝土屬干性混凝土料，初凝快，一般根據氣候條件控制混合物的運輸時間，同時應注意保持拌合物的濕度，運輸過程中使用塑料布覆蓋表明，防止水分的散失。

3.2.6 透水混凝土底層攤鋪、澆筑成型

透水混凝土屬干性混凝土料，初凝快，攤鋪必須及時。攤鋪時必須由專人指揮車輛均勻卸料。混凝土從攪拌地點運到攤鋪現場后立即攤鋪、刮平。對于大面積施工采用分塊隔倉方式進行攤鋪，其攤鋪松鋪系數為 1.1～1.2。將混合物均勻攤鋪在工作面上，用括尺找準平整度和控制一定的泛水度，用平耙將表面整平，整體推平后，由專人測量鋪設高度，達到要求后，用平振動整平輥壓至所要求的平整程度，使之有良好的均勻度和密實度。抹合不能有明水，不得漏振，機械整平后用人工修整最后用抹合拍平，平板振動器不宜使用時間過長，防止過于密實而出現離析現象。透水混凝土孔隙率大、水分散發快，當氣溫高于 35℃ 時，盡量避開正午時段進行透水混凝土面層施工。

3.2.7 透水混凝土面層施工

透水混凝土面層混凝土拌合物的攤鋪松鋪系數為 1.05～1.15，同樣由專人測量鋪設高度，達到要求后使用透水混凝土專用整平機推鋪整平，振搗、整平時施工人員應穿上減壓鞋進行操作。振搗速度宜勻速緩慢連續不間斷進行，其作業速度以拌合物表面不露骨料也不得泛出水泥漿為準。收面在透水混凝土壓實后進行，宜使用抹平機對其面層進行收面，必要時配合人工拍實、整平。為減少水分的蒸發，立即覆蓋塑料薄膜，使塑料薄膜緊貼混凝土表面，防止漿體中水分流失，保證后期強度，保證混凝土的孔隙分布均勻，路面呈大面平整，骨料之間以漿體連鎖狀連接，外觀形貌、表面孔隙率都滿足設計要求。

3.2.8 透水混凝土切縫、填縫、養護

本項目施工為春季，覆蓋后混凝土內部溫度較高，強度上升快，為了防止產生裂縫，澆注完成后 3 天即進行伸縮縫切割，切割寬度約 5～6mm，切割深度貫穿整個透水混凝土層的厚度，切割完成使用填縫膠填縫，灌膠深度30～50mm。伸縮縫施工完成的區域，在透水混凝土澆注后 1天開始灑水養護，高溫時在 8 小時后開始養護，每天上、下午各一次。日平均溫度高于 20℃ 時，養護期不得少于 14d。養護結束后應及時清除面層養護材料。

3.2.9 表面噴涂封閉劑

為了防止混凝土表面反堿和時間過長使透水混凝土孔隙受污而堵塞，影響整體效果，設計要求對硬化的路面表面噴涂封閉劑。表面封閉劑可以增加路面光亮感、美觀性，增強耐久性，提高耐磨性。待表面混凝土成型干燥后的 3 天左右，涂刷透明封閉劑，噴涂表面封閉劑時噴槍嘴距路面約30～50mm，噴涂過程中應保持相同高度，噴涂均勻，不得漏噴，在封閉劑完全硬化前路面禁止交通通行。

4 施工質量保證措施

（1）施工單位應根據設計文件的要求、施工現場的條件制定施工方案，編制施工組織設計；同時做好施工前準備工作，對已經認可的施工方案、方法、工藝技術參數進行嚴密的監視和控制。

（2）成立質量監控小組對施工的全過程實施全方位的質量監控，施工時嚴格實施“三檢制”制度，確保施工質量。

（3）嚴格按照配合比施工，拌料前，采用地磅做好每盤水泥、碎石、水、外加劑用料的稱量，認真計量，確保混凝土強度滿足設計要求。

（4）材料進場后，應對其生產日期、產品有效期和檢驗報告進行檢查驗收，并按規定進行抽檢。

（5）組織測量人員進行測量控制。我們嚴格按照質量管理體系中對測量質量控制的要求，實行從放線到施工竣工的“一條龍”質量控制程序；嚴格執行復核制度、交底簽認制度、向監理工程師報批制度，以“放準、勤復、點線面通盤控制”的方法，確保測量工作的準確無誤，并做好測量原始記錄的保存歸檔工作。

（6）配齊滿足工程施工需要的各種設備。自有設備必須經檢修、試機、檢驗合格后，方能進場施工，并嚴格執行《設備維修保養管理規定》及《施工機械操作規程》，保證各種設備在施工中的應用，滿足整個工程施工的需要。

（7）嚴格按照施工組織設計和操作規程，高起點、高質量地做好每一道工序的“第一”，并以此做樣板，通過高標定位的全方位控制手段，確保每道工序達到優良。

（8）通過嚴把過程檢驗和試驗關，保證每個部位的質量在施工過程中受到控制。嚴格按照《過程檢驗和試驗控制程序》的內容和要求保證驗收制度，及時組織質檢員、施工人員和有關技術人員對各工序進行自檢，并按檢驗點分類和有關規程規范進行檢驗、試驗、標識和記錄，對于出現的問題，及時組織有關人員進行研究分析，訂出糾正和預防措施，以確保達到其實施效果。

（9）冬、雨期施工時，露天澆筑混凝土編制季節性施工方案，準備覆蓋材料，采取有效措施，確保混凝土的質量。

5 總結

綜上所述，為了促進城市道路交通更加暢通，使得路面施工朝著生態化、環保化以及安全化的方向發展，采用透水混凝土材料，可促進城市道路施工質量和使用效率的不斷提高，能夠做到及時排水，促進生態平衡，改善城市生態環境，為綠色工程的建設提供了必要準備，進而推動建筑施工領域的創新和發展。

此次在中軸景觀園路基層施工中的成功應用，從使用一年來的情況看，未出現變形、凹陷等現象；在雨季的強降雨天氣里，路面的透水效果好，未出現積水等現象，整體效果較好，得到了各界人士的好評。該工程先后被評為浙江省市政金獎示范工程、浙江省“錢江杯”優質工程，也很好地體現了“與環境共生”的可持續發展理念，具有良好的生態效應和經濟效益。

[1] 佘聲偉．透水混凝土在工程中的應用和施工注意事項[J]．文摘版：工程技術，2015(15): 71．

[2] 胡祖升．淺析透水混凝土路面施工技術要點[J]．城市建筑，2015, (30): 282-285．

[3] CJJ/T 135—2009．透水水泥混凝土路面技術規程[S]．

吳明軍， 晟元集團有限公司，生產質安科長，大專學歷，工程師。

［通迅地址］浙江省金華市解放西路 233 號（321000）

蔣賢龍，晟元集團有限公司副總工程師，本科學歷，高級工程師、高級經濟師，全國注冊一級建造師；多次榮譽“全國優秀建造師、全國優秀項目經理、全國工程建設質量管理先進工作者”等榮譽稱號。國家優質量專家、中國建筑質量管理專家委、中國綠色施工分會委員會專家、全國 QC 小組診斷師、浙江省建設工程專家、浙江省綜合評標專家、金華市建設工程中評委專家庫，曾五十余篇科技論文在國家級刊物上發表。