園路工程中透水性混凝土施工技術(shù)應(yīng)用探討

陳旭偉

（福建大地市政園林工程有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國透水性混凝土廣泛應(yīng)用于市政道路、地下建筑、園林工程以及新型體育場地等多種建筑工程施工中，對保護(hù)城市環(huán)境、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、保持生態(tài)平衡起到了重要的促進(jìn)作用。透水性混凝土材料適合用于混凝土路面、護(hù)坡等，具有排水、抗滑、吸音、降噪、滲水等優(yōu)點(diǎn)，改善地表自然生態(tài)循環(huán)，利于行車交通安全，保護(hù)生活環(huán)境，有效避免大規(guī)模城市化建設(shè)帶來的負(fù)面影響。

1 工程案例

本工程位于石獅市永寧鎮(zhèn)黃金海岸，景觀面積約為9031㎡，本項目的園路工程采用透水性混凝土材料施工，該院路工程施工實(shí)踐證明，透水性混凝土是一種新型多功能鋪裝材料。

2 透水性混凝土概述

2.1 透水性混凝土特點(diǎn)

透水混凝土的空隙率是15～25%，是由水泥、骨料、水以及外加劑組成。透水性混凝土是一種采用常規(guī)方法攪拌不含細(xì)骨料的混凝土，是由粗骨料表面包覆薄層膠凝材料，黏結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的常用建筑材料。相對于普通混凝土，透水性混凝土具有質(zhì)量輕、密度小、孔隙率大，透水透氣、導(dǎo)熱系數(shù)小、無細(xì)骨料，運(yùn)輸及施工成本低等多種優(yōu)勢。透水混凝土特別適合應(yīng)用于城市園林、小區(qū)、學(xué)校、廣場等場地的道路鋪裝或者路面施工。透水性混凝土根據(jù)組成材料的不同，可以分三種類型水泥透水性混凝土、高分子透水性混凝土和燒結(jié)透水性混凝土制品。

2.2 透水性混凝土性能

2.2.1 透水性

透水性混凝土的透水性能一般在120～320升/㎡/min（2～5.3mm/s）范圍，最高超過700升/㎡/min（12mm/s）。防止空隙被灰土和雜物堵塞，需要定期養(yǎng)護(hù)、清掃維持良好的透水性能。

2.2.2 新拌性能

新拌性能的坍落度較低，一般在20～50mm，不適合采用泵送。透水性混凝土工作性損失較快，通常需要緩凝。表觀容重，強(qiáng)度與空隙率密切相關(guān)，一般以單位體積重量控制新拌透水混凝土的質(zhì)量。

2.2.3 硬化性能

硬化性能，抗壓強(qiáng)度是3.5～28MPa，抗折強(qiáng)度為1～3.5MPa，表觀容重1600～2000 kg/m3。干縮約0.002，是普通混凝土的一半，10天內(nèi)干縮50%～80%。

2.2.4 耐久性

耐久性，水泥漿引氣避免上凍，利用快速排水實(shí)現(xiàn)整體抗凍性，不適合進(jìn)行快速凍融試驗(yàn)。因?yàn)楸∪醯哪湍バ裕访娌贿m合進(jìn)行機(jī)械鏟雪操作。其它方面的耐久性如抗酸、抗腐蝕等，和普通混凝土一樣，需要添加礦物摻合料保證相關(guān)性能。

3 透水性混凝土配合比設(shè)計

透水性混凝土的配合比設(shè)計，充分考慮其孔隙率和結(jié)構(gòu)特征，通常按照1m3混凝土的體積主要由骨料堆積形成。水泥漿包裹骨料顆粒表面，互相粘結(jié)起來形成整體，透水性混凝土不需要填充骨料之間的空隙。1m3透水性混凝土的重量由骨料的堆積密度、單方水泥用量以及用水量構(gòu)成，其重量大約是1600～2lOOkg。透水性混凝土的配合比可以按照該計算方法初步確定。

