彩色强固透水混凝土施工工法.docx

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彩色强固透水混凝土施工工法

彩色强固透水混凝土路面施工工法

1.前言

透水混凝土是一种利于促进水循环，改善城市生态环境的环保型建筑材料。

它具有透水性大、强度高、施工简便等特点，并可铺筑成五彩缤纷的彩色透水混凝土地面。

它主要适用于新建、扩建、改建的城镇道路工程、室外工程、园林工程中的轻荷载道路、广场和停车场等路面。

目前，透水混凝土这一环保型建筑材料经过多年的研发和应用已初步形成了完整、成熟的设计、施工方法。

随着研发的进一步深入，环保型透水混凝土路面将成为轻载道路的发展趋势。

2.工法特点

透水混凝土由粗骨料及其表面均匀包裹的水泥胶结料，相互粘

结，并经水化硬化后形成具有连续孔隙结构的混凝土。

透水混凝土的多孔性，实现了高透水性，但因为空隙的存在而降低了混凝土的强度，本工法特点表面层采用5cm厚彩色强固透水混凝土，顶面采用透明硅氟密封剂密封。

表面层透水混凝土中添加强固剂，目的是提高骨料间的粘接强度，使混凝土料在施工时具有适宜的粘聚性而不流淌封底。

顶面采用透明硅氟密封剂密封，其目的是防止灰尘、颗粒等杂物等堵塞混凝土骨料空隙，以防降低透水性能。

表面层下部结构为8cm透水混凝土+15cm级配碎石，为上面层提供有效的承载力，并起到透水、蓄水功能。

透水混凝土路面与普通混凝土路面相比具有不同的特点：

它具有透水性大、水泥用量小、强度高、施工简便等特点。

同时透水混凝土路面能够增加渗入地表的雨水，缓解城市的地下水位急剧下降等一些城市环境问题。

当降雨较大时能减轻城市排水设施的负担，防止河流泛滥和水体污染。

又能使雨水迅速渗入地下，还原地下水，保持土壤湿度。

透水混凝土既能防止路面积水，夜间不反光，增加路面安全性和通行舒适性，还能调节城市空间的温度和湿度，改善城市热循环，缓解热岛效应。

大孔隙率能降低车辆行驶时的路面噪音，创造舒适的交通环境。

大量的空隙还能吸附城市污染物（如粉尘），减少扬尘污染。

而且易于维护，空隙不会破损、不易堵塞。

同时透水混凝土路面还可以根据路面和环境需求设计图案，充分做到路面与周围环境的完美结合。

3.适用范围

透水混凝土路面适用于新建、扩建、改建的城镇道路工程、室外工程、园林工程中的轻荷载道路、广场和停车场等的路面。

4.工艺原理

透水性混凝土是一类非封闭型的多孔生态混凝土，它由特殊级配的集料，水泥，外加剂，矿物掺合料和水按一定比例和特定工艺配制而成的，由于集料级配特殊，形成了蜂窝状结构，由其可见，它是以水泥胶结浆体薄层包裹在粗骨料颗粒的表面，作为骨料颗粒之间的胶结层，形成骨架-孔隙结构有助于提高混凝土的透水性能，但同时亦对混凝土的强度产生不良影响。

透水混凝土路面施工前，必须根据实际路面使用要求而进行前期设计。

按实际使用情况，透水性混凝土可分为两大类：

一类是直接摊铺在路基上的透水性混合料，经压实、养护等工艺构筑而成的透水性混凝土路面；另一类是由透水性混凝土经特定工艺和模具成型的混凝土制品，然后再将它们铺装在透水性路基上，称作透水性铺装。

透水性混凝土路面的铺筑必须有与之相配套的路基，以保证透过路面的雨水能够顺利补充地下水资源或能回收利用。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1每立方米透水混凝土中材料的推荐用量为：

