透水水泥混凝土路面設計及施工要領

唐國榮

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海 200030）

0 引言

帕米亞透水水泥混凝土路面技術在日本的應用已有三十多年歷史，占有市場主導地位，市場占有率約85%。透水水泥混凝土路面與傳統水泥混凝土路面的區別在于它恢復了地面與大氣層的自然聯系，有利于保護生態環境；可增強地面滲水能力，減少城市雨水徑流排放，避免雨天路面積水，降低路面溫度，減輕城市熱島效應；降低機動車行駛噪聲；適用于人行道路、市政輕型道路、輕型停車場、廣場、建筑外附屬道路、園林道路等，亦可用于江河湖泊生態植草護坡。

1 原材料要求

（1）水泥應使用42.5等級以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

（2）集料應采用天然碎石或破碎后的卵石，粒徑范圍5～13 mm，粒徑均勻、潔凈、質地堅韌，針片狀顆粒含量小于5%，含泥量小于1%，壓碎值小于20%。有景觀需要的場合，可采用天然彩色碎石。

（3）混凝土的用水質量應符合《混凝土用水標準》（JGJ63）。

（4）為改善透水混凝土中集料間的粘結性能，提高透水混凝土強度和韌性，采用帕米亞透水混凝土增強劑，并應附產品質量保證書。

（5）有景觀需要的場合，可摻加無機顏料。

2 主要技術要求

（1）透水混凝土的空隙率應達到20%～25%，以保證透水混凝土內部連續空隙率達到15%～18%。

（2）透水混凝土28 d的彎拉強度ff應不低于3.0 MPa。

（3）透水混凝土路面的透水系數K≥1mm/s。

（4）必須根據實際采用的原材料通過試驗確定滿足設計及上述技術要求的混凝土配合比。

3 透水混凝土路面設計要領

3.1 路面結構設計

（1）透水混凝土路面由透水混凝土面層和透水基層構成。透水基層宜采用級配碎石，帕米亞透水混凝土路面結構可根據交通條件按表1選用。

（2）當實際降雨強度超過單位設計滲透量及單位空隙貯存量時，設計應采取必要的排水措施。

（3）為防止影響雨水的滲透，不宜采用抹灰打底的措施增強土基。

（4）透水混凝土路面橫斷面坡度應為1%～2%。

（5）當設計透水壽命為10 a以上，以及其他特殊場合，應作特殊設計。特殊設計的透水混凝土路面，其厚度的確定應按現行水泥混凝土路面設計規范中混凝土板應力分析及計算流程進行。

（6）在進行特殊設計時，應綜合考慮交通條件、土基條件、氣象、地形、地下水位、經濟性、投入使用后的實際功能等因素。

3.2 構造設計

(1)透水混凝土面層應設置縱向或橫向縮縫，縮縫間距為3～5m。縮縫頂部應鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4～1/5，寬度為3～8 mm，槽內填塞填縫材料。其構造如圖1所示。

(2)當透水混凝土面層施工長度超過100 m（夏季為150 m）或與其他構筑物連接處〔如側溝、建筑物、窨井或其他鋪面（連鎖砌塊、瀝青鋪面等）〕應設置脹縫。脹縫構造如圖2所示。

(3)透水混凝土面層縮縫與脹縫處不設置傳力桿。

(4)接縫填縫料應選用與混凝土接縫槽壁粘結力強、回彈性好、適應混凝土板收縮、不溶于水、高溫時不流淌、低溫時不脆裂、耐老化的材料。

3.3 排水設計

(1)當實際降雨強度超過單位設計滲透量及單位空隙貯存量時，應在雨水集中處設置側溝或雨水井，進行排水處理，避免超容量部分的雨水形成路表積水。

表1 帕米亞透水混凝土路面結構典型組合一覽表

圖1 縮縫構造圖

圖2 脹縫構造圖

(2)當透水混凝土路面與瀝青等不透水鋪面或透水混凝土路面有邊緣鋪砌連接時，應保證邊緣鋪砌下部結構層內的雨水能暢通排出，必要時可設置PVC管連通，如圖3、圖4所示。