3.1 骨料用量

透水性混凝土的骨架通常采用單粒級或者間斷粒級的粗骨料，1m3透水性混凝土的骨料總量根據(jù)骨料的緊密堆積密度的數(shù)值計算，大約1200～1400kg，骨料用量上以粗骨料為主，細(xì)骨料量應(yīng)低于20%。

3.2 水泥用量

透水性混凝土的水泥宜采用硅酸鹽水泥，大量工程實(shí)踐證明，在滿足最佳用水量的情況下，合理控制水泥用量，達(dá)到骨料水泥漿膜層的稠度、厚度，有效地滿足透水性混凝土的強(qiáng)度要求。透水性混凝土的水泥用量需要嚴(yán)格控制在合理范圍之內(nèi)，如水泥用量過大，骨料漿體增多，會降低混凝土的孔隙率和透水性。另外，需要關(guān)注所用骨料的粒徑，粒徑大小也直接關(guān)系到水泥的用量。施工中如果骨料的粒徑偏小，造成骨料的表面積比較大，需要靈活增加水泥用量。通常水泥用量控制在250～350kg/m3范圍內(nèi)。

3.3 水灰比

水灰比直接影響透水混凝土的強(qiáng)度和施工的透水性。透水性混凝土的水灰比和水泥用量有關(guān)，需要嚴(yán)格控制水灰比的波動范圍。骨料和水泥用量采用最佳水灰比，利于透水性混凝土達(dá)到最大的極限抗壓強(qiáng)度。當(dāng)水灰比低于最佳水灰比時，水泥漿不易均勻地包裹骨料顆粒，混凝土無法滿足需要工作強(qiáng)度和密度，不利于保證混凝土質(zhì)量。但水灰比高于最佳比值時，容易產(chǎn)生離析，水泥漿無法包裹骨料顆粒，不能形成均勻的混凝土，不利于其透水性和強(qiáng)度。因此，透水性混凝土的水灰比0.20～0.35比較合適[1]。拌合水采用干凈的水，1m3透水性混凝土的用水量宜控制在80～120kg/m3。

3.4 試配檢驗(yàn)

透水性混凝土拌合物的干硬程度衡量指標(biāo)采用VB稠度，VB宜在10～20s之內(nèi)。初步確定混凝土配合比、測定拌合物，可驗(yàn)證透水性混凝土配合比的合理性。然后，根據(jù)設(shè)計的配合比在試驗(yàn)室內(nèi)制作試塊，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行試塊養(yǎng)護(hù)，測定28d后混凝土達(dá)到的強(qiáng)度后，最終確定合理的混凝土配合比。

4 施工技術(shù)

4.1 基底清理

清理基底、基巖面，人工清除基巖表面殘留的建筑垃圾，然后用壓縮空氣吹干凈基底面的灰塵、小顆粒、石渣等，也可用清水沖洗?；厍謇砀蓛艉?，及時進(jìn)行混凝土的澆筑，避免灰塵再次污染基地。

4.2 模板支護(hù)

因?yàn)橥杆曰炷恋目紫洞?、密度小、重量輕對模板壓力小，僅是普通混凝土的1/3，模板支護(hù)可用五夾板、竹膠板或鋼板等。模板設(shè)計時，混凝土側(cè)壓力可按47～50MPa計算，計算中需要驗(yàn)算模板的強(qiáng)度和撓度。

4.3 混凝土攪拌

透水性混凝土的攪拌方法有預(yù)拌水泥漿法、一次全部倒入法以及包裹粗集料法。園路工程可采用包裹粗集料法，按照合理的混凝土配合比，在攪拌機(jī)中先投料碎石、水和外加劑等攪拌30 s后，再投入水泥持續(xù)攪拌3min 。

4.4 混凝土運(yùn)輸

透水性混凝土的坍落度較小，運(yùn)輸宜采用翻斗汽車，把攪拌均勻的透水性混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場，卸在園路工程的指定堆放位置，再在園路上攤鋪混凝土。

4.5 混凝土澆筑

透水性混凝土的自由下落高度由骨料大小決定。采用單一級配的骨料粒徑較小，混凝土的自由下落高度較大，不易產(chǎn)生離析現(xiàn)象；如骨料較粗，下落時混凝土容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，所以要合理控制自由下落高度。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，骨料粒徑適宜為10～30 mm ，其自由下落高度約1.5m 。透水性混凝土逐層澆筑，施工厚度約200～300 mm。

