特別策劃：透水混凝土的施工技術(shù)及應用探討透水混凝土的施工技術(shù)及應用探討

蔣賢龍，吳明軍

（晟元集團有限公司）

特別策劃：透水混凝土的施工技術(shù)及應用探討透水混凝土的施工技術(shù)及應用探討

蔣賢龍，吳明軍

（晟元集團有限公司）

透水混凝土是一種有利于促進水循環(huán)，改善城市生態(tài)環(huán)境的環(huán)保友好新型混凝土。與普通的混凝土相比它具有透氣好、透水性大、重量輕、水泥用量小、施工簡便、強度高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。本文通過對透水混凝土的定義、持點、施工工藝的概述，闡明了透水混凝土的原材料選擇、配合比設計、攪拌、運輸、攤鋪、澆筑、后期養(yǎng)護等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點，供同行們參考借鑒。

透水混凝土 ；配合比設計 ；施工技術(shù)；應用探討

編者按：透水混凝土因其具有透水、美觀、散熱和重量輕等特點，被應用在城市道路、綠化樹池、園林景觀道路、城市廣場等地方，成為海綿城市的“主力軍”。但透水混凝土的配合比設計與施工和普通混凝土會有較大區(qū)別，力學性能和透水率受原材料的影響較大，透水混凝土的施工對混凝土的性能也有較大的影響。本期特別策劃邀請大家對透水混凝土的原材料選擇、配合比設計、生產(chǎn)、施工技術(shù)及應用進行探討。

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，城市地面硬化覆蓋率越來越高，各種廣場、停車場、公園、人行道、道路的建設不斷增加。但這些場區(qū)裝飾面層大部分用不透水性材料，如水泥、花崗巖、廣場磚等，雖然這樣美觀了城市，但這些場區(qū)面層缺乏呼吸性、缺少吸收熱量和滲透雨水的能力。不透水路面常給城市生態(tài)環(huán)境和人們的生活出行帶來不便，也給城市生態(tài)環(huán)境帶來了許多負面影響：雨水由于長期不能滲透到地下，使得城市地下水位下降，影響植物的生長；不透氣的地面很難同空氣進行熱量和水分的交換，不能對城市地表的溫度、濕度進行有效的調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生熱島效應；使城市地表被阻水材料覆蓋水分難以下滲，降水很快從地表徑流排走，形成了生態(tài)學上的人造沙漠，地面易干燥揚塵污染重；且雨后水分快速蒸發(fā)，不透水道路廣場宜積水，加大了排水設施的負擔，造成了城市有雨洪澇無雨旱災的尷尬局面。這些現(xiàn)象已日益受到人們的關(guān)注，20 世紀 80 年代以來，在人類尋求與自然協(xié)調(diào)發(fā)展、維護生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展的思想指導下，歐、日本等國家開始研究開發(fā)透水性混凝土。透水混凝土是指針對原城市道路路面的缺陷，開發(fā)使用的一種能讓雨水流入地下，有效補充地下水，同時又能保護自然，有效調(diào)節(jié)生態(tài)，改善環(huán)境，緩解城市熱島效應的優(yōu)良鋪裝材料。將其應用于廣場、步行街道路的兩側(cè)和中央隔離帶、公園內(nèi)道路以及停車場等地，以增加城市的透水、透氣空間，對調(diào)節(jié)城市微氣候、保持生態(tài)平衡起到了良好的效果。目前全日本已鋪設近 1000 萬平方米透水性混凝土路面，德國 80% 的市政道路將采用透水性混凝土。20 世紀 90 年以來，囯內(nèi)對透水混凝土其路面材料開始進行了研究，解決普通混凝土給城市帶來的諸多不利影響，有利于城市雨水管理與水污染防治，以及人類生存環(huán)境的良性發(fā)展，使城市與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，走維護生態(tài)平衡的可持續(xù)發(fā)展道路。因此，透水性混凝土的研究和開發(fā)受到各國和各界人士的高度重視，環(huán)保型透水混凝土對實現(xiàn)生態(tài)保護、改善人居環(huán)境都具有重要意義，是未來城鎮(zhèn)道路發(fā)展的必然趨勢。

