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      透水混凝土系統(tǒng)施工技術(shù)

       longquanlee 2019-10-16

      ? 摘要:透水混凝土在實(shí)現(xiàn)海綿城市城起著不可或缺的作用,而透水混凝土本身也是個(gè)系統(tǒng)工程,本文從原材料的技術(shù)要求、配合比的設(shè)計(jì)、路面面層基層的要求、生產(chǎn)與施工、養(yǎng)護(hù)等全過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)論述。海綿城市的概念現(xiàn)在已經(jīng)深入人心,是我國(guó)力推以解決城市雨洪管理難題的新建設(shè)模式。而透水混凝土則是實(shí)現(xiàn)海綿城市不可或缺的材料,透水混凝土首先由歐美、日本等國(guó)家針對(duì)原城市道路的路面的缺陷,開(kāi)發(fā)使用的一種能讓雨水流入地下,有效補(bǔ)充地下水;并能有效的消除地面上的油類(lèi)化合物等對(duì)環(huán)境污染的危害;同時(shí),是保護(hù)自然、維護(hù)生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應(yīng)的優(yōu)良的鋪裝材料;其有利于人類(lèi)生存環(huán)境的良性發(fā)展及城市雨水管理與水污染防治等工作上,具有特殊的重要意義[1]。中新(天津)生態(tài)城15%?20%路面為透水路面,所有慢行系統(tǒng)及停車(chē)位均采用透水鋪裝,在2016年夏季大雨有效起到了排水、避免內(nèi)澇的效果[2]。

      01

      透水混凝土對(duì)原材料的要求

          水泥:一般選用42. 5級(jí)以上硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,為了提高其強(qiáng)度,可摻入少量高活性混合材料,如硅灰等。
          集料:集料的級(jí)配是決定其強(qiáng)度和透水性的重要指標(biāo)和主要依據(jù),是關(guān)系到其透水性質(zhì)與功能,能否整體體現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)。保證強(qiáng)度及良好的透水性能的重要環(huán)節(jié),粗集料需通常采用粒徑較小的單一粒級(jí),如4.75?9.5mm。此外,對(duì)集料自身強(qiáng)度、顆粒形狀(針、片狀含量)及含泥量等也有相當(dāng)嚴(yán)格的技術(shù)要求,此處不再贅述。
          外加劑包括高效減水劑和增強(qiáng)劑,兩者的作用是在保持一定稠度或干濕度的前提下,提高顆粒間的粘結(jié)強(qiáng)度,進(jìn)而提高透水性混凝土的整體力學(xué)性能和耐磨性能。
          拌合水采用嚴(yán)格經(jīng)過(guò)衛(wèi)生防疫部門(mén)檢測(cè)經(jīng)過(guò)特殊處理的水質(zhì)材料。

      02

      透水性混凝土的配合比設(shè)計(jì)

          目前透水性混凝土的配合比設(shè)計(jì)還沒(méi)有一套成熟的計(jì)算方法,根據(jù)透水性混凝土理想模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以認(rèn)為透水性混凝土的外觀體積由集料堆積而成,混凝土所需的水泥漿以能夠包裹粗集料表面,形成一定厚度的膠結(jié)層和在集料之間形成連通的孔隙為宜。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定選用的材料,并測(cè)試選用材料的基本性能,再確定單位體積混凝土中集料的用量,然后根據(jù)集料的表觀密度和設(shè)計(jì)要求的孔隙率確定膠結(jié)材料用量,再根據(jù)成型工藝的要求不同季節(jié)確定用水量。通常透水性混凝土的水灰比介于0. 25?0. 40之間,水泥用量在250kg/m3?350kg/m3范圍內(nèi)。

      03

      透水混凝土路面基層的要求

      3.1 透水混凝土路面的厚度:根據(jù)路面功能來(lái)確定厚度。對(duì)人行道,自行車(chē)道等輕荷重地面,建議厚度應(yīng)大于80mm;對(duì)停車(chē)場(chǎng)、廣場(chǎng)等中荷重地面!建議厚度應(yīng)大于100mm;重型車(chē)道建議厚度應(yīng)大于180mm,如采用彩色透水混凝土,往往分為二層施工,即表層為彩色透水混凝土層,厚度一般不低于30mm,下層為素色透水混凝土墊層。
      3.2 為確保路體結(jié)構(gòu)層具有足夠的整體強(qiáng)度和透水性,表面層下需有透水基層和較好保水性的墊層?;鶎右?/span>在素土層夯實(shí)層上,配用的基層材料,應(yīng)有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度外,須有較好的透水性,采用級(jí)配砂礫或級(jí)配碎石等。采用級(jí)配碎石時(shí),碎石的最大粒徑應(yīng)小于0. 7倍的基層厚度,且不超過(guò)50mm。墊層一般采用天然碎石,粒徑小于10mm,并鋪有一定厚度、鋪設(shè)需均勻平整。
      3.3 透水混凝土路面基層橫坡度宜為1. 25%?2. 75%,面層橫坡度應(yīng)與基層橫坡度相同。
      3.4 全透水結(jié)構(gòu)的人行道基層可采用級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石及級(jí)配礫石基層,基層厚度不應(yīng)小于135-155mm。全透水結(jié)構(gòu)的其他道路級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石及級(jí)配礫石基層上應(yīng)增設(shè)多孔隙穩(wěn)定碎石基層。(多孔隙水泥穩(wěn)定碎石基層不應(yīng)小于200mm;級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石及級(jí)配礫石基層不應(yīng)小于150mm)
      3.5 半透水結(jié)構(gòu)水泥混凝土基層的抗壓強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15-25,厚度不應(yīng)小于150mm;級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石及級(jí)配礫石基層不應(yīng)小于150mm。

