龔明子，周世康，陳海棠，饒先鵬

(1.中交一公局廈門工程有限公司，福建 廈門 361021；2.中交一公局廈門檢測(cè)技術(shù)有限公司，福建 廈門 361022)

0 引言

目前透水混凝土的試件成型方法無標(biāo)準(zhǔn)可依，由于室內(nèi)試驗(yàn)成型方法的不同導(dǎo)致得到的研究結(jié)果差異大，采用靜壓方法，透水混凝土抗壓強(qiáng)度10～20MPa，而采用振動(dòng)成型方法，透水混凝土抗壓強(qiáng)度15～25MPa，有些文獻(xiàn)中透水混凝土強(qiáng)度>40MPa，抗折強(qiáng)度>6MPa[1-6]。透水混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工工藝與試件的成型方法差別較大。施工現(xiàn)場(chǎng)多采用普通混凝土插搗成型或振動(dòng)成型的方法，現(xiàn)場(chǎng)成型的透水混凝土試塊強(qiáng)度通常>30MPa，但試件失去透水效果[7-8]。施工過程中為防止機(jī)械振動(dòng)時(shí)造成混凝土漿體下沉堵塞孔隙，完全采用人工方法，保證透水混凝土的透水性能，此施工方法使得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體透水混凝土工程的強(qiáng)度與成型試件的強(qiáng)度偏差大，勞動(dòng)強(qiáng)度大[9-11]。各試驗(yàn)結(jié)果各不相同，給工程應(yīng)用借鑒帶來一定困惑。透水混凝土成型試件與工程實(shí)體試驗(yàn)結(jié)果的不吻合現(xiàn)象影響了透水混凝土的工程應(yīng)用。透水混凝土實(shí)驗(yàn)室研究的成型方法與施工現(xiàn)場(chǎng)透水混凝土施工方法不一致或相差較大，影響了實(shí)驗(yàn)室研究對(duì)實(shí)際工程的指導(dǎo)，因此根據(jù)透水混凝土施工工藝要求，在實(shí)驗(yàn)室中采用與施工工藝相接近或一致的成型方法，測(cè)定施工主要參數(shù)對(duì)透水混凝土性能指標(biāo)的影響，從而確定透水混凝土的施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)透水混凝土路面最終性能的設(shè)計(jì)與控制，保證工程質(zhì)量，并在廈門洪鐘大道非機(jī)動(dòng)車道透水混凝土施工中進(jìn)行了應(yīng)用，取得良好效果。

1 原材料及試驗(yàn)方法

1.1 施工配合比確定

骨料為粒徑5～10mm碎石，嚴(yán)格控制針片狀顆粒<10%，壓碎值<10%，含泥量≤5%，水泥為紅獅牌P·O42.5，施工配合比為：水泥∶石子∶增強(qiáng)劑∶水∶外加劑=375∶1 255∶21∶114∶2.0。

彩色混凝土底色對(duì)整體質(zhì)量影響較大，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)顏色的設(shè)計(jì)應(yīng)作為一重要設(shè)計(jì)指標(biāo)考慮，應(yīng)選用多家、多型號(hào)顏料進(jìn)行比選，并對(duì)顏料的最佳摻量進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)，基于水泥和硅灰的底色考慮，結(jié)合強(qiáng)度驗(yàn)證，彩色混凝土顏色的摻量一般約為5%，采用外摻。

1.2 碾壓施工參數(shù)確定

實(shí)驗(yàn)室中碾壓成型方法參考瀝青混合料輪碾成型方法制作，具體成型方法為：①將2個(gè)輪碾試模疊放固定，裝入適量的新拌透水混凝土；②開啟輪碾試驗(yàn)機(jī)，關(guān)閉溫度按鈕，分別以相同條件輪碾2，4，6，8遍成型試件，各成型2個(gè)試件；③試件放置養(yǎng)護(hù)室標(biāo)養(yǎng)28d后取芯，每個(gè)試件可取芯10塊；④取芯試件分別測(cè)定其抗壓強(qiáng)度、透水系數(shù)、孔隙率等指標(biāo)。

依據(jù)上述成型方法成型試件，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度、透水系數(shù)、孔隙率，其測(cè)定結(jié)果如表1及圖1所示。

表1 輪碾成型方式對(duì)透水混凝土性能的影響

圖1 輪碾次數(shù)與透水系數(shù)及孔隙率關(guān)系曲線

由表1可知，當(dāng)輪碾2遍時(shí)混凝土強(qiáng)度較低，僅為10.11MPa，隨著碾壓遍數(shù)的增加，混凝土不斷被壓密，強(qiáng)度不斷增加，當(dāng)碾壓遍數(shù)增至8遍時(shí)，混凝土強(qiáng)度為20.16MPa，最后趨于穩(wěn)定，這表明在該標(biāo)準(zhǔn)配重下，當(dāng)碾壓遍數(shù)>8遍時(shí)，混凝土強(qiáng)度不隨碾壓遍數(shù)的增加而繼續(xù)增加，達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

