全透水人行道整體式鋪裝施工與質(zhì)量控制

梁光友，程彩榮，余建民，周靜增

LIANG Guangyou1，CHENG Cairong2，YU Jianming3，ZHOU Jingzeng3

(1.杭州市市政公用建設(shè)開發(fā)公司，浙江 杭州310004;2.杭州天恒投資建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州310004;3.杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，浙江 杭州310012)

人行道作為城市道路的組成部分，是城市中最普遍存在的步行空間，目前國內(nèi)人行道鋪裝普遍采用非透水結(jié)構(gòu)，或面層透水而基層不透水的半透水結(jié)構(gòu)，雖然其強度和耐久性滿足人行道使用的要求，但加重了城市排澇排水管線負擔(dān)，并對目前城市“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象起了推波助瀾的作用。為了打造“海綿型”城市和綠色環(huán)保城市的需要［1］，我們在《基于人行道水荷載作用下優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合的研究》課題組的室內(nèi)試驗取得一定成果的條件下，提出對城市人行道進行全透水設(shè)計概念，即人行道從墊層、基層、粘結(jié)層及面層均采取具有一定滲透系數(shù)的結(jié)構(gòu)。為了配合課題組的研究成果驗證工作，同時結(jié)合人行道鋪設(shè)作業(yè)面窄、線長，地下管線集中，且全透水設(shè)計工況下，基層和結(jié)合層孔隙率大、結(jié)構(gòu)松散、成型困難、不利于碾壓、相比普通人行道施工較為復(fù)雜等特點，我們在杭州市育英路工程選擇試驗段，施工中采取填筑、壓實后采用反開挖溝槽埋設(shè)管線，結(jié)構(gòu)層施工中使用模板定型等一系列措施進行整體式鋪裝，以達到全透水人行道的技術(shù)和施工驗收質(zhì)量要求。以下就使用人行道整體式鋪裝的技術(shù)試驗進行總結(jié)。

1 試驗段選取及概況

育英路位于杭州市西湖區(qū)與拱墅區(qū)交界處，跨越塘北和申花兩個主控單元，西起光明路，東至莫干山路，與育苗路連接;道路等級為次干道，設(shè)計荷載為汽車BZZ -100 標(biāo)準(zhǔn)軸載，設(shè)計車速50 km/h，其中豐潭路—化工路段為40 km/h，道路面層為瀝青混凝土路面，設(shè)計年限15年。本次先實施的是K0 +026—K1 +120 段。試驗段選在豐潭路西側(cè)k0 +840—k0 +940 段，該段人行道寬度4.5 m，分布管道分別是燃氣、弱電共同溝以及排水支管預(yù)留管道，燃氣管道為鋼管，管頂覆土厚度約1～0.7 m，弱電共同溝為PVC 管道多孔外混凝土包方，覆土厚度1～0.7 m。城市基礎(chǔ)設(shè)施及景觀綠化齊全，具有一般城市人行道的代表性。

2 透水結(jié)構(gòu)層設(shè)計與施工特點

2.1 試驗段人行道透水結(jié)構(gòu)設(shè)計

本次試驗段采取全透水設(shè)計，從選用的預(yù)制透水磚面層、水泥砂漿找平層、水泥穩(wěn)定碎石基層、級配碎石墊層、塘渣換填路基，均需要滿足強度、承載力、透水性、抗凍性要求。預(yù)制透水磚面層、水泥砂漿找平層、水泥穩(wěn)定碎石基層均需要求單獨進行配合比設(shè)計，以滿足設(shè)計要求。結(jié)合原設(shè)計，將試驗段人行道結(jié)構(gòu)設(shè)計為:60 mm 厚荷蘭透水磚+30 mm M10 透水水泥砂漿結(jié)合層+200 mm5%透水水泥穩(wěn)定碎石基層+100 mm 級配碎石墊層=390 mm［2］。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 育英路人行道斷面

2.2 各透水結(jié)構(gòu)層技術(shù)參數(shù)設(shè)計

2.2.1 面層 面層材料選擇預(yù)制透水磚，透水磚面層要求透水系數(shù)不小于1 ×10-2cm/s，平均抗壓強度強度達到30 MPa，單塊最小抗壓強度不小于25 MPa。見表1。

