中国混凝土病害诊治研究院：透水混凝土系统施工技术

闻宝联

建筑材料工业技术情报研究所，北京，100204

摘  要：透水混凝土在实现海绵城市城起着不可或缺的作用，而透水混凝土本身也是个系统工程，本文从原材料的技术要求、配合比的设计、路面面层基层的要求、生产与施工、养护等全过程进行了系统论述。

关键词：海绵城市 透水混凝土 配合比设计 施工养护

中图分类号：U412.37；TU992

0 引言

海绵城市的概念现在已经深入人心，是我国力推以解决城市雨洪管理难题的新建设模式。而透水混凝土则是实现海绵城市不可或缺的材料，透水混凝土首先由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种能让雨水流入地下，有效补充地下水；并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；同时，是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料；其有利于人类生存环境的良性发展及城市雨水管理与水污染防治等工作上，具有特殊的重要意义。中新（天津）生态城15-20%路面为透水路面，所有慢行系统及停车位均采用透水铺装，在2016年夏季大雨有效起到了排水、避免内涝的效果。

1 透水混凝土对原材料的要求

水泥：一般选用42.5级以上硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，为了提高其强度，可掺入少量高活性混合材料，如硅灰等。 

骨料：骨料的级配是决定其强度和透水性的重要指标,为了保证强度及良好的透水性能，粗骨料需通常采用粒径较小的单一粒级，如4.75-9.5mm。此外，对骨料自身强度、颗粒形状(针、片状含量)及含泥量等也有相应要求，此处不再赘述。 

外加剂:包括高效减水剂和增强剂，两者的作用是在保持一定稠度或干湿度的前提下，提高颗粒间的粘结强度，进而提高透水性混凝土的整体力学性能和耐磨性能。 

拌和水：采用一般洁净的饮用水即可。 

2透水性混凝土的配合比设计

目前透水性混凝土的配合比设计还没有成熟的计算方法，根据透水性混凝土理想模型的结构特点，可以认为透水性混凝土的外观体积由骨料堆积而成，混凝土所需的水泥浆以能够包裹粗骨料表面，形成一定厚度的胶结层和在骨料之间形成连通的孔隙为宜。首先根据设计要求确定选用的材料，并测试选用材料的基本性能，再确定单位体积混凝土中骨料的用量，然后根据骨料的表观密度和设计要求的孔隙率确定胶结材料用量，再根据成型工艺的要求确定用水量。通常透水性混凝土的水灰比介于0.25～0.40之间，水泥用量在250kg/m3-350kg/m3 范围内。

3 透水混凝土路面基层的要求

3.1透水混凝土路面的厚度：根据路面功能来确定厚度。对人行道，自行车道等轻荷重地面，建议厚度应大于80mm；对停车场、广场等中荷重地面，建议厚度应大于100mm；重型车道建议厚度应大于180mm，如采用彩色透水混凝土，往往分为二层施工，即表层为彩色透水混凝土层，厚度一般不低于30mm，下层为素色透水混凝土垫层。

3.2为确保路体结构层具有足够的整体强度和透水性，表面层下需有透水基层和较好保水性的垫层。基层要求：在素土层夯实层上，配用的基层材料，应有适当的强度外，须有较好的透水性，采用级配砂砾或级配碎石等。采用级配碎石时，碎石的最大粒径应小于0.7倍的基层厚度，且不超过50mm。垫层一般采用天然碎石，粒径小于10mm，并铺有一定厚度、铺设需均匀平整。

3.3透水混凝土路面基层横坡度宜为1%～2%，面层横坡度应与基层横坡度相同。

3.4全透水结构的人行道基层可采用级配砂砾、级配碎石及级配砾石基层，基层厚度不应小于150mm。全透水结构的其他道路级配砂砾、级配碎石及级配砾石基层上应增设多孔隙稳定碎石基层。（多孔隙水泥稳定碎石基层不应小于200mm；级配砂砾、级配碎石及级配砾石基层不应小于150mm）

3.5半透水结构水泥混凝土基层的抗压强度等级不应低于C20，厚度不应小于150mm；级配砂砾、级配碎石及级配砾石基层不应小于150mm。

4排水系统设计

4.1全透水结构设计时应考虑路面下排水，路面下的排水可设排水盲沟，排水盲沟应与道路设计时的市政排水系统相连，雨水口号基层、面层结合处应设置成透水形式，得于基层过量水分向雨水口汇集，雨水口周围应设置宽度不小于1m的不透水土工布于路基表面。