由圖1可知，隨著輪碾遍數(shù)的增加，混凝土透水系數(shù)和孔隙率均減小，這是由于混凝土體積被壓縮，且孔隙率和透水系數(shù)降幅規(guī)律基本相同，表明透水系數(shù)隨著孔隙率的降低同步降低，當(dāng)碾壓增至一定次數(shù)時(shí)體積不能被繼續(xù)壓縮，孔隙率大致穩(wěn)定，透水系數(shù)也維持在一個(gè)穩(wěn)定范圍，圖中孔隙率測(cè)定表明在該標(biāo)準(zhǔn)配重碾壓下混凝土碾壓孔隙率大致穩(wěn)定在16%，屬于高孔隙率結(jié)構(gòu)。在低配重情況下，混凝土隨著碾壓遍數(shù)的增加，各骨料間相互擠嵌、密實(shí)，當(dāng)混凝土骨架結(jié)構(gòu)可承受配重情況下，體積將不被繼續(xù)壓縮，最終達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)室制備的透水混凝土如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)制備透水混凝土樣品

因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果，透水混凝土碾壓的次數(shù)控制在4～8次，另外考慮透水混凝土分層施工的影響，每層透水混凝土的碾壓次數(shù)不能過多，否則影響透水性能。

2 施工過程

2.1 拌合機(jī)具選用與場(chǎng)地配置

混凝土拌合應(yīng)采用小型強(qiáng)制式雙臥軸JS500型混凝土拌合機(jī)，也可根據(jù)工程量大小配置不同容量的機(jī)械攪拌器，嚴(yán)禁人工拌合。運(yùn)輸采用三輪自卸車，運(yùn)距以1km以內(nèi)為宜，運(yùn)輸過程中便道應(yīng)平整防止顛簸，卸料時(shí)嚴(yán)禁整車卸料，防止拌合料離析，混凝土從拌合到攤鋪完畢總時(shí)長(zhǎng)應(yīng)滿足如下要求：環(huán)境溫度T<20℃，允許時(shí)長(zhǎng)t≤1h；20℃≤T≤35℃，t≤0.5h;T≥35℃,t=0。

2.2 試驗(yàn)段鋪筑

混凝土連續(xù)鋪筑可有效改善層面間的黏結(jié)能力，改善路面整體性，提高路面混凝土強(qiáng)度。綜合考慮混凝土的狀態(tài)與工作性能，選擇最優(yōu)混凝土單元鋪筑長(zhǎng)度，避免因單元長(zhǎng)度過長(zhǎng)引起混凝土失水，降低層間黏結(jié)力。透水混凝土的松鋪系數(shù)和碾壓方式及遍數(shù)直接影響混凝土整體的密實(shí)程度，影響混凝土的透水性能，在試驗(yàn)段應(yīng)明確混凝土的松鋪厚度及碾壓方式，確保實(shí)體混凝土的透水性能滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)混凝土過實(shí)時(shí)易使得透水性能降低，當(dāng)碾壓遍數(shù)不足時(shí)混凝土過于松散，降低了整體強(qiáng)度。上面層混凝土碾壓完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行抹光并找平，使得路面平整度得以保證，且表面無坑洞不平現(xiàn)象。表面抹平遍數(shù)過少會(huì)使得路面平整度不足，遍數(shù)過多會(huì)使得漿體上升、孔隙率不足。

2.3 施工過程

2.3.1基層表面處理

在水泥透水混凝土攤鋪前應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行徹底清潔，嚴(yán)禁存在坑洞、凹凸不平等現(xiàn)象，應(yīng)用高壓水槍對(duì)基層表面進(jìn)行沖洗，將泥巴和雜物等清洗干凈，保證施工前表面濕潤(rùn)、清潔。在混凝土攤鋪前應(yīng)復(fù)測(cè)標(biāo)高，待基層均滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)方可進(jìn)行面層施工作業(yè)。

2.3.2攤鋪、整平、碾壓

施工人員首先須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分隔立模及區(qū)域立模工作，立模中須注意高度、垂直度、泛水坡度等問題。模板應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、變形小、剛度大的槽鋼，立模的平面位置與高程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，施工支模要用測(cè)量?jī)x器全面打點(diǎn)放線和確定標(biāo)高，模板與透水混凝土接觸面應(yīng)涂刷隔離劑或采用塑料薄膜隔離，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本次非機(jī)動(dòng)車道利用兩側(cè)路緣石作為標(biāo)高帶，因此路緣石的標(biāo)高控制至關(guān)重要，且為防止混凝土污染已完工的路緣石和其他結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)在路緣石上貼塑料薄膜做保護(hù)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果，確定好松鋪標(biāo)高，下面層松鋪系數(shù)為1.10～1.12，攤鋪前對(duì)混凝土再拌合避免出現(xiàn)過于干硬或黏聚現(xiàn)象，單次攤鋪長(zhǎng)度為20～30m，人工撒料均勻后，用刮尺刮2～3遍，刮平表面，下面層初步平整后，采用手扶式汽油壓路機(jī)，壓路機(jī)軸重1t、輪寬70cm，碾壓施工，碾輪上不得有塵土，相鄰兩輪跡間應(yīng)有1/5以上面積重合，碾壓4次。下面層施工單元完成后，應(yīng)立刻進(jìn)行上面層施工，上面層混凝土的松鋪系數(shù)為1.12～1.15，攤鋪長(zhǎng)度應(yīng)較下面層短5～10m，使上、下面層呈階梯形，用刮尺刮2～3遍，刮平表面，并預(yù)留出一定量未攤鋪混凝土做修補(bǔ)、找平用，碾壓4次。