圖3 貫通透水基層構造圖

圖4 不貫通透水基層構造圖

(3)因鋪設地形或周邊環境等因素，透水路面結構內部雨水易聚積于低洼處，應在滲透雨水集中處設置暗渠或碎石盲溝等排水設施，如圖5所示，防止路表局部積水。

圖5 設置碎石盲溝、透水管道示意圖

（4）透水混凝土路面與不透水鋪設體連接時，連接處可設置側溝或窨井，如圖6所示。

圖6 與不透水鋪設體連接設置側溝或窨井示意圖

（5）透水混凝土路面與植被連接時，連接處可設置側石或側石加碎石溝槽，如圖7、圖8所示，防止植被處泥土流入。

圖7 與植被連接設置側石示意圖

圖8 植被連接設置側石和碎石溝槽示意圖

（6）透水混凝土路面與臺階連接時，可在連接處設置側溝（如圖9所示），側溝頂面應設置保證行人安全的蓋板。

圖9 與臺階連接處設置側溝

（7）在普通混凝土表面鋪設透水混凝土層時，應在普通混凝土板塊上設置排水斜坡，雨水集中處設置排水設施，在普通混凝土板塊與透水混凝土層之間必須鋪設隔離層。

4 施工要領

4.1 透水混凝土拌制

（1）透水混凝土的拌制方式，以及機具設備與普通混凝土基本相同，應采用強制式攪拌機。

（2）集料堆場應全覆蓋防雨，嚴防堆底浸水。裝載機料斗內和料倉內的集料不應有明顯的濕度差別。

（3）攪拌前應精確測定集料的含水率，根據集料含水率，及時調整用水量。

（4）透水混凝土拌合料在攪拌時，各材料均應先計量，原材料每盤稱量偏差見表2所列。投料順序為先投入集料，后水泥，待集料與水泥干拌合后再投入增強材料攪拌，干拌時間不應少于2 min，濕拌時間不應少于5 min。

表2 原材料每盤稱量允許偏差表

4.2 透水混凝土拌合料的運輸

（1）透水混凝土的運輸可采用翻斗運料車。應注意保持車內透水混凝土拌合料的濕度，若翻斗車運輸時在路程較遠的情況下，可采用塑料薄膜覆蓋表面保濕措施，確保運至施工現場的水量損失小于1%。

（2）運輸能力配備應大于總攪拌能力，確保新拌透水混凝土在規定時間內運到施工現場，運輸時間應小于1 h。

（3）運輸車輛卸料倒車時應有專人指揮，卸料應到位，卸料完畢，車輛應迅速離開。

4.3 透水混凝土的鋪設

（1）帕米亞透水混凝土鋪設施工推薦配備的設備、機具見表3所列。

(2)帕米亞透水混凝土拌合料攤鋪：

a.透水混凝土拌和料攤鋪前，應修復破損基層，灑水潤濕，并對模板的位置及支撐穩固情況進行全面檢查，用厚度標尺板檢測攤鋪厚度，與設計值相符后方可施工。

b.專人指揮透水混凝土拌和料運輸車卸料，卸料位置準確。

c.人工布料應采用鐵鍬反扣，不得拋擲和使用齒耙。拌合料松鋪系數宜控制在1.15～1.30，料偏干，取較高值，反之取較低值。用厚度標尺板檢測攤鋪厚度，與設計值相符后方可施工。

d.應特別注意邊角處的鋪料情況，必須對邊角處的拌合料進行填充、修補，使之均勻完整。

e.現場透水混凝土拌合料應在1 h內用完，因故停工1 h以上或達到2/3初凝時間，導致拌合料無法振實，應在已鋪設好的路面端頭設置施工縫，廢棄不能被振實的透水混凝土拌合料。

表3 推薦設備、機具配備一覽表

4.4 透水混凝土的振實

(1)用平板振動器對攤鋪好的透水混凝土進行平整、振實，平板振動器操作人員必須穿戴特制不銹鋼平板拖鞋。嚴禁使用插入式振動器。

(2)平板振動器需要移位振動時，振實邊緣部位應重疊100 mm～200 mm，振動板在一個位置持續振動時間不應少于15 s。

(3)平板振動器不得隨意長時間放置在已經振實的透水混凝土面上，不得在一個位置長時間持續振動。平板振動器需要靜止移位時，必須由兩人抬起移位，不得拖移。

(4)尋找缺料部位，人工補料找平。

(5)透水混凝土面層如有景觀要求，可使用天然彩色碎石集料，在面層鋪設完成后，在表面涂上緩凝劑覆蓋塑料薄膜養護后，對面層進行水洗處理（允許沖洗時間應事先根據不同溫度進行試驗確定，水壓控制在0.4～0.6 MPa），去除路表面粘結材料，裸露彩色天然石；也可在混凝土中摻入天然無機材料做著色處理或對表面進行噴涂著色處理。

4.5 透水混凝土養護

（1）施工完的透水混凝土面層應采取保濕養護措施。應使用保濕膜、土工布等覆蓋物蓋住剛鋪設完的透水混凝土面層進行保濕養護，注意不讓風掀開覆蓋物，保持混凝土表面潮濕。

(2)養護時間應根據施工溫度而定，一般情況下養護期為14～21 d，6月至9月期間不應少于14 d，其它時間不應少于21 d。如養護時的氣溫低于5℃，最短的養護時間不得少于28 d，并應采取抗凍措施。

5 結語

透水水泥混凝土路面技術在國外如日本等應用較為普遍，國內近年來隨著生態、環保、安全等方面要求的提高也越來越得以深入研究和推廣應用。本文初步總結介紹了帕米亞透水水泥混凝土路面原材料要求、主要技術指標、路面結構典型組合、構造設計、排水設計，以及施工要領等，可供透水水泥混凝土路面設計及施工技術人員參考借鑒。