      04

      排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      4.1 全透水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮路面下排水,路面下的排水可設(shè)排水盲溝,排水盲溝應(yīng)與道路設(shè)計(jì)時(shí)的市政排水系統(tǒng)相連,雨水口號(hào)基層、面層結(jié)合處應(yīng)設(shè)置成透水形式,得于基層過(guò)量水分向雨水口匯集,雨水口周?chē)鷳?yīng)設(shè)置寬度不小于1m的不透水土工布于路基表面。
      4.2 設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)可利用市政排水溝或雨水口,透水混凝土可直接鋪設(shè)至市政排水溝或雨水口中,面積較大的廣場(chǎng)宜設(shè)置排水盲溝。

      05

      伸縮縫的設(shè)置

      5.1 透水混凝土面層應(yīng)設(shè)計(jì)縱向和橫向接縫??v向接縫的間距應(yīng)按路面寬度在3. 0m?4. 5m范圍內(nèi)確定,橫向接縫的間距宜為4. 0m?6. 0m;廣場(chǎng)平面尺寸不宜大于25m2,面層板的長(zhǎng)寬比不宜超過(guò)1.3。當(dāng)基層有結(jié)構(gòu)縫時(shí),面層縮縫應(yīng)與基相應(yīng)結(jié)構(gòu)縫位置一致。
      5.2 當(dāng)透水混凝土面層施工長(zhǎng)度超過(guò)30m,應(yīng)設(shè)置脹縫。在透水水泥混凝土面層與側(cè)溝、建筑物、雨水口中、鋪面的砌塊、瀝青鋪面等其他構(gòu)造物連接處,應(yīng)設(shè)置脹縫。
      5.3 透水混凝土一般采用后切割的施工方法,這樣切出的伸縮縫,整齊漂亮。我們建議使用無(wú)齒鋸切割,具體切割時(shí)間應(yīng)視厚度、天氣情況而定,一般為攤鋪完成后3?8天內(nèi)切割(夏季高溫季節(jié)24h后就必須切割)。

      06

      透水混凝土的施工

      6.1 一般規(guī)定
         (1)施工前應(yīng)查勘施工現(xiàn)場(chǎng),復(fù)核地下隱蔽設(shè)施的位置和標(biāo)高,根據(jù)設(shè)計(jì)文件及施工條件,確定施工方案,編制施工組織設(shè)計(jì)。
          (2)施工前應(yīng)解決水電供應(yīng)、交通道路、攪拌和堆放場(chǎng)地、工棚和倉(cāng)庫(kù)、消防等設(shè)施。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備防雨、防潮的材料堆放場(chǎng)地,材料應(yīng)分別按標(biāo)識(shí)堆放,裝卸和搬運(yùn)時(shí)不得隨意拋擲。
          (3)面層施工前應(yīng)按規(guī)定對(duì)基層、排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收,符合要求后方能進(jìn)行面層施工。
          (4)在透水水泥混凝土面層施工前,應(yīng)對(duì)基層作清潔處理,處理后的基層表面應(yīng)粗糙、清潔、無(wú)積水,并應(yīng)保持一'定濕潤(rùn)狀態(tài)。
          (5)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備施工所需的輔助設(shè)備、輔助材料、施工工具,并應(yīng)采取安全防護(hù)設(shè)施。
      6.2 攪拌和運(yùn)輸
          (1)透水水泥混凝土宜采用強(qiáng)制性攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌機(jī)的容量應(yīng)根據(jù)工程量、施工進(jìn)度、
      施工順序和運(yùn)輸工具等參數(shù)選擇。新拌混凝土出機(jī)至作業(yè)面運(yùn)輸時(shí)間不宜超過(guò)30min。