4.2设计排水系统时可利用市政排水沟或雨水口，透水混凝土可直接铺设至市政排水沟或雨水口中，面积较大的广场宜设置排水盲沟。

5伸缩缝的设置

5.1透水混凝土面层应设计纵向和横向接缝。纵向接缝的间距应按路面宽度在3.0m～4.5m范围内确定，横向接缝的间距宜为4.0m～6.0m；广场平面尺寸不宜大于25m2，面层板的长宽比不宜超过1.3。当基层有结构缝时，面层缩缝应与基相应结构缝位置一致。

5.2当透水混凝土面层施工长度超过30m，应设置胀缝。在透水水泥混凝土面层与侧沟、建筑物、雨水口中、铺面的砌块、沥青铺面等其他构造物连接处，应设置胀缝。

5.3透水混凝土一般采用后切割的施工方法，这样切出的伸缩缝，整齐漂亮。我们建议使用无齿锯切割，具体切割时间应视厚度、天气情况而定，一般为摊铺完成后3-7天内切割（夏季高温季节24小时后就必须切割）。

6透水混凝土的施工

6.1一般规定 

（1）施工前应查勘施工现场，复核地下隐蔽设施的位置和标高，根据设计文件及施工条件，确定施工方案，编制施工组织设计。

（2）施工前应解决水电供应、交通道路、搅拌和堆放场地、工棚和仓库、消防等设施。施工现场应配备防雨、防潮的材料堆放场地，材料应分别按标识堆放，装卸和搬运时不得随意抛掷。

（3）面层施工前应按规定对基层、排水系统进行检查验收，符合要求后方能进行面层施工。

（4）在透水水泥混凝土面层施工前，应对基层作清洁处理，处理后的基层表面应粗糙、清洁、无积水，并应保持一定湿润状态。

（5）施工现场应配备施工所需的辅助设备、辅助材料、施工工具，并应采取安全防护设施。

6.2搅拌和运输

（1）透水水泥混凝土宜采用强制性搅拌机进行搅拌，搅拌机的容量应根据工程量、施工进度、施工顺序和运输工具等参数选择。新拌混凝土出机至作业面运输时间不宜超过30min。

（2）进入搅拌机的原材料必须计量准确，并应符合下列要求:

1）袋装水泥应抽查袋重的准确性;

2）每台班拌制前应精确测定集料的含水率，并应根据集料的含水率，调整透水水泥混凝土配比中的用水量，由施工现场试验确定施工配合比;

3）透水水泥混凝土原材料(按质量计)的允许误差，不应超过下列规定:

水泥:土1%;增强料:土1%;集料:士2%;水:+1%; 外加剂:士1%。

（3）透水水泥混凝土的拌制宜先将集料和50%用水量加入搅拌机拌合30s，再加人水泥、增强料、外加剂拌合40s，最后加入剩余用水量拌合50s以上。

（4）当透水混凝土面层采用双色组合层设计时，应采用不同搅拌机分别搅拌不同色彩的混凝土。

（5）透水水泥混凝土拌合物运输时应防止离析，并应注意保持拌合物的湿度，必要时应采取遮盖等措施。

（6）透水水泥混凝土拌合物从搅拌机出料后，运至施工地点进行摊铺、压实直至浇筑完毕的允许最长时间，可由实验室根据水泥初凝时间及施工气温确定，并应符合表1的规定。

表1透水混凝土从搅拌机出料至浇筑完毕的允许最长时间

6.3透水混凝土铺筑

（1）普通透水混凝土面层施工应符合下列规定:

模板的制作与立模应符合下列规定:

1)模板应选用质地坚实、变形小、刚度大的材料，模板的高度应与混凝土路面厚度一致;

2)立模的平面位置与高程应符合设计要求，模板与混凝土接触的表面应涂隔离剂。

3)透水水泥混凝土拌合物摊铺前，应对模板的高度、支撑稳定情况等进行全面检查。

（2）透水水泥混凝土拌合物摊铺应均匀，平整度与排水坡度应符合要求，摊铺厚度应考虑松铺系数，其松铺系数宜为1.1。

（3）透水水泥混凝土宜采用平整压实机，或采用低频平板振动器振动和专用滚压工具滚压。压实时应辅以人工补料及找平，人工找平时施工人员应穿上减压鞋进行操作。

（4）透水水泥混凝土压实后，宜使用抹平机或人工对透水水泥混凝土面层进行收面，必要时应配合人工拍实、整平。整平时必须保持模板顶面整洁，接缝处板面应平整。

（5）模板的拆除，应符合下列规定:

