高承載透水混凝土施工工藝的分析與研究

（湖南城市學院，湖南 益陽 413000）

0 引言

隨著我國經濟社會發展和城鎮化建設進程的加快，城市地表逐漸被混凝土等不透水的路面所覆蓋，與自然地面相比，不透水地面缺乏呼吸性、吸熱性和雨水滲透能力，隨之帶來“城市熱島”等一系列環境問題，使得城市生態環境越來越惡劣。透水混凝土又稱多孔混凝土、排水混凝土，能讓雨水充分快速滲透，有效補充地下水，改善水土的透氣性及植被的生存環境，調節大氣的濕度，凈化空氣，降低環境溫度，恢復地表的水循環系統，保持生態平衡，緩解“城市熱島”的問題，對城市雨水指導性管理、環境保護、資源節約等方面都有重要的應用價值。為了積累透水混凝土環保型路面的施工經驗，進一步的推廣其應用，本文就其施工方法進行了詳細闡述，形成了透水混凝土全過程施工的關鍵技術，對推動該產品在城應用和類似工程的施工具有良好的探索、借鑒意義。

1 工藝原理

透水混凝土是一種多孔輕質混凝土，原材料有粗骨料、水泥基膠結劑和水，通過水泥基膠結劑均勻包裹粗骨料，相互粘結，在水化反應后硬化形成具有連續蜂窩狀結構的混凝土，其內部空隙既可以暫存雨水，同時也可以使土基里的水分向大自然中自然蒸發，可以作為一種新型環保的鋪裝材料發揮維護生態平衡的作用。

2 工藝特點

（1）孔隙率可達到25%，具有良好透水性；保水性良好，通常狀態下每立方米可保水12L，與基層、路基一起形成帶有儲存水能力的整體蓄水結構，可營造高質量的自然生態環境。

（2）解決城市的雨水問題。大量的雨水通過透水路面滲入地下，不僅緩解了城市內澇和河流泛濫，還很大程度上減輕了城市排水系統的負擔以及對公共水域的破壞。從城市建設角度看，可以減少路面排水設施工程量，降低工程建設成本。

（3）透水混凝土可以施工成多種顏色，滿足城市道路的藝術性要求。

（4）表面的粗糙度具有防滑性，結構中的聚合物保證其高強度、耐風化、抗凍脹等優良特性；

（5）本產品結構具有較多孔隙，可大量吸收噪音，降噪性良好，可以在城市道路、廣場、公園、地鐵站、車站等城市構筑物中推廣應用。

圖1 透水混凝土透水樣品圖

圖2 透水混凝土鋪裝樣品圖

3 施工工藝的分析與研究

3.1 工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 基層填筑

（1）地基整平

嚴格按照路基施工規范進行施工，確保路基平整，路拱適度。

（2）基層施工

基層一般選用鋪筑級配碎石、破碎礫石等，鋪筑厚度根據壓實機具及設計總厚度可按每層15cm～20 cm，不宜超過30 cm,分層厚度可用樣樁控制，保證壓實度≥94%-96%（依工藝要求有所區別）。對于有邊坡支護部位直接填至邊緣，沒有邊坡支護部位按1：1 擴散角回填。基層經平面位置、頂面高程、寬度、厚度、平整度、壓實度、橫坡等驗收合格后，方可進入后續施工。

3.2.2 模板支設

按照澆筑厚度要求支設模板，底層透水混凝土和面層透水混凝土分層處，需畫線分隔，或分次安裝模板分次澆筑。

3.2.3 透水混凝土的拌制

（1）采用強制式滾筒混凝土攪拌機械進行攪拌，所使用到的各類原材料均需嚴格計量后，方可添加。

（2）透水混凝土配合比

每立方米素色透水混凝土施工配合比為粗集料：水泥：水：膠結劑：減水劑= 1280: 365 :85 : 11：2.37。水泥采用42.5R 普通硅酸鹽水泥，粗集料為5-10mm 碎石，膠結劑是由多種助劑組成，以高強度硅酸鹽水泥為基料，增加透水混凝土強度和粘結力的粉狀物——可再分散乳膠粉和羥丙基甲基纖維素組合而成，減水劑為上海花王化學有限公司生產。若需攪拌彩色透水混凝土，則在攪拌過程中加入對應顏色的五級耐候顏料，以組成不同色彩的透水混凝土。彩色透水混凝土施工前，應先進行試拌，以確定顏料的摻量。

（3）投料方法分析與研究

經過一次投料、二次投料、三次投料的透水系數和抗壓強度的試驗和分析，最終確定采用三次投料法。第一步骨料投入拌合水的50%，攪拌30 秒；第二步投入50%的水泥和100%的外加劑（若為彩色透水混凝土，則按比例加入100%顏料），攪拌約30 秒，最后將剩余的水泥和拌合水投入攪拌機，攪拌120 秒。此過程中，應嚴格控制水灰比，拌合水分2-3 次加入。攪拌時間，視混凝土的均勻情況，可適當延長，原則上不超過4 分鐘。

