透水混凝土路面的施工質量控制研究

摘要 透水混凝土路面既要實現多孔材料特性，還要盡可能保證足夠的路面基本強度。文章基于某工程案例，從土基層、級配碎石層、找平層、支模測量4個方面，探討了透水混凝土路面基層的施工質量控制技術要點；從破碎集料控制、復合料拌合、運輸、攤鋪、切縫與養護等5個方面，探討了透水混凝土層的施工質量控制要點，可為該型混凝土路面施工提供技術參考。

關鍵詞 路面工程；透水混凝土；施工技術；應用研究

中圖分類號 U416.216 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）06-0123-03

0 引言

透水混凝土也稱多孔混凝土或者無砂混凝土，是一種由水泥、集料、增強劑和水混合而成的輕質多孔混凝土材料。透水混凝土由粗集料構成骨架，水泥漿體隨機黏附于骨架以提供黏附力。為了改善性能，適量摻入細集料，但不影響孔隙的連通或半連通，使其具有透氣、透水的特性。也可以借助改性物質來調節透水混凝土的路用性能。透水混凝土的孔隙規格多在2～8 mm，間隙率一般在10%～30%，透水率通常在0.5～1 mm/s范圍。

透水混凝土用于路面建設具有諸多優點：空隙率高，內部結構疏松，利于雨水、路面徑流的滲透排放；水自然滲透，而不是集中流向邊溝或下水道；黏滯、消散、吸收噪聲，有很強的路面降噪效果；使得土壤能夠更好地與空氣和水交換，從而增強土壤含水量和養分利用率，改善植被生長環境；蓄熱散能，調節溫度，利于緩解熱島效應，塑造人居環境，等等。基于已知的生態效益，透水混凝土的研發和應用逐漸被廣泛推廣。

由于其材料的特點所致，透水混凝土的工程應用也面臨著一系列問題：嚴格控制材料成分、配合比例和加水量等參數；施工期間需要注意避雨、排水和去污，以確保混凝土內部結構清潔，無損其透水性；需要更長的固化時間才能達到設計強度，施工質量要求高，等等。

案例工程在透水混凝土路面鋪筑施工中，加強基層和透水混凝土層的施工質量控制，圓滿完成工程建設任務。該文梳理相關技術要點，供同類工程參考。

1 案例簡介

某城市科技創業園區的科園路改建公路工程，采用透水彩色混凝土路面設計。路面結構為粗粒度原色透水混凝土基層10～20 mm+粗粒度彩色透水混凝土基層5～

10 mm+彩色透水路面8 cm。面層下是粗砂找平層2 cm+級配碎石層20 cm+土基層。路面強度C20，土基層壓實度≥93%。孔隙率、透水系數執行國家和所在省份的相應規范標準[1]。骨料性能指標見表1所示。

2 基層施工質量控制

2.1 土基層

案例工程要求處理后的土基層壓實度必須達到93%左右。根據這一要求，在原有路面的基礎上進行壓實處理。為了準確評估土基層的壓實質量，采用了灌砂法進行測試。測試結果見表2所示。

土基層壓實狀態檢測結果顯示，所有壓實度均達到或超過了不低于93%這個標準，意味著壓實度指標已經達到了設計要求，因此可以進行后續施工。

2.2 級配碎石層

施工前應對高程和水準進行測量復核，然后進行淋水處理，以確保施工面處在濕潤狀態。然后在土基層上鋪平20～60 mm粒度的碎石骨料，并以振動壓路機充分碾壓，以達到≥90%壓實度和200 mm厚度的設計要求。采用挖坑法來檢測級配碎石層的厚度，采用灌砂法來檢測級配碎石層的壓實狀態。檢測結果分別見表3和表4所示[2]。

表3數據顯示，平均厚度為20.30 cm，與設計要求相差1.50%，符合規范的要求。表4級配碎石層的壓實度檢量結果顯示，碎石層壓實度96.60%，滿足設計要求的≥90%的標準，顯示該碎石層的施工質量合格，可以進入下一階段施工。

2.3 找平層

土基層和級配碎石層完成施工并質量檢測合格之后，才可以開始找平層的施工。粗砂找平，厚度20 mm，使用鋼卷尺隨機取點開展厚度測量。為確保透水混凝土路面質量，粗砂要進行打濕處理，攤鋪后要進行碾壓。完成碾壓后，進行厚度復核測量，確保與設計厚度的誤差控制在1.5 cm之內。如果不滿足要求，則需要即時給予整改，直到合格為準。找平層表面應當保持濕潤、清潔、粗糙和無積水狀態。

