高承载透水混凝土施工工艺的分析与研究

（湖南城市学院，湖南 益阳 413000）

0 引言

随着我国经济社会发展和城镇化建设进程的加快，城市地表逐渐被混凝土等不透水的路面所覆盖，与自然地面相比，不透水地面缺乏呼吸性、吸热性和雨水渗透能力，随之带来“城市热岛”等一系列环境问题，使得城市生态环境越来越恶劣。透水混凝土又称多孔混凝土、排水混凝土，能让雨水充分快速渗透，有效补充地下水，改善水土的透气性及植被的生存环境，调节大气的湿度，净化空气，降低环境温度，恢复地表的水循环系统，保持生态平衡，缓解“城市热岛”的问题，对城市雨水指导性管理、环境保护、资源节约等方面都有重要的应用价值。为了积累透水混凝土环保型路面的施工经验，进一步的推广其应用，本文就其施工方法进行了详细阐述，形成了透水混凝土全过程施工的关键技术，对推动该产品在城应用和类似工程的施工具有良好的探索、借鉴意义。

1 工艺原理

透水混凝土是一种多孔轻质混凝土，原材料有粗骨料、水泥基胶结剂和水，通过水泥基胶结剂均匀包裹粗骨料，相互粘结，在水化反应后硬化形成具有连续蜂窝状结构的混凝土，其内部空隙既可以暂存雨水，同时也可以使土基里的水分向大自然中自然蒸发，可以作为一种新型环保的铺装材料发挥维护生态平衡的作用。

2 工艺特点

（1）孔隙率可达到25%，具有良好透水性；保水性良好，通常状态下每立方米可保水12L，与基层、路基一起形成带有储存水能力的整体蓄水结构，可营造高质量的自然生态环境。

（2）解决城市的雨水问题。大量的雨水通过透水路面渗入地下，不仅缓解了城市内涝和河流泛滥，还很大程度上减轻了城市排水系统的负担以及对公共水域的破坏。从城市建设角度看，可以减少路面排水设施工程量，降低工程建设成本。

（3）透水混凝土可以施工成多种颜色，满足城市道路的艺术性要求。

（4）表面的粗糙度具有防滑性，结构中的聚合物保证其高强度、耐风化、抗冻胀等优良特性；

（5）本产品结构具有较多孔隙，可大量吸收噪音，降噪性良好，可以在城市道路、广场、公园、地铁站、车站等城市构筑物中推广应用。

图1 透水混凝土透水样品图

图2 透水混凝土铺装样品图

3 施工工艺的分析与研究

3.1 工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 基层填筑

（1）地基整平

严格按照路基施工规范进行施工，确保路基平整，路拱适度。

（2）基层施工

基层一般选用铺筑级配碎石、破碎砾石等，铺筑厚度根据压实机具及设计总厚度可按每层15cm～20 cm，不宜超过30 cm,分层厚度可用样桩控制，保证压实度≥94%-96%（依工艺要求有所区别）。对于有边坡支护部位直接填至边缘，没有边坡支护部位按1：1 扩散角回填。基层经平面位置、顶面高程、宽度、厚度、平整度、压实度、横坡等验收合格后，方可进入后续施工。

3.2.2 模板支设

按照浇筑厚度要求支设模板，底层透水混凝土和面层透水混凝土分层处，需画线分隔，或分次安装模板分次浇筑。

3.2.3 透水混凝土的拌制

（1）采用强制式滚筒混凝土搅拌机械进行搅拌，所使用到的各类原材料均需严格计量后，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为粗集料：水泥：水：胶结剂：减水剂= 1280: 365 :85 : 11：2.37。水泥采用42.5R 普通硅酸盐水泥，粗集料为5-10mm 碎石，胶结剂是由多种助剂组成，以高强度硅酸盐水泥为基料，增加透水混凝土强度和粘结力的粉状物——可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维素组合而成，减水剂为上海花王化学有限公司生产。若需搅拌彩色透水混凝土，则在搅拌过程中加入对应颜色的五级耐候颜料，以组成不同色彩的透水混凝土。彩色透水混凝土施工前，应先进行试拌，以确定颜料的掺量。

（3）投料方法分析与研究

经过一次投料、二次投料、三次投料的透水系数和抗压强度的试验和分析，最终确定采用三次投料法。第一步骨料投入拌合水的50%，搅拌30 秒；第二步投入50%的水泥和100%的外加剂（若为彩色透水混凝土，则按比例加入100%颜料），搅拌约30 秒，最后将剩余的水泥和拌合水投入搅拌机，搅拌120 秒。此过程中，应严格控制水灰比，拌合水分2-3 次加入。搅拌时间，视混凝土的均匀情况，可适当延长，原则上不超过4 分钟。