1 透水混凝土施工技術(shù)的工程應用

工程簡介：婺城中軸景觀北公園位于婺城行政中心西側(cè)，景觀帶規(guī)劃長 5 公里，占地約 10 萬平方米，以“自然生態(tài)”為主題，是一個由自然水系、噴泉、植物造景、建筑小品、購物休閑為主組成的景觀政園林綠化工程，建成后提升了公園綠化的整體景觀效果，也大大提升了婺城新城區(qū)的形象和品位。園路路面采用透水混凝土面積約 9000m2。透水混凝土路面具有良好的透水性，下雨時能較快消除道路、廣場的積水現(xiàn)象，同時又擁有系列彩色配置，具有裝飾性，和景區(qū)內(nèi)的綠化、橋梁、建筑小品等融為一體，整體效果非常協(xié)調(diào)。

2 透水性混凝土技術(shù)定義及其性能特點

2.1 透水性混凝土技術(shù)定義

透水混凝土俗稱無砂混凝土，又稱多孔混凝土、透水地坪，是非封閉型且內(nèi)部存在大量連續(xù)空隙的高滲多孔混凝土。它是由一定級配的集料、水泥（標號在 42.5 以上）、外加劑和水等按照特定的比例，經(jīng)特殊制作工藝和模具制備成型的生態(tài)混凝土制品。它不含細骨料，是由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互黏結(jié)而形成孔穴均勻分布呈蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)的多孔混凝土材料。

2.2 透水性混凝土的性能特點

透水混凝土是一種新型綠色建材，由透水混凝土專用膠結(jié)劑、水泥、集料、外加劑拌制，粗骨料顆粒間通過硬化的水泥漿薄層膠結(jié)而形成多孔堆聚結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有很多空隙，且多為直徑超過 1mm 的大孔，因此擁有良好的透氣、透水性能，其特點主要包括：

（1）透濕性能。透水混凝土的孔隙可以將路面上的空氣與地下的土壤進行相互交換，提高地表的透氣性，改善城市生態(tài)環(huán)境，增加通行的舒適性與安全性，同時減輕集中降雨季節(jié)道路排水系統(tǒng)的負擔，并能調(diào)節(jié)城市地表溫度和濕度，減輕市政排水設施負擔。

（2）透水性能。可以有效地吸收雨水和城市防洪，以明顯減少城市排水系統(tǒng)的壓力。充分利用雨雪降水，增大地表相對濕度，保持土壤濕度，發(fā)揮透水性路基的“蓄水池”功能，補充城市區(qū)日益枯竭的地下水資源，改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件和調(diào)整生態(tài)平衡。

（3）吸聲降噪性能。采用透水性混凝土鋪設道路，由于透水性路面之間的孔隙是相通的，可減少輪胎擠壓空氣所產(chǎn)生爆破聲音，降低輪胎與路面的接觸面積減少附著噪聲，吸收車輛行駛時產(chǎn)生的路面噪音，同時可增強行走的舒適性和安全性，有利于創(chuàng)造安靜舒適的交通環(huán)境。

（4）透氣性能。通過地下面的水分蒸發(fā)將潛熱輸送給空氣，增加城市可透水、透氣面積，有效地調(diào)節(jié)城市氣候，降低地表溫度，增加濕度，有利于改善城市“熱島效應現(xiàn)象”。

（5）外觀多樣性能。透水混凝土擁有一系列色彩配方，面層藝術(shù)裝飾性和可塑性強。可以根據(jù)環(huán)境及功能需要設計圖案，搭配顏色，能夠配合設計的創(chuàng)意，針對不同環(huán)境和個性要求的裝飾風格進行鋪設施工，充分與周圍環(huán)境相結(jié)合，可豐富城市景觀。

（6）防污性能。作為一種具有維護生態(tài)平衡功能的新型材料，大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚塵污染，有利于節(jié)能、環(huán)保，吸收噪音，避免道路積水，防止雨天路面反光，美化環(huán)境。

（7）綠色性能。符合綠色施工技術(shù)應用要求。

（8）工效高性能。施工工藝合理，操作簡單方便，施工質(zhì)量易于保證，工效高。

3 施工工藝和施工操作要點

3.1 施工工藝流程

準備工作→施工放樣→基層平整→模板支設、同時進行透水混凝土的拌制和運輸→混凝土攤鋪、澆筑刮平→振動碾壓→表面處理→修整→覆蓋養(yǎng)護→涂覆透明封閉劑→鋸縫、填縫。