2.4 測量支模

在澆筑透水混凝土層之前，必須對路面狀態和前期施工質量給予復核確認。盡管之前已經開展了一系列質量驗收工作，但是在施工空隙未必不會出現其他干擾因素，導致曾經合格的部分再度發生局域損壞。對有損壞的部分，應及時予以處理。如果受損面積過大，甚至需要鏟除毀損區域并重新鋪置級配層，以保證工程質量。

檢測合格后進行支模測量作業。先要進行路面厚度放樣測量，并檢查基礎層狀態是否符合設計標準。在放樣時，要考慮實際測量的松鋪系數。透水混凝土路面的厚度不足，會影響路面功效。因此在施工過程中，必須嚴格控制各功能層的厚度以及總體厚度。

要參考施工圖紙，在找平層標示出樁號、邊線、中線、高程和基層標高。在立模時，需要特別關注模板的垂直度和高度問題。高度調節需根據路面厚度進行，而垂直度則需要使用吊線法進行確認。為防止模板傾斜，需注意對模板的保護，并在與透水混凝土復合料的接觸面刷涂隔離劑，以便后續脫模操作[3]。

3 透水混凝土層施工質量控制

3.1 破碎集料控制

因為粗細骨料多來源于小型砂石場，其生產的標準化參差不齊，這樣的材料應用于路面施工，極容易導致復合料中級配不合格，無法保證復合料質量穩定性，從而影響路面鋪筑質量，所以在施工現場備料過程中一定要重視骨料驗收與質量控制。骨料質量控制要點如下：

①骨料質量受加工裝備影響較大，碎石機的不同會造成破碎后骨料質量的差異，所以要盡可能在大型砂石場選擇骨料。為了防止骨料粒度誤差超標，要明確骨料粒度標準，并要求清晰均勻分檔。均勻性是指顆粒大小變化均勻，比如15～25 mm檔就比10～25 mm檔跨越的篩孔少，因此就比后者更均勻一些。清晰是指骨料分檔盡可能不要存在粒度交叉，如10～20 mm與15～25 mm的分檔，在15～20 mm之間就存在粒度交叉。施工應用的骨料粒度要盡可能一致，才利于復合料質量穩定。②一定要定期檢查和維護骨料破碎裝備和篩分裝備，保證設備在加工過程中處于良好狀態，出現問題時應及時拆除和更新設備或部件。③碎石破碎加工過程中應控制好復破率。生產不同級配的骨料，降低骨料的廢品率，很多加工廠會對篩分處理后的不合格大粒度骨料進行重新破碎。反復破碎的骨料與只破碎一次的骨料的質量有所不同，而二者混合在一起施工應用時很難重新分開，控制復破率高的骨料，除了應特別注意骨料生產廠家的選擇之外，在施工應用過程中也要加強該類材料的檢查，發現問題應立即停止用料并及時給予更換。

3.2 復合料拌合

①透水混凝土路面的原材料投入，其誤差必須嚴格限制在規定范圍之內。按照質量標準計算，允許材料誤差的范圍應滿足表5規定。②采用500 L渦輪調拌機。調拌機與施工攤鋪場地的距離不宜過遠。在調拌過程中，需要按照設計規定來操作投放比例和順序，先將水泥、黏附劑、級配骨料投入調拌機中，攪拌大約30 s，然后分2～3次將總用水量加進調拌機，繼續調拌約2 min，再根據復合料的均勻程度、是否具有金屬光澤以及手捏成團狀態，適當調整調拌時間，但是總時間不應太長。③為了確保攪拌達到施工所需的質量狀態，必須進行質量檢測。兩種經常使用的現場檢測方法為密度法和目測法。目測法人為主觀因素影響較大，密度法則是通過樣品密度測量，其性能測評相對客觀。

3.3 復合料運輸

①透水混凝土的初始凝固時間對于容留時間、合適運輸距離等有一定限制，須根據氣溫條件，確定復合料的出料、運輸、攤鋪等一系列作業時間。當氣溫較高時，容留時間較短，最長容留時間見表6所示。為了避免氣溫、陽光等因素對復合料水分的影響，保持其工作功效不變，必須采取必要的遮蓋保護措施。②在運輸前，務必認真清理車廂雜物，并確保充分潤濕。這樣可以有效避免車輛吸收復合料水分，從而影響黏附功效。在復合料裝載時，應適當前后移動車輛，盡可能使復合料在自然狀態下裝載[4]。③在復合料運輸的過程中，運料車必須避免進行緊急轉彎和制動等危險駕駛行為，以避免粗骨料離析并對基層造成損害。在進入施工現場之前，必須清洗掉輪胎上殘留的污染物，可以用自來水進行沖洗處理。另外，為了防止帶進泥土，也可以在現場路面上鋪置膜布等保護措施，以確保周圍路面的清潔與安全。④在運載物料的卸貨過程中，我們需要注意避免過度集中的傾斜，可以在攤鋪范圍內盡可能多地進行分散卸貨。當天拌好的復合料在運輸到現場后，應該盡可能完成壓實，并仔細保護好工作交界面。