图3.2.3-1 三次投料法搅拌

图3.2.4-1 透水混凝土运输

3.2.4 运输

透水混凝土是干性混凝土，初凝时间短，运输时间应控制在20min 内。高温施工时，为防止水分蒸发，采取覆盖保湿运输。

3.2.5 摊铺和压实

（1）严格施工组织，随到随铺，分段、分块施工，注意留置施工缝，其松铺系数由实验确定，一般控制在1.1～1.15 之间。透水混凝土均匀摊铺在工作面后，用长杆压实棍找准平整度，再用平板振动器压实，同时需控制泛水度，压实后表面不能有明水。压实时平板振动器振动成型时间控制在20s～30s 之间。

（2）井盖、路缘石边角等振动器无法压实平整的部位，用钢筋等捣实，再用抹刀抹平

（3）需注意事项

①采取分层浇筑时，相邻层间隔时间不得超过2 小时，且下层混凝土在间隔期内应覆膜保水。

②彩色透水混凝土应施工试验段，与样块进行色彩对比，合格后方可继续施工。

③为避免水分过快挥发，当气温高于35℃时，施工时间宜在10:00 前完成，17:00 后开始。

3.2.6 养护

透水混凝土宜采用塑料薄膜覆盖进行养护，以防止水分流失过快。养护温度在5℃～25℃时，在浇筑后1d 开始洒水养生，且每天不得少于2 次；当温度低于5℃，不宜洒水养护；当温度高于25℃，浇筑8h 后开始洒水养生，白天每2h 一次，夜间不得少于2 次。同时湿养护时间不少于7d。

图3.2.5-1 平板振动器振动密实

图3.2.6-2 透水混凝土养护

3.2.7 切缝

透水混凝土仍属混凝土的一种，必须设置伸缩缝，其伸缩缝的设置须与结构层混凝土的切割缝上下一致，3 米设一通缝，缝宽3-5mm，使用柔性物质嵌缝。

图3.2.7-1 切缝

图3.2.7-2 伸缩缝填料

3.2.8 表面清洗密封处理

为了增强透水混凝土面层的耐久性和美观性，避免空隙受污而堵塞空隙，养护满7 天后，将透水混凝土面层清洗干净，完全干燥后，喷涂封闭界面剂进行密封处理，界面剂可选用双丙聚氨酯密封剂。喷涂完成后，需至少静置8 小时，才能开放交通。

图3.2.8-1 界面剂密封处理

图3.2.8-2 界面剂密封处理

4 效益分析

4.1 经济效益

1、与常用的方案比较

以同样厚度的细粒式沥青混凝土和透水混凝土进行对比：

表4.1-1 8cm 细粒式沥青混凝土与8cm 透水混凝土价格对比

从表中我们可以看出，采用8cm 透水混凝土路面每平方米可节约造价45 元/m2。

2、搅拌工艺与常规工艺比较

对两种投料方法、搅拌方法进行对比实验，其结果详见表4.1-2。

表4.1-2 一次投料与三次投料强度对比

从表5.1-1 可知，相同的配合比，采用本工艺和三次投料法，提升了透水混凝土的强度、透水性和耐久性，改变了易破坏、寿命短、透水性能弱等不足。

4.2 社会、环保效益

与沥青混凝土路面施工相比，透水混凝土路面简单、快捷的施工工艺，省去热拌合、压路机碾压工艺，减少了施工过程中对能源的消耗，从而减少对石油、集料等资源的开发。避免了在生产过程中的污染、浪费，降低了生产和施工成本低，有效节约了社会资源。

透水混凝土具有蓄水防涝、吸噪、吸尘等生态环保功能，对于城市雨水管理、环境保护、资源节约等方面具有重要的应用价值，可大力推广其在城市道路人行道及非机动车道、园林景观道路及城市广场、游泳池旁边及体育场、停车场、社区消防通道及轻量级道路等路面的推广和应用。透水混凝土具有良好的社会和环保效益。

5 结语

透水混凝土具有一定科技含量、较强艺术性和个性化，并且具有很强的实用性和绿色生态性的产品，适用于城市道路人行道、非机动车道、景区人行道路、广场、停车场及其他轻量级道路、场坪。进一步推广方面，可利用其透水的特性，推广至缺水型的北方城市；可利用其开放式路面对冻胀压力的缓释和柔性基层的缓冲能力，广泛应用于土壤冻胀破坏严重的高海拔、高纬度地区。