3.2 施工操作要點

3.2.1 施工準備

由于透水混凝土是水灰比較低的拌合物，運輸?shù)浆F(xiàn)場后應立即進行施工，各個工序緊密銜接，最后表面進行覆蓋養(yǎng)護。施工前由測量小組根據(jù)設計要求的標高，每隔 10 米設置一個標高控制樁，為防止基層過多積水而影響地基，需在基層設置專用透水管道，通向道路邊的排水系統(tǒng)，用于排除過量的雨水。

3.2.2 測量放線及立模

首先對基層的標高、寬度、平整度、線位進行復核，重點控制線位和標高及平整度。鋪筑前對基層進行清掃，對松散部分和其他一些有問題的位置進行及時的處理。測量放線采用水準儀，要求中心線及邊線全部放出，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢測合格后方可施工；施工人員首先須按設計要求進行分隔立模及區(qū)域立模，立模過程中須注意高度、垂直度、泛水坡度等問題。

3.2.3 透水混凝土的原材料選擇

透水混凝土的原材料選擇主要依據(jù)是：水泥強度等級和粗骨料的類型、粒徑及級配。

（1）水泥采用尖峰牌強度等級 42.5 級的普通硅酸鹽水泥。

（2）外加劑應符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》的規(guī)定。

（3）透水混凝土增強料生產(chǎn)廠家應附有產(chǎn)品使用說明書及質(zhì)量保證書。

（4）透水混凝土采用粗骨架材料，其粒徑應視混凝土結(jié)構(gòu)的厚度、強度、透水性而定，該工程采用粒徑為 5～25mm級配的碎石，且要求碎石的質(zhì)地堅硬、界面條件好、針片狀含量低等。經(jīng)檢測，其堆積密度為 1650kg/m3。

（5）透水混凝土拌合用水采用一般的自來水。

3.2.4 透水混凝土配合比

（1）透水混凝土的配制強度應滿足設計要求。

（2）透水混凝土配合比原理采用填充理論及體積法按(1) 式計算，認為 1m3的混凝土由粗骨料作為骨架堆積而成，膠凝材料以包裹在骨架周圍的形式填充骨料間的空隙，用以黏結(jié)骨料，并且保證一定的連續(xù)孔隙率實現(xiàn)透水的效果，透水性混凝土內(nèi)部含有較多的直徑超過 1mm 的孔隙，是一種多孔堆聚的結(jié)構(gòu)，具有良好透水性的同時也降低了其強度。想要提高透水性混凝土的強度既要選擇優(yōu)良的材料，還要有適當?shù)呐浔龋蛘呖梢酝ㄟ^加入礦物細摻料和有機增強劑等來加強混凝土的強度。

其強度必須通過試驗確定。

式中：

Mg、Mc、Mw、Mz——分別為單位體積混凝土中粗集料、水泥、水、增強料的用量，kg/m3；

rg、rc、rw、rz——分別為單位體積混凝土中粗集料、水泥、水、增強料的表觀密度，kg/m3；

P——設計孔隙率，%。

（3）根據(jù)透水系數(shù)的設計要求及現(xiàn)場施工條件，目標孔隙率定為 16%，坍落度定為 25～45mm，配合比設計及工程實驗，對各種原材料按規(guī)定進行試驗，最終確定透水混凝土配合比中原材料用量（kg/m3）一般為：42.5 普通硅酸鹽水泥∶4～7mm 骨料∶LDA 增強劑∶自來水＝ 400:1500:8:120。根據(jù)配合比及時提供混凝土強度等試驗數(shù)據(jù)，提請監(jiān)理一同取樣，保證工程按計劃進行。

3.2.5 混合料攪拌及運輸

本項目透水混凝土攪拌采用滾筒式攪拌機現(xiàn)場攪拌，施工現(xiàn)場必須有專人負責材料配比。對混凝土各原材料的稱量要準確，允許偏差在規(guī)范以內(nèi)。攪拌時按物料的規(guī)定比例及投料順序?qū)⑽锪贤度霐嚢铏C，先將膠結(jié)料和碎石攪拌約 30 秒后，使其初步混合，再將規(guī)定量的水分 2～3 次加入繼續(xù)攪拌約 1.5～2 分鐘。要嚴格控制水灰比，控制好水量，在攪拌過程中分 2～3 次進行，禁止 1 次加夠，當出現(xiàn)骨料發(fā)亮狀態(tài)時，停止加水，并繼續(xù)攪拌幾分鐘。視攪拌均勻程度，可適當延長機械攪拌的時間，但不宜過長時間的攪拌。按照規(guī)范要求檢驗混凝土各項指標，預留試樣做抗拉強度和抗壓強度。透水混凝土拌合運輸時要防止振動造成離析，透水混凝土屬干性混凝土料，初凝快，一般根據(jù)氣候條件控制混合物的運輸時間，同時應注意保持拌合物的濕度，運輸過程中使用塑料布覆蓋表明，防止水分的散失。