胶凝材料：

300kg～450kg；（增强料与水泥）

碎石料：

1400kg～1600kg；

水胶比：

0.28～0.32。

彩色透水混凝土颜料掺入量根据工程要求，经现场试验后确定。

5.2透水混凝土路面结构层选择及施工要点

5.2.1第一层：

透明硅氟密封剂密封

第二层：

5cm彩色强固透水混凝土（C25）

第三层：

8cm透水混凝土（C25）

第四层：

15cm级配碎石（≥95%）

5.2.2透水混凝土路面表面层每间隔4～6m设置一道横向缩缝，缩缝宽度1cm，缝深3～4.5cm，缝内采用弹性聚氨酯材料填充。

透水混凝土路面每间隔50m左右设置一道横向胀缝。

另外在透水混凝土路面与建筑物、雨水口、沥青路面、砖块路面等其他构造物连接处，应设置胀缝。

路面胀缝应与混凝土层厚度相同，即两层透水混凝土层上下对应通透切割，缝宽2cm。

胀缝做法如图下图所示

5.3.施工准备

5.3.1施工单位应根据设计文件及施工条件，确定施工方案、编制施工组织设计。

5.3.2施工人员必须查勘施工现场，复核地下隐蔽设施的位置和标高，确定施工部署。

5.3.3施工前应解决水电供应，交通道路，搅拌和堆放场地，工棚、仓库和消防等设施。

施工现场应配备防雨、防潮的材料堆放场地，材料应分别按标识堆放，装卸和搬运时不得随意抛掷。

5.3.4施工现场要健全质量、安全和环境管理制度，并有专人负责实施动态管理。

5.3.5用于透水混凝土的水泥，按有关规定对其强度和安定性进行复验，严禁使用安定性不合格的水泥。

施工中不得混合使用不同品种的水泥。

5.3.6透水混凝土必须采用自落式搅拌机搅拌，同时配备齐全施工所需的辅助设备、辅助材料、施工工具以及安全防护措施。

5.3.7透水混凝土道路设计与施工，宜考虑地形条件、景观要求、荷载状况、施工条件等因素，除选择相应彩色组合和结构形式外。

根据不同的荷载状况，不同的使用功能，做到经济合理，适用可靠，应选用相应等级的透水混凝土，相应的基层结构。

基层对透水混凝土路面影响很大，又因透水混凝土施工一般仅做面层，基层检验或检查基层评定结果十分重要。

只有基层质量合格后，才能进行其透水混凝土层施工。

1、级配碎石基层顶面压实度（重型击实标准）≥95%；级配碎石集料连续孔隙率≥10%；集料压碎值不应大于26%；公称最大粒径不宜大于26.5mm；集料中小于或等于0.075mm颗粒含量不应超过3%。

2、原有透水混凝土结构层与透水混凝土面层，往往分期施工，存在着新老界面的结合问题。

为确保水泥混凝土结构层与透水混凝土面层的牢固结合，在透水混凝土路面施工前，除对混凝土结构层要求清洁、粗糙、湿润外，还必须做好界面处理。

5.3.8根据透水混凝土路面的透水特性，基层全透水结构设计中宜考虑路面下排水，路面下的排水可设排水管、排水盲沟。

设计的排水管、排水盲沟应与道路设计中的市政排水系统相连。

基层施工时按设计要求及时铺设排水管。

主要是防止在暴雨时，雨量过大，来不及渗透的多余雨水，不能及时排出，会影响基层结构而损坏路面，所以充分考虑利用道路排水系统设置排水管及时排除多余雨水。

排水管插入市政雨水管网段不能用透水管，宜用PVC管。

做全透水基层设计时，应考虑透入的雨水影响其它道路基层时，应在相应部位设一定的防护隔离措施，防止透入的雨水渗入基层。

5.3.9注意施工时的环境保护。

5.4透水混凝土路面施工

5.4.1施工前必须按规定对基层、排水系统进行检查验收，符合要求后才能进行面层施工。

5.4.2按设计要求立模，确保其厚度、垂直度、排水坡度等符合设计要求。

5.4.3在透水混凝土面层施工前，应对混凝土结构层作清洁处理，处理后的混凝土结构层表面应粗糙、清洁、无积水，并保持一定湿润状态，同时必须进行界面处理。

宜在界面剂湿润状态时，及时进行透水混凝土的铺摊施工。

5.4.4透水混凝土物料配比的计量必须准确。

5.4.5搅拌

将配好的物料按投料顺序投入搅拌机中搅拌均匀：

将掺合物、水泥、碎石投入搅拌机中，先进行搅拌30秒钟后，再将称量好的水，分2～3次加入搅拌机中进行搅拌,搅拌时间控制在2～2.5分钟。

5.4.6运输

透水混凝土属干硬性混凝土，初凝时间短。

拌合物从搅拌机出料后，运至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面直至完成允许最长时间，根据施工气温确定，宜控制在1小时之内。

5.4.7摊铺

将拌合料均匀摊铺在基层工作面上，其松铺系数为1.1，用刮尺找准平整度。

排水坡度有设计要求的路面应按设计要求施工。

5.4.8当透水混凝土厚度≥70mm时采用平板振动器振动，透水混凝土厚度≤70mm时采用专用滚压工具滚压，或采用小型平板振动器，用平板振动器振动时应防止振动时间过长而出现离折现象。