4.6 混凝土壓密

透水性混凝土中膠凝材料含量較少，澆筑施工過程無需強(qiáng)烈振搗。如高頻振搗器振搗混凝土，容易沉漿造成底部過密，影響混凝土的透水性，適合利用壓路機(jī)壓密（如圖1所示）。透水性混凝土碾壓次數(shù)直接影響其透水性，在壓路機(jī)壓密時，合理控制碾壓遍數(shù)，壓密兩遍即可達(dá)到施工質(zhì)量要求。如果施工不采用壓路機(jī)碾壓，混凝土可能過于松散，抗壓強(qiáng)度無法滿足施工要求。

圖1 混凝土壓密

4.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

透水性混凝土最早受荷時間直接關(guān)系到后期的拆模時間和養(yǎng)護(hù)等。透水性混凝土的養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容主要是保濕、防雨以及保暖。透水性混凝土的拆模時間早于普通混凝土拆模時間。因?yàn)橥杆曰炷量紫堵蚀?，混凝土的?cè)面、邊緣位置暴露在空氣中，水分流失速度和干燥速度很快，透水性混凝土的養(yǎng)護(hù)非常重要，特別是早期養(yǎng)護(hù)。拆模后立即覆蓋保濕，防止其中的水分流失。透水性混凝土在澆筑后1d開始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，定期灑水保濕。當(dāng)工程在干熱天氣施工時，在混凝土澆筑后8h 開始養(yǎng)護(hù)工作，防止混凝土的早期失水。透水性混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)時間為3～7d，每天灑水4 次以上。灑水養(yǎng)護(hù)時，在距離混凝土2～3m 處從上往下散射水灑水[2]，禁止壓力過高的水流直沖澆筑表面（如圖2所示）。養(yǎng)護(hù)工作還要做好防雨措施，特別注意防止暴雨沖刷，暴雨會沖刷帶走澆筑面水泥漿，影響混凝土的施工質(zhì)量。冬季時，在混凝土保濕的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)保暖養(yǎng)護(hù)，保證透水性混凝土穩(wěn)定合理的養(yǎng)護(hù)溫度，冬季養(yǎng)護(hù)溫度宜控制在5℃以上。

圖2 混凝土成品養(yǎng)護(hù)

5 質(zhì)量控制

透水性混凝土原材料質(zhì)量需要嚴(yán)格控制，品種、規(guī)格等應(yīng)符合設(shè)計要求，同時要仔細(xì)檢查進(jìn)場原材料的質(zhì)量合格證書、檢驗(yàn)報告等。驗(yàn)收合格的混凝土原材料，方可進(jìn)入施工場地投入生產(chǎn)。碎石的堆放場地硬化處理，防止堆放場地和周圍環(huán)境對骨料造成的污染，無法滿足透水性混凝土的施工要求[3]。透水性混凝土按照合理的配合比進(jìn)行計算，確定準(zhǔn)確的材料用量，嚴(yán)格遵循施工規(guī)范的投料工序，進(jìn)行投料生產(chǎn)，嚴(yán)格控制透水性混凝土的攪拌時間。透水性混凝土的強(qiáng)度、厚度、透水性、施工范圍等符合設(shè)計要求，施工頂面標(biāo)高、平整度等允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法應(yīng)符合下表的規(guī)定（如表1所示）。

表1 透水性混凝土施工允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法

6 結(jié)語

透水性混凝土是一種新型生態(tài)環(huán)保的建筑材料，非常具有應(yīng)用價值。本文結(jié)合工程案例介紹了透水性混凝土的特點(diǎn)、性能和配合比設(shè)計，闡述了其施工技術(shù)、混凝土養(yǎng)護(hù)方法以及質(zhì)量控制措施。工程實(shí)踐證明，透水性混凝土技術(shù)是實(shí)現(xiàn)園路使用要求和排水問題的最佳方案，在道路鋪設(shè)的方向有很大應(yīng)用空間。