3.2.6 透水混凝土底層攤鋪、澆筑成型

透水混凝土屬干性混凝土料，初凝快，攤鋪必須及時。攤鋪時必須由專人指揮車輛均勻卸料。混凝土從攪拌地點運到攤鋪現(xiàn)場后立即攤鋪、刮平。對于大面積施工采用分塊隔倉方式進行攤鋪，其攤鋪松鋪系數(shù)為 1.1～1.2。將混合物均勻攤鋪在工作面上，用括尺找準平整度和控制一定的泛水度，用平耙將表面整平，整體推平后，由專人測量鋪設高度，達到要求后，用平振動整平輥壓至所要求的平整程度，使之有良好的均勻度和密實度。抹合不能有明水，不得漏振，機械整平后用人工修整最后用抹合拍平，平板振動器不宜使用時間過長，防止過于密實而出現(xiàn)離析現(xiàn)象。透水混凝土孔隙率大、水分散發(fā)快，當氣溫高于 35℃ 時，盡量避開正午時段進行透水混凝土面層施工。

3.2.7 透水混凝土面層施工

透水混凝土面層混凝土拌合物的攤鋪松鋪系數(shù)為 1.05～1.15，同樣由專人測量鋪設高度，達到要求后使用透水混凝土專用整平機推鋪整平，振搗、整平時施工人員應穿上減壓鞋進行操作。振搗速度宜勻速緩慢連續(xù)不間斷進行，其作業(yè)速度以拌合物表面不露骨料也不得泛出水泥漿為準。收面在透水混凝土壓實后進行，宜使用抹平機對其面層進行收面，必要時配合人工拍實、整平。為減少水分的蒸發(fā)，立即覆蓋塑料薄膜，使塑料薄膜緊貼混凝土表面，防止?jié){體中水分流失，保證后期強度，保證混凝土的孔隙分布均勻，路面呈大面平整，骨料之間以漿體連鎖狀連接，外觀形貌、表面孔隙率都滿足設計要求。

3.2.8 透水混凝土切縫、填縫、養(yǎng)護

本項目施工為春季，覆蓋后混凝土內(nèi)部溫度較高，強度上升快，為了防止產(chǎn)生裂縫，澆注完成后 3 天即進行伸縮縫切割，切割寬度約 5～6mm，切割深度貫穿整個透水混凝土層的厚度，切割完成使用填縫膠填縫，灌膠深度30～50mm。伸縮縫施工完成的區(qū)域，在透水混凝土澆注后 1天開始灑水養(yǎng)護，高溫時在 8 小時后開始養(yǎng)護，每天上、下午各一次。日平均溫度高于 20℃ 時，養(yǎng)護期不得少于 14d。養(yǎng)護結(jié)束后應及時清除面層養(yǎng)護材料。

3.2.9 表面噴涂封閉劑

為了防止混凝土表面反堿和時間過長使透水混凝土孔隙受污而堵塞，影響整體效果，設計要求對硬化的路面表面噴涂封閉劑。表面封閉劑可以增加路面光亮感、美觀性，增強耐久性，提高耐磨性。待表面混凝土成型干燥后的 3 天左右，涂刷透明封閉劑，噴涂表面封閉劑時噴槍嘴距路面約30～50mm，噴涂過程中應保持相同高度，噴涂均勻，不得漏噴，在封閉劑完全硬化前路面禁止交通通行。

4 施工質(zhì)量保證措施

（1）施工單位應根據(jù)設計文件的要求、施工現(xiàn)場的條件制定施工方案，編制施工組織設計；同時做好施工前準備工作，對已經(jīng)認可的施工方案、方法、工藝技術(shù)參數(shù)進行嚴密的監(jiān)視和控制。