1)拆模时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定。

2)拆模不得损坏混凝土路面的边角，应保持透水水泥混凝土块体完好。

（6）当采用彩色透水水泥混凝土双色组合层施工时，上面层应在下面层初凝前进行铺筑。

6.4接缝施工

路面缩缝切割深度宜为（l/2～1/3) 路面厚度;路面胀缝应与路面厚度相同。施工中施工缝可代替缩缝。

6.5养护

（1）透水水泥混凝土路面施工完毕后，宜采用塑料薄膜覆盖等方法养护。养护时间应根据透水水泥混凝土强度增长情况确定。

（2） 养护期间透水混凝土面层不得通车，并应保证覆盖材料的完整。

（3）透水水泥混凝土路面未达到设计强度前不得投入使用。透水水泥混凝土路面的强度，应以透水水泥混凝土试块强度为依据。

6.6涂覆透明封闭剂：

待表面混凝土成型干燥后在3天左右，涂刷封闭剂，增强耐久性和美观性。防止透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。

6.7季节性施工

（1） 施工中应根据工程所在地的气候环境，确定冬季、夏季和雨季的起止时间。

（2） 雨季施工应加强与气象部门联系，及时掌握气象条件变化，并应做好防范准备。

（3） 雨季施工应充分利用地形与现有排水设施，做好防雨及排水工作。

（4）雨天不宜进行基层施工，透水水泥混凝土面层不应在雨天浇筑。

（5） 雨后摊铺基层时，应先对路基状况进行检查，符合要求后方可摊铺。

（6） 当室外日平均气温连续5天低于5°C时，透水混凝土路面不得施工。

（7） 透水水泥混凝土路面夏季施工，应符合下列规定:

1）混凝土拌合物浇筑中应尽量缩短运输、摊铺、压实等工序时间，收面后应及时覆盖、洒水养护;

2）搅拌站应设有遮阳棚;模板和基层表面，在浇筑混凝土前应洒水湿润;

3）当遇阵雨时，应暂停施工并应及时采用塑料薄膜对已浇筑混凝土面进行覆盖。

（8） 当室外最高气温达到32°C及以上时，不宜施工。

7注意事项

（1）施工现场须专人负责物料的配比。

（2）严格控制水灰比，即控制水的加入量，水在搅拌中分2-3次加入，不允许一次性加入，至骨料发亮应立即停止加水。

（3）为使物料搅拌均匀，适当延长机械搅拌时间，但不宜过长。

（4）运输

透水混凝土属干性混凝土料，其初凝快，一般根据气候条件控制混合物的运输时间，运输一般控制在10分钟以内，运输过程中不要停留，手推车必须平稳。

（5）摊铺、浇筑成型：

透水混凝土属干性混凝土料，其初凝快，摊铺必须及时。对于人行道面，大面积施工采用分块隔仓方式进行摊铺物料，其松铺系数为1.1。将混合物均匀摊铺在工作面上，用括尺找准平整度和控制一定的泛水度，然后用平板振动器（厚度厚的用平板振动器）或人工捣实。捣实不宜采用高频振动器。最后抹子拍平，抹合不能有明水。

（6）平板振动器振动时间不能过长，防止过于密实，可出现离析现象。

（7）摊铺时尽量快和正确。

（8）因透水混凝土其孔隙率大，水分挥发快，当天气温高于35℃时，施工时间应宜避开中午，适合在早晚进行施工。

（9）养生：

透水混凝土与水泥混凝土属性类似，因此铺摊结束后，经检验标高、平整度均达到要求后。当气温较高时，为减少水分的蒸发，宜立即覆盖塑料薄膜，以保持水分。也可采用洒水养生，所有养生期不得少于7d，使其在养护期内强度逐渐地提高。

洒水养生，透水混凝土在浇筑后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面，应直接从上往下淋水。透水混凝土湿养时间不少于3天。

养生时间应根据施工温度而定，一般养生期为14—21天，高温时不少于14天，低温时不少于21天，5℃以下施工，养生期不少于28天。

8 结语

实现透水混凝土的预期效果，每个环节的质量控制必不可少，透水混凝土本身也是个系统工程，从原材料的技术要求、配合比的设计、路面面层基层的要求、生产与施工、养护等全过程严格控制，是保障效果、实现海绵城市的关键。