5.4.9雨天不应施工。

5.4.10当室外日平均气温连续低于5℃时，透水混凝土路面施工应按冬季施工规定。

5.4.11透水混凝土路面冬季施工应参照《水泥混凝土路面施工及验收规范》

5.4.12当室外日平均气温超过30～35℃时,透水混凝土面层施工应按夏季施工规定进行，夏季施工参照《水泥混凝土路面施工及验收规范》

5.4.13透水混凝土施工后，宜在48小时内涂刷保护剂。

涂刷保护剂前，面层应进行清洁。

5.4.14按设计要求进行胀缝和缩缝施工。

5.4.15透水混凝土施工后，视气温不同，当透水混凝土强度＞5MPa时，用切缝机进行伸缩缝切割，并在缝内填入柔性填缝料。

施工时，伸缩缝也可采用橡树泡沫条，既起到方便施工，节约人工的目的，又兼具美观的效果。

5.5养护

5.5.1透水混凝土施工完毕，应及时进行湿养护。

湿养护应根据气温情况进行。

湿养护应符合下列规定：

1、宜用草袋、草帘或其他透气材料，在透水混凝土终凝后覆盖于透水混凝土面层的表面，每天应均匀的洒水，经常保持湿润状态；

2、涂刷保护剂后，可不覆盖，但昼夜温差大时，在保护剂干燥后仍须覆盖保温，同样应每天均匀洒水保持湿润状态；

3、湿养护为7d。

4、湿养护7d后进行一般养护，养护时间根据透水混凝土强度增长情况而定，一般宜为14～21d；冬季施工时养护时间宜为28d。

5、透水混凝土路面在养护期间和填缝前，应禁止车辆通行。

在达设计强度的40%以上，方可允许行人通行。

5.5.2透水混凝土路面达到设计强度时，才可以投入使用。

6.材料与设备要求

6.1原材料

6.1.1水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）。

6.1.2掺合料如助剂与无机颜料的性能应符合相应标准。

6.1.3外加剂应符合《混凝土外加剂》（GB8076）的规定。

6.1.4原材料在使用前严禁受潮，搬运和堆放时应防止受雨淋和地下水的侵入。

6.1.5掺合料、无机颜料与水泥、碎石、水必须按工艺要求配合使用。

6.1.6透水混凝土必须使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石料，碎石的性能指标应符合表5.1.6规定。

表5.1.6碎石的性能指标

项目

指标

1

2

3

尺寸mm

2.4～4.75

4.75～9.5

9.5～13.2

压碎量，%≤

15.0

针片状颗粒含量（按质量计），%≤

15.0

含泥量（按质量计），%≤

1.0

表观密度，Kg/m3≥

2500

紧装堆积密度，Kg/m3≥

1350

空隙率，%≤

47.0

6.1.7透水混凝土拌合用水必须符合《混凝土拌合用水》（JGJ63）的规定。

6.1.8保护剂

1、保护剂属丙烯酸高分子材料，由丙烯酸树脂溶于有机混合溶剂，并加入适量助剂调制成的无色透明液体。

2、保护剂技术要求应参照中华人民共和国化工行业标准《丙烯酸清漆》（HG/T2593-94）Ⅰ型产品要求。

6.2设备要求

6.2.1拌制设备要求

透水混凝土的拌制必须采用机械拌制，严禁采用手工拌制，相比手工拌制，机械拌制的均匀性好，无色差；在施工实践中发现，强制式搅拌机在搅拌中易产生死角，而使拌和物搅拌不均匀，采用自落式搅拌机较为合适。

6.2.2震动密实机械要求

当透水混凝土厚度≥70mm时采用平板振动器振动，透水混凝土厚度≤70mm时采用专用滚压工具滚压或采用手持式小型平板震动器。

7.质量控制

7.1透水混凝土路面基层质量要求

7.1.1结构层的技术要求：

1、结构层应先素土夯实（压实度应大于93%）。

2、15cm级配碎石（≥95%）

3、8cm透水混凝土（C25）

4、5cm彩色强固透水混凝土（C25）

7.1.2基层为混凝土结构层时，铺设透水混凝土面层前应做界面处理。

7.1.3基层结构设计中应考虑排水，排水采用透水排水管，排水管应与道路设计中的市政排水系统相连

7.2透水混凝土路面质量控制要求

7.2.1透水混凝土强度等级应以标准养护、龄期为28d的标准试块的抗压试验结果为准。

透水混凝土试样应在搅拌机出料口随机抽样，每台班搅拌至少应制作一组（3块）试块。

透水混凝土试块强度的检验与评定，应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107）执行。

7.2.2每500m2路面取一组（3块）试块做透水试验。

7.2.3施工中出现下列情况时，宜采用非破损检验方法对透水混凝土强度进行原位检测，判断路面透水混凝土强度。

1、透水混凝土试块缺乏代表性或试块数量不足；

2、对透水混凝土试块的试验结果有怀疑、争议；

3、透水混凝土试块缺少的试验结果不能满足设计要求，需另行确认透水混凝土的实际强度。

7.2.4模板必须支立牢固，不得倾斜、漏浆。

7.2.5板面边角应整齐，不得有大于0.5mm的裂缝。

7.2.6伸缩缝必须垂直，缝内不得有杂物。

伸缝必须全部贯通，传力杆必须与缝面垂直。

7.2.7切缝直线段应顺直，曲线段应弯顺，不得有夹缝，灌缝不得漏缝。

7.2.8透水混凝土路面其它附属工程验收，参照《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1-90）要求进行。

