浅谈大面积透水混凝土铺装施工技术要点

浅谈大面积透水混凝土铺装施工技术要点

闵智昊林坤田新国陈楚庆

中建二局第三建筑工程有限公司北京100070

摘要：本文基于玉溪市海绵城市试点区老城片区海绵工程项目中玉溪市第二幼儿园主校区以及玉溪市体育场海绵化改造过程中对透水混凝土铺装的应用总结，阐明了在透水混凝土的原材料选择、拌制生产、摊铺施工及后期养护环节的施工技术要点以及质量控制措施。

关键词：海绵城市；透水混凝土；质量控制

1、引言

透水混凝土是通过一定粒径要求的集料、普通硅酸盐水泥和特制外加剂拌制而成。又称多孔混凝土，透水地坪；具有透气、透水和重量轻的特点。海绵城市的建设，主要采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术，实现城市良性水循环，提高径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放功能[1]。其中“渗”的一个重要的技术手段是采用透水混凝土铺装，使雨水能够通过铺装结构就地下渗，减少地表径流和径流污染物，还原地下水，并可吸收地面扬尘及噪音，有效改善城市生态环境。

2、施工流程

准备工作→测量放线→基层平整→模板支设、同时进行透水混凝土的拌制和运输→混凝土摊铺、浇筑刮平→振动碾压→表面处理→修整→覆盖养护→切缝、填缝→涂覆透明封闭剂。

3、原材料技术要求

透水混凝土主要原材料有：集料（碎石）、水、水泥、胶结增强剂、面层保护剂等，彩色透水混凝土面层还有掺和颜料。透水混凝土主要通过骨料表面的胶结料之间的点接触连接成为整体，良好的增强料有利于改善骨料接触点的粘结强度，从而提高透水混凝土强度，根据调查，目前市场上存在各种增强胶结料，虽然生产厂家不同，但增强料的目的都是一致的。增强剂的质量是确保透水混凝土质量的关键，因此，在大面积施工前，必须先进行试验验证，合格后方可使用；透水混凝土中使用的集料（碎石），选用《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二级要求，碎石的压碎值、含泥量、粒径、针片状的含量对透水混凝土的强度有重要影响，碎石的粒径直接影响到透水混凝土的透水率，粒径大透水率大，反之则小[2]，粒径的选择要视透水要求而定，为保障混凝土摊铺后表面平整美观，骨料间粘结牢固，孔隙且均匀，建议碎石采用单一级配，面层粒径宜为3-6mm，下层粒径宜为10-13mm；对于彩色颜料的选用，应先试验验证其搅拌分散性和耐磨性，优先选用耐候性好的无机类颜料；水泥采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥，质量符合国家现行标准的要求即可，搅拌和养护可直接用自来水。

4、透水混凝土配合比设计关键技术要点

4.1透水混凝土基本要求

透水混凝土应用广泛，虽然各用途对其孔隙率的大小有不同的要求，但基本是在利用其自身多孔、透水、透气性好的特点，所以，在进行配合比设计时应首先保证透水混凝土具有所要求的透水性，然后再采取措施确保强度满足使用要求[3]，同时还要保证面层的美观性和耐磨性。

4.2透水系数和强度

透水混凝土总孔隙率和透水系数之间具有较好的相关性，孔隙率越高，透水系数越大。对于普通混凝土来说，强度是配合比设计的根本指标，而透水混凝土则不然，必须同时保证强度和透水性。在使用材料相同的条件下，强度和孔隙率是相互矛盾的，孔隙率高，则混凝土强度低，反之，混凝土越密实，其强度就越高。通常使用透水混凝土必然要求其具有一定的透水性，即必须保证其具有相应的孔隙率，那么在限定孔隙率的情况下，通过增加胶结材用量的方法来增加透水混凝土强度显然是不可行的。所以透水混凝土配合比设计时，应首先保证其孔隙率，然后通过改变胶结材强度和集料性能等方法来满足强度的要求[3]。

4.3.配合比的试配研究

试验中选择了不同粒径的碎石为集料，不同强度等级的普通硅酸盐水泥为胶结材料，试验前首先测定所使用材料的表观密度、紧密堆积密度、孔隙率等物理性能，然后根据配合比公式计算各原材料用量进行试拌。

透水混凝土强度与集料的粒径大小有关。同等条件下，单粒级集料配制透水混凝土时，集料粒径越小，透水混凝土强度越高，反之，强度越低；

随着水胶比值的增大，透水混凝土的强度值会呈现出先大后小的特点，而透水系数则会持续减小。通过试验数据对比分析，导致这一现象的原因在于水胶比较小导致了混凝土中水泥量会加大，水量会减少，如此一来，水泥浆就会很快干硬，从而造成了粗骨料无法完全被水泥浆包裹，骨料之间的空隙将会逐渐加大，这种情况下透水混凝土的透水系数自然会得到提高，但是粗骨料无法完全被包裹也会严重影响透水混凝土的强度。而在水胶比值过大的情况下，水泥浆的量将会超出标准范围，如此多出来的水泥浆就会完全将骨料之间应有的孔隙完全填堵，透水混凝土的强度将会得到很大的提高，但是透水混凝土的透水率将大大减小。

在施工前，根据试验得到的透水混凝土强度、孔隙率与水胶比的关系，可采用作图法或者计算法求出满足孔隙率和透水水泥混凝土强度要求的水胶比，据此确定水泥用量和用水量，最终确定正式配合比。