對(duì)碾壓后的上面層混凝土先用刮尺刮1～2遍，使得凹凸不平處互相填補(bǔ)，開啟抹光機(jī)進(jìn)行表面抹平，并對(duì)坑洞或較低部位及時(shí)補(bǔ)料填平，并用抹光機(jī)抹平，抹光機(jī)應(yīng)沿道路鋪筑方向勻速前行，不得在同一位置過長(zhǎng)停留，一般進(jìn)行2～3次可達(dá)到施工要求。

2.3.3表面修飾

透水混凝土攤鋪后應(yīng)及時(shí)檢查路面的平整度，查看邊角有無缺損、松散、脫粒等現(xiàn)象，要對(duì)每處表面進(jìn)行嚴(yán)格檢查，觀察有無脫粒、坑洞、不緊密或大粒徑石子混入，若有上述現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)用抹刀修補(bǔ)、壓實(shí)整平，對(duì)大粒徑石子應(yīng)及時(shí)剔除，并補(bǔ)強(qiáng)，確保表面平整、均勻、美觀。

2.3.4路面養(yǎng)護(hù)

良好的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)獲得良好工作性能的必要條件，彩色透水整體路面攤鋪結(jié)束后，經(jīng)檢驗(yàn)標(biāo)高、平整度均達(dá)到要求后，當(dāng)氣溫較高時(shí)，為減少水分蒸發(fā)，宜立即覆蓋濕潤(rùn)的土工布，以保持水分。彩色透水整體路面一般在鋪筑完成后12h內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)，高溫時(shí)在6h后開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)施工溫度而定，一般養(yǎng)護(hù)期為14～21d，高溫時(shí)≥14d，低溫時(shí)≥21d。養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)在路面周邊設(shè)圍擋防止人、車通行，強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不得投入使用。

2.3.5伸縮縫、脹縫施工

伸縮縫4～6m切1道，接縫應(yīng)≤25m2進(jìn)行分隔，縫寬3～5mm，切割深度應(yīng)為混凝土厚度的1/3。脹縫25～30m切1道，縫寬10～20mm，切割要上下貫通，并嵌入海綿條，再填入密封膠，注意與混凝土面層保持平整。

2.3.6實(shí)體檢測(cè)

對(duì)成品路面進(jìn)行實(shí)體檢測(cè)，以100m為1個(gè)檢測(cè)單元，檢測(cè)路面有無裂縫、掉角、印痕、輪跡、拋粒等現(xiàn)象，并做好詳細(xì)記錄，作為實(shí)體驗(yàn)收依據(jù)。

根據(jù)CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行實(shí)體芯樣透水系數(shù)和孔隙率測(cè)定，兩參數(shù)測(cè)定時(shí)各取2組芯樣，每組3塊進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)CECS 03∶2007《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行混凝土鉆芯實(shí)體強(qiáng)度檢測(cè)，芯樣高度與直徑之比應(yīng)為1.0，鋸切后的芯樣應(yīng)進(jìn)行端面處理，宜采取在磨平機(jī)上磨平端面的處理方法，也可用環(huán)氧膠泥或水泥砂漿補(bǔ)平，但2個(gè)端面必須平整水平。對(duì)實(shí)體取芯并磨平處理后的試樣進(jìn)行孔隙率、透水系數(shù)和強(qiáng)度測(cè)試，試件的孔隙率為18%，透水系數(shù)為2.1mm/s，強(qiáng)度為23.6MPa。滿足透水系數(shù)2mm/s，空隙率>15%，強(qiáng)度等級(jí)≥C20的工程要求，開放交通。

3 結(jié)語

根據(jù)透水混凝土實(shí)際工程施工工藝與實(shí)驗(yàn)室研究方法，兩者不同時(shí)會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果對(duì)施工技術(shù)的指導(dǎo)，因此采用與實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)相近的透水水泥混凝土試件成型方法，通過實(shí)驗(yàn)室確定施工工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)研究與施工技術(shù)相結(jié)合，提高透水混凝土性能及推動(dòng)透水混凝土施工技術(shù)進(jìn)步。