透水混凝土在海綿城市建設中的應用研究

夏 維 學， 祁 濤， 張 鐸

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860 )

透水混凝土在海綿城市建設中的應用研究

夏 維 學， 祁 濤， 張 鐸

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860 )

海綿城市是新一代城市雨洪管理概念，其統籌發揮自然生態功能和人工干預功能，能最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%的降雨就地消納和應用。透水混凝土是由粗集料及水泥基膠結料經拌和形成的、具有連續孔隙結構的混凝土，具有透水、透氣、重量輕的特點，作為環保型生態混凝土的一種，在海綿城市中的應用愈發廣泛。結合工程實例，闡述了天然露骨透水混凝土的性能特點、原材料要求、配合比，并與常規混凝土進行了對比，介紹了其施工技術及質量控制措施，可供類似工程借鑒參考。

透水混凝土；施工技術；質量控制；海綿城市

1 概 述

近年，我國重在培育特色海綿城市產業，要求城市能夠像海綿一樣在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。當對建筑材料的要求日漸趨于環保、綠色、可持續的當今社會，透水混凝土作為環保型生態混凝土的一種，具有提高路面的透氣和透水性能，改善雨天路面積水現象、加快地下水循環等優點，對建設海綿城市具有特殊的重要意義，并在市政領域逐漸得到廣泛應用。

2 透水混凝土性能

透水混凝土是由粗集料及水泥基膠結料經拌和形成的、具有連續孔隙結構的混凝土，不含細集料；其中粗集料表面包裹的水泥基膠結料在終凝前經水洗后表層粗集料露出本色原型的為露骨料透水混凝土。透水混凝土的優點如下：

(1)高透水性：空隙率達到20%～25%，內部連續空隙率為15%～18%，透水速度達到31～52 L/(m·h-1)，透水性能極好。

(2)高承載力：其可達到C20～C25混凝土的強度標準。

(3)裝飾效果：可設計不同色彩方案，實現不同環境和個性的裝飾風格。

(4)易維護性：特有的透水性鋪裝系統僅需通過高壓水槍或壓縮空氣清除縫隙中的堵塞物。

(5)抗凍融性：因其結構本身具有較大的孔隙，因而其比一般混凝土路面擁有更強的抗凍融能力。

(6)耐用性：耐用耐磨性能優于瀝青。

(7)高散熱性：材料本身密度較低，從而降低了熱存儲的能力。

與傳統的水泥混凝土路面相比，透水混凝土路面能使雨水迅速滲入地下，防止路面積水；調節城市空間的溫度和濕度，改善城市熱循環，緩解熱島效應；同時，大孔隙率能降低車輛行駛時的路面噪聲，創造舒適的交通環境，大量的空隙可吸附城市污染物，減少揚塵污染。

3 工程實例

3.1 工程概況

成都天府新區漢州路北段等8個項目道路工程人行道采用半透水結構層，面層采用透水混凝土，強度等級為C25，寬度3～6 m，厚度為8～10 cm，面層涂刷固化劑。

3.2 技術指標

透水混凝土的技術指標符合表1中的要求。

3.3 施工工藝

透水混凝土施工工藝流程見圖1。

(1)施工準備。

施工前準備混凝土原材料、組織勞動力、澆筑設備及養護用品等。

(2)基礎面處理。

按全透水和半透水結構分，透水混凝土下承層一般為級配碎石或穩定土，表面應平整、堅實，壓實度、高程、橫坡等質量控制指標符合設計及規范要求。

表1 主要技術指標表

圖1 透水混凝土施工工藝流程圖

(3)模板支設。

模板選用質地堅硬、變形小、剛度大的材料，一般為鋼模板、木模板或方木，模板的高度與透水混凝土的厚度一致。采用人工安裝固定，立模的平面位置與高程符合設計規定，在模板與混凝土接觸的表面涂刷隔離劑。