5、透水混凝土施工技术要点

5.1搅拌和运输要点

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。

透水混凝土的拌制宜先将集料和50%的用水量加入搅拌机拌和30s，再加入水泥、增强剂、外加剂拌和40s，最后加入剩余用水量拌和50s以上，拌制好的透水混凝土应该是手握成团，手松团散，骨料裹浆均匀无流淌，浆体表面泛有光泽。

当设计要求是彩色面层时，一般采取分层施工的方法进行施工，首先拌制底层原色透水混凝土，摊铺后迅速滚压1～2遍，随后进行面层彩色混凝土的拌制，确保在底层初凝之前进行面层彩色透水混凝土的摊铺。同时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。

透水混凝土拌合物从搅拌机出料后运输时应防止离析，为保证拌合物的湿度，可采取遮盖等措施。

5.2透水混凝土摊铺要点

透水混凝土模板应选用质地坚实、变形小、刚度大的材料，模板的高度与设计混凝土厚度一致，模板与混凝土接触面应涂隔离剂，在摊铺前，要对模板的高度、支撑稳定情况检查。

透水混凝土摊铺前应将基层素土压实，土层上面再铺设一层透水土工布，作用是防止下雨时基层泥浆上泛堵塞透水混凝土孔隙。土工布铺完后应再铺设级配碎石垫层，垫层厚度不小于150mm。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6m左右设置一根专用透水盲管排水（Φ50mm左右），低端通向道路的排水系统，及时排除过量的雨水。

为防止透水混凝土骨料表面的浆体水分蒸发，拌好的透水混凝土应立即运至作业面进行摊铺施工，依据施工的气温情况，透水混凝土从搅拌到摊铺完毕的最长允许时间有所不同，温度5~10℃时，不能超过2h；温度在10~20℃时，不允许超过1.5h；温度在20~32℃时，不能超过1h；室外平均气温低连续5天低于5℃以及温度高于32℃时，不得进行透水混凝土施工[4]。

透水混凝土应摊铺均匀，表面平整度，排水找坡坡度要符合要求，松浦系数宜控制在1.1。

透水混凝土摊铺完成后，采用平整压实机或者钢制滚筒进行压实，压实时要注意及时人工补料和找平，人工找平的施工人员要穿上减压鞋进行操作，以免局部过于密实；透水混凝土压实应注意同一部位压实时间控制在2min左右，夯压时间太长，会影响透水效果，夯压时间太短，又易造成掉粒和强度不足。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。夯压完成后，使用抹平机对面层进行收面，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[4]。

彩色透水混凝土上面层铺筑应在下面层初凝前进行铺筑。

5.3养护施工要点

透水混凝土初凝时间短，施工后基本已经初凝，为保湿与防止污染，施工后在透水混凝土表面覆盖塑料薄膜并均匀洒水，保持透水混凝土表面始终处于湿润状态，洒水只能以淋的方式，不能用高压水冲洒。养护时间应根据混凝土强度增长情况确定，养护时间不得少于14d[4]，由专门的人员对养护工作进行看管，保证车辆、行人等不能通行以及覆盖材料的完整性。

5.4伸缩缝施工要点

为避免透水混凝土路面应温度变化出现开裂，摊铺完成3天后进行伸缩缝切割，大面积透水混凝土路面，缩缝按4~6米一道设置，缝宽8~15mm，切缝深度宜为混凝土厚度的1/3~1/2；每隔三道缩缝设置一道伸缝，宽度15~20mm，厚度与路面厚度一致；切缝完成后，使用高压水枪对缝内进行冲洗，然后嵌入弹性嵌缝材料。在摊铺前，可提前规划缩缝位置，尽量将施工时的施工缝控制在缩缝位置，切缝时稍加处理，以施工缝替代缩缝。

5.5面层密封保护剂施工要点

待伸缩缝施工完成后，将双丙聚氨酯封闭剂均匀喷涂于混凝土表面并静置8小时以上，对透水混凝土表面进行封闭处理，以增强其耐久性和美观性。若表面为彩色面层，可根据颜色要求，也可在透明封闭剂中添加少许颜料对其进行补色[5]，在喷涂过程中不能出现局部富集的现象，也不能堵塞混凝土的孔隙，使得透水效果受到影响。喷涂之后，需要有专人看管，交付之前要对路面的进行清洁干净，避免其受损。

6结束语

透水混凝土施工工艺与传统混凝土施工有许多相似之处，但是透水混凝土施工技术要求更高，平衡透水混凝土强度与透水性的矛盾关系，做出合理的配合比设计，通过施工过程各环节正确的控制以及后期的充分养护，是生产合格透水混凝土的重要保证；了解透水混凝土施工技术要点，做好过程质量控制，让海绵城市建设更有“面子”。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，海绵城市建设技术指南（试行），中国建筑工业出版社，2014.10.

[2]张巨松，张添华，宋东升，冉宗良，王文军，郑万荣，金建伟，白洪斌.影响透水混凝土强度的因素探讨[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2006，（05）：759-763.

[3]张朝辉，王沁芳，杨江金，廖佳庆，杨娟.透水混凝土配合比研究与设计[J].混凝土，2008，（06）：120-122.

[4]中国人民共和国住房和城乡建设部，透水水泥混凝土路面技术规程（CJJ/T135-2009），中国建筑工业出版社，2009.11

[5]习海平，柴天红，张建强.彩色透水混凝土生产及施工工艺[J].江西建材，2014，（12）：162-164.