          (2)進(jìn)入攪拌機(jī)的原材料必須計(jì)量準(zhǔn)確,并應(yīng)符合下列要求:
          ①袋裝水泥應(yīng)抽查袋重的準(zhǔn)確性;②每臺(tái)班拌制前應(yīng)精確測(cè)定集料的含水率,并應(yīng)根據(jù)集料的含水率,調(diào)整透水水泥混凝土配比中的用水量,由施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定施工配合比;③透水水泥混凝土原材料(按質(zhì)量計(jì))的允許誤差,不應(yīng)超過(guò)下列規(guī)定:
          水泥:
      ±1%;增強(qiáng)料:±1%;集料:±2%;水:+1%;外加劑±1%。
          (3)透水水泥混凝土的拌制宜先將集料和50%用水量加入攪拌機(jī)拌合30s,再加人水泥、增強(qiáng)料、外加劑拌合40s,最后加入剩余用水量拌合50s以上。
          (4)當(dāng)透水混凝土面層采用雙色組合層設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用不同攪拌機(jī)分別攪拌不同色彩的混凝土。
          (5)透水水泥混凝土拌合物運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止離析,并應(yīng)注意保持拌合物的濕度,必要時(shí)應(yīng)采取遮蓋等措施。
          (6)透水水泥混凝土拌合物從攪拌機(jī)出料后,運(yùn)至施工地點(diǎn)進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)直至澆筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間,可由實(shí)驗(yàn)室根據(jù)水泥初凝時(shí)間及施工氣溫確定,并應(yīng)符合表丄的規(guī)定。

      1 透水混凝土從攪拌機(jī)出料至澆筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間

      工氣溫T (C)

      允許最長(zhǎng)時(shí)間(h)

      5≤T≤10

      2.0

      10≤T≤20

      1.5

      20≤T≤32

      1.0

      6.3 透水混凝土鋪筑
          (1)普通透水混凝土面層施工應(yīng)符合下列規(guī)定:
          模板的制作與立模應(yīng)符合下列規(guī)定①模板應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、變形小、剛度大的材料,模板的高度應(yīng)與混凝土路面厚度一致;②立模的平面位置與高程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,模板與混凝土接觸的表面應(yīng)涂隔離劑。③透水水泥混凝土拌合物攤鋪前,應(yīng)對(duì)模板的高度、支撐穩(wěn)定情況等進(jìn)行全面檢查。
          (2)透水水泥混凝土拌合物攤鋪應(yīng)均勻,平整度與排水坡度應(yīng)符合要求,攤鋪厚度應(yīng)考慮松鋪系數(shù),其松鋪系數(shù)宜為1.1。
          (3)透水水泥混凝土宜采用平整壓實(shí)機(jī),或采用低頻平板振動(dòng)器振動(dòng)和專(zhuān)用滾壓工具滾壓。壓實(shí)時(shí)應(yīng)輔以人工補(bǔ)料及找平,人工找平時(shí)施工人員應(yīng)穿上減壓鞋進(jìn)行操作。
          (4)透水水泥混凝土壓實(shí)后,宜使用抹平機(jī)或人工對(duì)透水水泥混凝土面層進(jìn)行收面,必要時(shí)應(yīng)配合人工拍實(shí)、整平。整平時(shí)必須保持模板頂面整潔,接縫處板面應(yīng)平整。
          (5)模板的拆除,應(yīng)符合下列規(guī)定:①拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣溫和混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況確定。②拆模不得損壞混凝土路面的邊角,應(yīng)保持透水水泥混凝土塊體完好。
          (6)當(dāng)采用彩色透水水泥混凝土雙色組合層施工時(shí),上面層應(yīng)在下面層初凝前進(jìn)行鋪筑。
      6.4 接縫施工
          路面縮縫切割深度宜為(1/2?1/3)路面厚度;路面脹縫應(yīng)與路面厚度相同。施工中施工縫可代替縮縫。
      6.5養(yǎng)護(hù)
          (1)透水水泥混凝土路面施工完畢后,宜采用塑料薄膜覆蓋等方法養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)透水水泥混凝土 度增長(zhǎng)情況 定。
          (2)養(yǎng)護(hù)期間透水混凝土面層不得通車(chē),并應(yīng)保證覆蓋材料的完整。
          (3)透水水泥混凝土路面未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不得投入使用。透水水泥混凝土路面的強(qiáng)度,應(yīng)以
      透水水泥混凝土試塊強(qiáng)度為依據(jù)。