3.4 復合料攤鋪

在進行攤鋪時，必須遵循規范化操作流程。包括以下步驟：首先使用低頻平板振動器對底層進行找平振實，對于機器搗振達不到的部位，由人工進行搗實。鋪筑透水面層時，應先將透水混凝土復合料人工鋪開，并推勻找平，隨后由低頻振動平板振實找平。若發現不平整處，需進行人工補料抹平，最后使用抹光機進行抹光處理，確保料粒分布均勻，不存在坑洞，整個路面平整。

在施工前，必須開展試鋪以確定松鋪系數。案例工程的松鋪系數為1.2。如果發現復合料出現離析等明顯問題，應立即棄用并分析產生的原因，以便在后續拌料時采取有效措施予以消除。需要在以下幾個方面確保攤鋪質量：①對于已經合格的基層，應該開展濕潤處理，以避免基面干燥吸收復合料的水分，從而保證路面鋪筑質量。②正式施工過程中需要均勻卸料和迅速攤鋪，要根據攤鋪效率來匹配供料，并及時攤鋪均勻，以避免卸料堆積。人工鋪料操作可以使用鐵鍬等工具進行。③采用低頻振動器進行攤鋪復合料的振實找平，邊緣和角落處可配合人工處理，之后使用抹光機進行整平和抹光。④必須確保上下兩層之間的連續性。這種連續性非常重要，因為它可以讓兩層透水混凝土互相粘合并構成整體。為了達到這個目的，應該合理安排兩種復合料的調拌與運輸，并確保相同位置的上下層同時完工，以便它們能夠同步凝結硬化。需要注意的是，兩層的鋪筑時間間隔應低于2 h。如果遇到特殊情況導致時間間隔較長，則需要對已經澆筑完成的部分采取保水遮蓋措施。在澆筑頂面層之前，必須先掃漿處理底層接觸面，以防止面層與底層的黏結受到影響。⑤在整平過程中，要確保混凝土表面不留下任何腳印。施工人員應該采取倒退方式行進，與施工方向一致，以便有效振實和抹平痕跡。振實找平需要連續、勻速、不間斷，直到表面光滑無瑕，沒有明顯的粗集料露出或坑洞存在。

3.5 切縫與養護

①透水混凝土路面必須有路面養護過程。在養護過程中一定要保持路面干凈和環境濕潤，并進行無壓力灑水。水壓力過大有可能破壞成型路面。養護期通常為14～21 d。在氣溫很高時，養護期可短一些。適度的高溫會促進凝結硬化過程，而低溫則會延緩該過程。在養護過程中，應該封閉交通，設立圍擋，禁止車輛通行。②路面具備一定強度且不出現蹦籽的情況下，應對路面進行切縫。切割深度應達到路面的2/3厚度。切割寬度應在18 mm左右，深度應貫通至基層的頂面。然后以泡沫板進行填縫處理，并在表面涂上嵌縫油膏以保證平整。③待路面干燥成型后，應噴涂保護劑以提高路面的均勻度、平整度和美觀性。

4 結語

該文基于工程案例，從基層施工質量控制和透水混凝土層施工質量控制兩個方面，介紹了透水混凝土路面的施工質量控制技術要點。內容涉及土基層、級配碎石層、找平層、測量支模、復合料拌合、運輸、攤鋪、切縫、養護等一系列施工節點和技術要點。透水混凝土路面要在多孔材料特點和確保路面基本強度之間平衡實現，離不開各施工節點的質量保證。案例工程從這些方面入手狠抓質量控制，使工程得以有質量地完成施工操作。

參考文獻

[1]汪正國. 新型透水混凝土工藝及性能研究[D]. 重慶：重慶交通大學， 2018.

[2]劉星雨. 透水混凝土抗凍性的影響因素研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學， 2012.

[3]陳思晗. 水泥基復合材料透水混凝土路面試驗研究[D]. 呼和浩特：內蒙古大學， 2019.

[4]楊婷惠. 集料對透水混凝土強度和透水性影響試驗研究[D]. 綿陽：西南科技大學， 2016.