表1 透水磚參數(shù)要求

2.2.2 找平層 找平層砂漿采用M10 干硬性砂漿，本試驗段要求采用干預(yù)拌砂漿，砂漿配合比采取定制(水泥砂漿試驗級配每立方米用量:水泥290 kg、水290 kg、黃砂1440 kg)，所用黃砂采取過篩的方法控制細顆粒含量，要求砂漿孔隙率不小于10%，透水系數(shù)達到不小于1 ×10-2cm/s。

2.2.3 基層 基層采用水泥穩(wěn)定碎石，水穩(wěn)基層材料配合比由本次課題組通過試驗室試配試驗后確定［水泥穩(wěn)定碎石基層試驗級配水泥含量為5.5(每立方米用量:水泥121 kg、水92 kg、碎石1900 kg)］，要求關(guān)鍵指標(biāo)水泥用量5.5%、7 d 無側(cè)限抗壓強度≥2.5 MPa、滲水系數(shù)K≥1.0×10-2cm/s、孔隙率≥15%。

2.3 施工特點

透水水泥穩(wěn)定碎石基層存在孔隙率≥15%、結(jié)構(gòu)松散不易成型、攤鋪后蒸發(fā)量大等特點，為保證基層有一定的孔隙率和滲透系數(shù)，需要嚴(yán)格控制集料的級配，在施工中采取整體攤鋪成型工藝，以保證水穩(wěn)基層的成型穩(wěn)定;同時，在碾壓過程中合理控制靜壓、震動碾壓及碾壓遍數(shù)，在保證結(jié)構(gòu)的透水性能之同時，也保證水穩(wěn)基層達到設(shè)計強度要求。為了保證找平砂漿的透水性能達到設(shè)計要求，除在材料級配和拌合需要嚴(yán)格控制外，還要在鋪設(shè)的同時嚴(yán)格控制含水量，采取橡皮錘錘擊密實，杜絕使用素水泥漿套漿的施工工藝，以便在保證透水性能的條件下達到面層結(jié)合緊密不空鼓［3］。

3 透水結(jié)構(gòu)層施工措施

試驗段人行道采用60 mm 厚荷蘭透水磚+30 mmM10 水泥砂漿結(jié)合層+200 mm5%水泥穩(wěn)定碎石基層+100 mm 級配碎石墊層+500 mm 塘渣換填路基。施工主要采用以下施工機械(表2):

表2 育英路試驗段施工機械匯總表

3.1 反開挖溝槽埋設(shè)管線

路基經(jīng)壓實并檢驗合格后，進行現(xiàn)場燃氣、弱電共同溝以及排水支管預(yù)留管道反開挖溝槽埋設(shè)施工，施工后管道兩側(cè)及上部根據(jù)管線施工質(zhì)量要求采取黃砂或級配碎石分層回填，以確保路基回填質(zhì)量。

3.2 墊層施工

級配碎石進場后取樣進行級配、壓碎值、含泥量檢驗，100 mm 厚的級配碎石一次填筑，重點做好高程控制，以便于后期水泥穩(wěn)定層立模施工。由于級配碎石需要有很好的透水性能，故本次施工重點控制級配碎石的含泥量≤1.5%，泥塊含量≤0.5%。見圖2。

3.3 整體式基層鋪設(shè)施工

3.3.1 材料控制與運輸 透水水泥穩(wěn)定碎石對混合料原材料有較高要求，材料到達拌和廠后需對水泥、碎石進行取樣檢測，嚴(yán)格控制碎石級配、壓碎值、含泥量;由于透水穩(wěn)定碎石孔隙率要求≥10%，原材料檢查時需嚴(yán)格控制細顆粒碎石用量。施工過程中需考慮從開始加水到運輸、攤鋪、碾壓成型所持續(xù)的時間，施工要求控制在3～4 h 內(nèi)完成;運輸過程中注意車廂、堆放點的濕潤和料堆的覆蓋。

3.3.2 立模施工 人行道分布較多的檢查井和行道樹基坑，為使較松散透水水泥穩(wěn)定碎石基層有很好的成型效果和很好的整體性，以達到基層的強度和穩(wěn)定性，為此采取立模施工。縱向沿線采用鋼模，模內(nèi)凈寬度允許偏差為0～-10 mm，檢查井、樹池周邊采用木模，模板外尺寸允許偏差控制為0～10 mm，以便于側(cè)石、井蓋安裝。采取立模很好地解決了孔隙率較大的水穩(wěn)在松散的結(jié)構(gòu)條件下成型問題。