(4)混凝土拌和。

① 攪拌機容量的選擇。

透水混凝土采用強制性攪拌機攪拌，攪拌機的容量根據工程量、施工進度、施工順序和運輸工具等參數選擇。新拌混凝土出機至作業面運輸時間不宜超過30 min。

②原材料計量。

每臺班拌制前精確測定集料的含水率，并相應調整透水混凝土配合比中的用水量，由施工現場試驗確定施工配合比。

原材料(按質量計)的允許誤差不應超過下列規定：水泥:±1%；增強料:±1%；集料:±2%；水: ±1%；外加劑: ±1%。

③攪拌程序。

透水混凝土的拌制：先將集料和50%的用水量加入攪拌機拌和30 s，再加入水泥、增強料、外加劑拌和40 s，最后加入剩余的用水量拌和50 s以上。

(5)運 輸。

采用小型三輪運輸車，注意保持拌和物的濕度，必要時采取遮蓋措施。

透水混凝土拌和物從攪拌機出料后，運至施工地點進行攤鋪、壓實直至澆筑完畢的最長允許時間應符合表2中的規定。

表2 透水混凝土從攪拌機出料至澆筑完畢的允許最長時間表

注：室外最高氣溫達到32 ℃及以上時，不宜施工。

(6)透水混凝土的鋪筑。

透水混凝土拌和物攤鋪前，對模板的高度、支撐穩定情況等進行全面檢查。

① 攤 鋪。

攤鋪采用人工進行，平整度與排水坡度符合要求，攤鋪厚度考慮松鋪厚度，其松鋪系數為1.1。

② 壓 實。

壓實可采用平整壓實機、低頻平板振動器振動或專用滾壓工具滾壓，壓實時輔以人工補料及找平，人工找平時施工人員要求穿減壓鞋操作。

③ 收 面。

壓實后使用抹平機對透水混凝土面層收面，必要時配合人工拍實、整平。

對于露骨透水混凝土施工，在攤鋪整平后的工序中隨時檢查施工表面的初凝情況，有初凝現象時可均勻噴灑適量緩凝劑；表層混凝土終凝前及時采用高壓水槍沖洗面層，除去表面的膠凝材料，均勻裸露出天然石材，以顆粒不松動為宜；表層沖洗后及時去除表面和空隙內的剩余漿料。

(7)養 護。

透水混凝土施工完畢，用塑料薄膜覆蓋進行保濕養護，養護時間不少于14 d，未達到設計強度前不得投入使用。

(8)切縫施工。

在成型面板上進行切縫施工，每隔4.5 m設置一條縮縫，縫寬3 mm、切割深度為(1/2～1/3)h(h為透水混凝土面層厚度)；每隔90 m設置一條伸縫，縫寬20 mm、縫深與面層厚度相同；透水混凝土強度大于5 MPa時采用切割機切縫，縮縫、伸縫均嵌入彈性嵌縫材料，如雙組分聚氨酯嵌縫材料。

(9)涂刷固化劑。

待透水混凝土表面成型干燥后3 d左右，涂刷雙丙聚氨酯無色透明密封材料。

(10)日常維護。

透水混凝土路面投入使用后，為確保其性能，可使用高壓水(5～20 MPa)沖刷孔隙、洗凈堵塞物，或采用壓縮空氣沖刷孔隙去除堵塞物，或使用真空泵將堵塞孔隙的雜物吸出。

透水混凝土面層出現裂縫或集料脫落的面積較大時，必須進行維修。維修時，先將路面疏松的集料鏟除，清洗路面、去除孔隙內的灰塵及雜物后，進行新的透水混凝土鋪筑。

3.4 質量控制

透水混凝土的原材料(水泥、外加劑、集料)質量、路面彎拉強度、抗壓強度、透水系數、面層厚度(允許偏差±5 mm)為主控指標，其應符合設計規定。

同時，一般項目應符合下列規定：

(1)面層應板面平整、邊角整齊、無石子脫落現象；

(2)路面接縫垂直、直順，縫內無雜物；

(3)彩色路面顏色均勻一致；

(4)混凝土表層石子分布均勻一致；

(5)高程、中線偏位、平整度、寬度、橫坡、井框與路面高差、相鄰板高差、縱橫縫直順度均應符合規范要求的允許偏差值。

4 結 語

根據工程實際的應用效果，基于“海綿城市”建設的基本理念，透水混凝土是改善城市道路排水能力、改善城市霧霾環境的關鍵舉措。通過對透水混凝土施工工藝及質量控制進行分析總結后取得的經驗，值得類似工程借鑒應用。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

TU528；TU5；TU99

B

1001-2184(2017)02-0005-02

夏維學(1972-)，男，四川眉山人，高級工程師，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作；

祁 濤(1988-)，男，安徽宿州人，助理工程師，學士，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作；

張 鐸(1990-)，男，陜西安康人，助理工程師，學士，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作.