      6.6 涂覆透明封閉劑:
          待表面混凝土成型干燥后在3天左右,涂刷封閉劑,增強(qiáng)耐久性和美觀性。防止透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。
      6.7 季節(jié)性施工
          (1)施工中應(yīng)根據(jù)工程所在地的氣候環(huán)境,確定冬季、夏季和雨季的起止時(shí)間。
          (2)雨季施工應(yīng)加強(qiáng)與氣象部門(mén)聯(lián)系,及時(shí)掌握氣象條件變化,并應(yīng)做好防范準(zhǔn)備。
          (3)雨季施工應(yīng)充分利用地形與現(xiàn)有排水設(shè)施,做好防雨及排水工作。
          (4)雨天不宜進(jìn)行基層施工,透水水泥混凝土面層不應(yīng)在雨天澆筑。
          (5)雨后攤鋪基層時(shí),應(yīng)先對(duì)路基狀況進(jìn)行檢查,符合要求后方可攤鋪。
          (6)當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天低于5°C時(shí),透水混凝土路面不得施工。
          (7)透水水泥混凝土路面夏季施工,應(yīng)符合下列規(guī)定①混凝土拌合物澆筑中應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等工序時(shí)間,收面后應(yīng)及時(shí)覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù);②攪拌站應(yīng)設(shè)有遮陽(yáng)棚;模板和基層表面,在澆筑混凝土前應(yīng)灑水濕潤(rùn);③當(dāng)遇陣雨時(shí),應(yīng)暫停施工并應(yīng)及時(shí)采用塑料薄膜對(duì)已澆筑混凝土  。
          (8)當(dāng)室外最高氣溫達(dá)到32°C及以上時(shí),不宜施工。

      07

      注意事項(xiàng)

          (1)施工現(xiàn)場(chǎng)須專(zhuān)人負(fù)責(zé)物料的配比。
          (2)嚴(yán)格控制水灰比,即控制水的加入量,水在攪拌中分2?3次加入,不允許一次性加入,至集料發(fā)亮應(yīng)立即停止加水。
          (3)為使物料攪拌均勻,適當(dāng)延長(zhǎng)機(jī)械攪拌時(shí)間,但不宜過(guò)長(zhǎng)。
          (4)運(yùn)輸
          透水混凝土屬干性混凝土料,其初凝快,一般根據(jù)氣候條件控制混合物的運(yùn)輸時(shí)間,運(yùn)輸一般控制在10min以?xún)?nèi),運(yùn)輸過(guò)程中不要停留,手推車(chē)必須平穩(wěn)。
      (5)攤鋪、澆筑成型透水混凝土屬干性混凝土料,其初凝快,攤鋪必須及時(shí)。對(duì)于人行道面,大面積施工采用分塊隔倉(cāng)方式進(jìn)行攤鋪物料,其松鋪系數(shù)為1.1。將混合物均勻攤鋪在工作面上,用括尺找準(zhǔn)平整度和控制一定的泛水度,然后用平板振動(dòng)器(厚度厚的用平板振動(dòng)器)或人工搗實(shí)。搗實(shí)不宜采用高頻振動(dòng)器。最后抹子拍平,抹合不能有明水。
          (6)平板振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),防止過(guò)于密實(shí),可出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
          (7)攤鋪時(shí)盡量快和正確。
          (8)因透水混凝土其孔隙率大,水分揮發(fā)快,當(dāng)天氣溫高于35V時(shí),施工時(shí)間應(yīng)宜避開(kāi)中午,適合在早晚進(jìn)行施工。
          (9)養(yǎng)生:透水混凝土與水泥混凝土屬性類(lèi)似,因此鋪攤結(jié)束后,經(jīng)檢驗(yàn)標(biāo)高、平整度均達(dá)到要求后。當(dāng)氣溫較高時(shí),為減少水分的蒸發(fā),宜立即覆蓋塑料薄膜,以保持水分。也可采用灑水養(yǎng)生,所有養(yǎng)生期不得少于7d,使其在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)強(qiáng)度逐漸地提高。
          灑水養(yǎng)生,透水混凝土在澆筑后ld開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù),高溫時(shí)在8h后開(kāi)始養(yǎng)護(hù),但淋水時(shí)不宜用壓力水直接沖淋混凝土表面,應(yīng)直接從上往下淋水。透水混凝土濕養(yǎng)時(shí)間不少于3d。
          養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)根據(jù)施工溫度而定,一般養(yǎng)生期為14?21d,高溫時(shí)不少于14d,低溫時(shí)不少于21d,5V以下施工,養(yǎng)生期不少于28d。

      08

      結(jié)論

          實(shí)現(xiàn)透水混凝土的預(yù)期效果,每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制必不可少,透水混凝土本身也是個(gè)系統(tǒng)工程,從原材料的技術(shù)要求、配合比的設(shè)計(jì)、路面面層基層的要求、生產(chǎn)與施工、養(yǎng)護(hù)等全過(guò)程嚴(yán)格 控制,是保障效果、實(shí)現(xiàn)海綿城市的關(guān)鍵。

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