7.2.9现场目测透水性能试验：

每100m2路面取5个点（面积约0.5～1m2，每点用1000ml水缓缓倒下，5秒钟内应消失无积水现象。

8.安全措施

本工法在实施过程中主要是防止机械伤害和触电伤害，在实施前要对操作人员进行详细的安全技术交底，要重点检查施工机械是否完好，各项零部件是否运行正常。

施工用电要确保三级配电，二级保护，检查机械的接地保护是否到位，对于手提式机械工人在操作中必须佩戴绝缘手套。

9.环保措施

本工法施工中主要污染物为粉尘的排放，为了减少粉尘的排放，本工法在实施中如采用的是散装水泥，主要措施是对水泥桶采用塑料布予以覆盖，水泥桶出口处用柔性布袋接长，避免水泥粉尘在下落过程中飘扬。

本工法在实施过程中因为要使用搅拌机械和震动密实机械，为了减少噪声的污染，可将搅拌机械设置在稍偏僻的地方，混凝土浇筑过程中，避免震动器在模板和硬实路沿上作业，减少强噪音的产生。

10.效益分析

10.1透水混凝土存水分析

透水混凝土是具有透水透气的孔隙，孔隙率≥10%，单从孔隙率这一点，在下暴雨时孔隙能起存水作用。

10.1.1由我公司承建的日照市岚建设工程，配套市政绿道为透水混凝土路面，路面累计面积约5132㎡，厚度13㎝。

以此计算，透水混凝土的体量约为660m3,按其吸水率为4％计算，其存水量为：

660m3×4％＝26.4m3；

碎石垫层设计为15㎝（假设碎石垫层的空隙率也按10%计算）,雨水将碎石垫层的空隙填满，再缓慢渗透到两侧土壤中或蒸发到空气中，碎石垫层的存水量计算如下：

660m3×1％＝66m3；

二项合计：

26.4+66＝92.4m3；

综上所述，透水混凝土路面每平方米可存水约0.018m3。

10.2经济效益

10.2.1建设工程设计时由于采用了透水混凝土路面，其雨水排水管道设置相比普通路面减少了约20％，透水混凝土路面宽度不大于8m的可设置单个排水管，由于减少了排水管网的预埋，既节约了投资又缩短了施工周期。

10.2.1日照市预测可改造的透水路面约有100万平方米，如全部推广采用透水混凝土路面，存水量为：

100万㎡×0.018m3/㎡＝1.8万m3；

耗电量计算：

按大型水泵耗电0.2Kw/m3

18000m3×0.2Kw/m3=3600Kw

直接节约电费:

每度电按1元/Kw

3600Kw×1元/Kw=3600元（按工业用电计算）

在暴雨时，每小时可少开万吨位排水备用泵20台左右，每小时节约电耗近3600Kw，每小时节约费用约叁仟陆佰元整。

10.3环境保护和社会效益

经测算可见，透水混凝土对暴雨季节的排水起了直接的吸纳储存作用，还原地下水，保持土壤湿度，维持地下水及土壤的生态平衡，能有效的抵抗大自然的侵袭，有利保持地下水位和植被生长；缓解城市的热岛效应，同时也降低了城市污水处理厂的污水处理量，其自然的环保效益和社会经济效益是显而易见的。

相比普通混凝土路面或沥青路面施工，本工法施工简便，易于掌握和推广，其所需的材料和设备市场上易于购买，不但综合成本较低，而且也缩短了市政工程的施工周期。

11.应用实例

11.1工程概况：

11.1.1建设工程，项目地点位于日照市岚山区。

机动车道采用沥青混凝土路面，非机动车道采用彩色强固透水混凝土结构，工程量约为5123㎡。

11.1.2建设工程，项目地点位于日照市岚山区。

机动车道采用沥青混凝土路面，非机动车道采用彩色强固透水混凝土结构，工程量约为6334㎡。

11.3应用效果：

本工程彩色强固透水混凝土按施工工法施工完毕后，达到了强度高、耐久性好、透水性强的目的。

路面整体效果得到了建设单位及监理单位一致认可。