3.3.3 攤鋪、碾壓 為確保水泥穩(wěn)定碎石層孔隙率，機械攤鋪后混合料應(yīng)立即進行壓實。先進行靜壓2 遍，出現(xiàn)高低不平整部位立即修整，再采取壓路機振動碾壓1～2 遍，嚴(yán)格控制碾壓速度;局部檢查井周邊無法壓實的部位，采用不小于20 kN 的小型壓實機具進行壓實。在靜壓2 遍基本解決了松散水穩(wěn)成型后，震動碾壓1～2 遍使粗集料及時鑲嵌緊密，達到強度要求［4］。見圖2。

圖2 水泥穩(wěn)定碎石層滲透系數(shù)測定

3.3.4 養(yǎng)生 水泥穩(wěn)定碎石基層孔隙率大，水分蒸發(fā)快，攤鋪、碾壓完成應(yīng)立即進行保濕養(yǎng)生，施工采用了塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生，夏季應(yīng)采用無紡布、毛毯等保水性好的材料覆蓋。在水泥達到終凝后應(yīng)及時灑水養(yǎng)生，灑水采取花灑噴水，避免直接沖刷表面，始終保持表面濕潤不發(fā)白，養(yǎng)生期要求大于7 d。

養(yǎng)生期必須嚴(yán)格封閉交通，防止各種車輛通行;禁止在水泥穩(wěn)定碎石基層表面堆放黃砂、雜物、拌和砂漿，以免堵塞基層孔隙，降低透水能力。

3.4 透水磚鋪筑

鋪設(shè)前根據(jù)面磚情況進行排版和試鋪。經(jīng)過實驗室試配后，結(jié)合層砂漿集料選擇機制砂，孔隙率不小于10%，透水系數(shù)達到不小于1 ×10-2cm/s;為控制配比，在拌合廠進行干拌后運至施工現(xiàn)場，使用過程嚴(yán)格控制水灰比，用橡皮錘輕輕敲打現(xiàn)場透水面層滲水試驗磚，使面磚密實不空鼓，不得使用素水泥漿套漿。

面磚鋪筑后，必須對其接縫灌砂處理，使面磚各接觸面間的嵌擠更加密實。施工24 h 后應(yīng)進行灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期要求大于7 d。

3.5 試驗檢驗

本試驗段施工過程中對于路基、級配碎石、水泥穩(wěn)定層施工后均進行了壓實度、彎沉檢測，以驗證結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量。同時，重點對水泥穩(wěn)定層、找平層、透水面磚施工后進行透水性檢測，透水系數(shù)均達到了1 ×10-2cm/s。見表3、表4。

表3 育英路試驗段現(xiàn)場檢測匯總表

表4 育英路試驗段原材料試驗檢驗匯總表

4 結(jié) 語

通過本工程全透水人行道的施工，嚴(yán)格控制原材料級配、拌合質(zhì)量是保證基層、面層機結(jié)合層具有透水性質(zhì)的關(guān)鍵，所以材料質(zhì)量的控制是透水人行道質(zhì)量控制的前提;通過對路基管線反開挖施工、透水水泥穩(wěn)定層整體攤鋪等關(guān)鍵工序控制是解決各松散材料成型的關(guān)鍵，是解決在保證結(jié)構(gòu)的透水性能同時，也保證水穩(wěn)基層達到設(shè)計強度要求;結(jié)合層砂漿配合比控制、杜絕素水泥漿套漿工藝是確保面層透水的技術(shù)關(guān)鍵。

［1]李曉磊.透水人行道結(jié)構(gòu)的研究［D］.上海:同濟大學(xué)，2008.

［2]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.10MR204 城市道路透水人行道鋪設(shè)［S］.北京:中國計劃出版社，2010.

［3]孫中閣，張玉輕，孫榮山.北京市透水人行道設(shè)計施工技術(shù)指南［M］.北京:北京市路政局，2007.

［4]交通部公路科學(xué)研究所.JTJ 034—2000 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2000.