（2）成立質(zhì)量監(jiān)控小組對施工的全過程實施全方位的質(zhì)量監(jiān)控，施工時嚴格實施“三檢制”制度，確保施工質(zhì)量。

（3）嚴格按照配合比施工，拌料前，采用地磅做好每盤水泥、碎石、水、外加劑用料的稱量，認真計量，確保混凝土強度滿足設計要求。

（4）材料進場后，應對其生產(chǎn)日期、產(chǎn)品有效期和檢驗報告進行檢查驗收，并按規(guī)定進行抽檢。

（5）組織測量人員進行測量控制。我們嚴格按照質(zhì)量管理體系中對測量質(zhì)量控制的要求，實行從放線到施工竣工的“一條龍”質(zhì)量控制程序；嚴格執(zhí)行復核制度、交底簽認制度、向監(jiān)理工程師報批制度，以“放準、勤復、點線面通盤控制”的方法，確保測量工作的準確無誤，并做好測量原始記錄的保存歸檔工作。

（6）配齊滿足工程施工需要的各種設備。自有設備必須經(jīng)檢修、試機、檢驗合格后，方能進場施工，并嚴格執(zhí)行《設備維修保養(yǎng)管理規(guī)定》及《施工機械操作規(guī)程》，保證各種設備在施工中的應用，滿足整個工程施工的需要。

（7）嚴格按照施工組織設計和操作規(guī)程，高起點、高質(zhì)量地做好每一道工序的“第一”，并以此做樣板，通過高標定位的全方位控制手段，確保每道工序達到優(yōu)良。

（8）通過嚴把過程檢驗和試驗關(guān)，保證每個部位的質(zhì)量在施工過程中受到控制。嚴格按照《過程檢驗和試驗控制程序》的內(nèi)容和要求保證驗收制度，及時組織質(zhì)檢員、施工人員和有關(guān)技術(shù)人員對各工序進行自檢，并按檢驗點分類和有關(guān)規(guī)程規(guī)范進行檢驗、試驗、標識和記錄，對于出現(xiàn)的問題，及時組織有關(guān)人員進行研究分析，訂出糾正和預防措施，以確保達到其實施效果。

（9）冬、雨期施工時，露天澆筑混凝土編制季節(jié)性施工方案，準備覆蓋材料，采取有效措施，確保混凝土的質(zhì)量。

5 總結(jié)

綜上所述，為了促進城市道路交通更加暢通，使得路面施工朝著生態(tài)化、環(huán)保化以及安全化的方向發(fā)展，采用透水混凝土材料，可促進城市道路施工質(zhì)量和使用效率的不斷提高，能夠做到及時排水，促進生態(tài)平衡，改善城市生態(tài)環(huán)境，為綠色工程的建設提供了必要準備，進而推動建筑施工領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

此次在中軸景觀園路基層施工中的成功應用，從使用一年來的情況看，未出現(xiàn)變形、凹陷等現(xiàn)象；在雨季的強降雨天氣里，路面的透水效果好，未出現(xiàn)積水等現(xiàn)象，整體效果較好，得到了各界人士的好評。該工程先后被評為浙江省市政金獎示范工程、浙江省“錢江杯”優(yōu)質(zhì)工程，也很好地體現(xiàn)了“與環(huán)境共生”的可持續(xù)發(fā)展理念，具有良好的生態(tài)效應和經(jīng)濟效益。

[1] 佘聲偉．透水混凝土在工程中的應用和施工注意事項[J]．文摘版：工程技術(shù)，2015(15): 71．

[2] 胡祖升．淺析透水混凝土路面施工技術(shù)要點[J]．城市建筑，2015, (30): 282-285．

[3] CJJ/T 135—2009．透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程[S]．

吳明軍， 晟元集團有限公司，生產(chǎn)質(zhì)安科長，大專學歷，工程師。

［通迅地址］浙江省金華市解放西路 233 號（321000）

蔣賢龍，晟元集團有限公司副總工程師，本科學歷，高級工程師、高級經(jīng)濟師，全國注冊一級建造師；多次榮譽“全國優(yōu)秀建造師、全國優(yōu)秀項目經(jīng)理、全國工程建設質(zhì)量管理先進工作者”等榮譽稱號。國家優(yōu)質(zhì)量專家、中國建筑質(zhì)量管理專家委、中國綠色施工分會委員會專家、全國 QC 小組診斷師、浙江省建設工程專家、浙江省綜合評標專家、金華市建設工程中評委專家?guī)欤迨嗥萍颊撐脑趪壹壙锷习l(fā)表。