圖3.2.3-1 三次投料法攪拌

圖3.2.4-1 透水混凝土運輸

3.2.4 運輸

透水混凝土是干性混凝土，初凝時間短，運輸時間應控制在20min 內。高溫施工時，為防止水分蒸發，采取覆蓋保濕運輸。

3.2.5 攤鋪和壓實

（1）嚴格施工組織，隨到隨鋪，分段、分塊施工，注意留置施工縫，其松鋪系數由實驗確定，一般控制在1.1～1.15 之間。透水混凝土均勻攤鋪在工作面后，用長桿壓實棍找準平整度，再用平板振動器壓實，同時需控制泛水度，壓實后表面不能有明水。壓實時平板振動器振動成型時間控制在20s～30s 之間。

（2）井蓋、路緣石邊角等振動器無法壓實平整的部位，用鋼筋等搗實，再用抹刀抹平

（3）需注意事項

①采取分層澆筑時，相鄰層間隔時間不得超過2 小時，且下層混凝土在間隔期內應覆膜保水。

②彩色透水混凝土應施工試驗段，與樣塊進行色彩對比，合格后方可繼續施工。

③為避免水分過快揮發，當氣溫高于35℃時，施工時間宜在10:00 前完成，17:00 后開始。

3.2.6 養護

透水混凝土宜采用塑料薄膜覆蓋進行養護，以防止水分流失過快。養護溫度在5℃～25℃時，在澆筑后1d 開始灑水養生，且每天不得少于2 次；當溫度低于5℃，不宜灑水養護；當溫度高于25℃，澆筑8h 后開始灑水養生，白天每2h 一次，夜間不得少于2 次。同時濕養護時間不少于7d。

圖3.2.5-1 平板振動器振動密實

圖3.2.6-2 透水混凝土養護

3.2.7 切縫

透水混凝土仍屬混凝土的一種，必須設置伸縮縫，其伸縮縫的設置須與結構層混凝土的切割縫上下一致，3 米設一通縫，縫寬3-5mm，使用柔性物質嵌縫。

圖3.2.7-1 切縫

圖3.2.7-2 伸縮縫填料

3.2.8 表面清洗密封處理

為了增強透水混凝土面層的耐久性和美觀性，避免空隙受污而堵塞空隙，養護滿7 天后，將透水混凝土面層清洗干凈，完全干燥后，噴涂封閉界面劑進行密封處理，界面劑可選用雙丙聚氨酯密封劑。噴涂完成后，需至少靜置8 小時，才能開放交通。

圖3.2.8-1 界面劑密封處理

圖3.2.8-2 界面劑密封處理

4 效益分析

4.1 經濟效益

1、與常用的方案比較

以同樣厚度的細粒式瀝青混凝土和透水混凝土進行對比：

表4.1-1 8cm 細粒式瀝青混凝土與8cm 透水混凝土價格對比

從表中我們可以看出，采用8cm 透水混凝土路面每平方米可節約造價45 元/m2。

2、攪拌工藝與常規工藝比較

對兩種投料方法、攪拌方法進行對比實驗，其結果詳見表4.1-2。

表4.1-2 一次投料與三次投料強度對比

從表5.1-1 可知，相同的配合比，采用本工藝和三次投料法，提升了透水混凝土的強度、透水性和耐久性，改變了易破壞、壽命短、透水性能弱等不足。

4.2 社會、環保效益

與瀝青混凝土路面施工相比，透水混凝土路面簡單、快捷的施工工藝，省去熱拌合、壓路機碾壓工藝，減少了施工過程中對能源的消耗，從而減少對石油、集料等資源的開發。避免了在生產過程中的污染、浪費，降低了生產和施工成本低，有效節約了社會資源。

透水混凝土具有蓄水防澇、吸噪、吸塵等生態環保功能，對于城市雨水管理、環境保護、資源節約等方面具有重要的應用價值，可大力推廣其在城市道路人行道及非機動車道、園林景觀道路及城市廣場、游泳池旁邊及體育場、停車場、社區消防通道及輕量級道路等路面的推廣和應用。透水混凝土具有良好的社會和環保效益。

5 結語

透水混凝土具有一定科技含量、較強藝術性和個性化，并且具有很強的實用性和綠色生態性的產品，適用于城市道路人行道、非機動車道、景區人行道路、廣場、停車場及其他輕量級道路、場坪。進一步推廣方面，可利用其透水的特性，推廣至缺水型的北方城市；可利用其開放式路面對凍脹壓力的緩釋和柔性基層的緩沖能力，廣泛應用于土壤凍脹破壞嚴重的高海拔、高緯度地區。