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2 0 1 5 年 2 月第 2 期 城 市道桥 与 防洪 道路交通 2 7 论我国发展透水性水泥混凝土路面的技术条件 陈 英 奎 ( 重庆市永川区公路管理所 ，重庆永川 4 0 2 1 6 0 ) 摘 要 ： 从透水性水泥混凝土路面的发展历程分析 了发展透水性水泥混凝土路面需要的技术条件， 并从设备条件和施工技术 两方面对我国的情况进行 了论述， 认为 目前我国已具备发展透水性水泥混凝土路面的技术条件。 关键词 ： 透水性水泥混凝土路面； 技术条件； 设备条件；施工技术 中图分 类 号 ： U 4 1 6 2 文献 标 志码 ：B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 2 7 0 3 0 引言 透水性水泥混凝土作为一种新的环保型、 生 态 型的道路材料 ， 已 E t 益受到人们的关注 。透水性 水泥混凝土路面与普通的水泥混凝土路面相 比， 透水性混凝土道路能够使雨水迅速地渗入地表 ， 还原成地下水， 使地下水资源得到及时补充， 保持 土壤湿度 ，改善城市地表植物和土壤微生物的生 存条件来调整 自然生态平衡 ；同时透水性水 泥混 凝土路面具有较大的空隙率 ， 与土壤相通， 能蓄积 较多的热量 ， 有利于调节城市大气的温度和湿度 ， 减轻城市 “ 热岛” 效应 ； 下雨 时 ， 透水性水泥混凝 土 路 面能减轻道路排水设施 的负担 ，防止路面积水 和夜间反光现象， 大力提高车辆、 行人通行的舒适 性 和安全性 ；透水性水泥混凝土路面大量的空隙 能够吸收车辆行驶时产生的噪声，创造安静舒适 的交通环境。由于透水性水泥混凝土路面有诸多 优点 ，由此可见透水性水泥混凝 土路面的推广应 用 ， 有其广泛的社会 、 经济效益 。 1 发展透水性水泥混凝土路面的技术条件 为 了说 明发展透水性水泥混凝土路 面的技术 条件 ，首先 回顾一下透水性水泥混凝土路面的发 展历程。 1 9 7 3年和 1 9 7 9年 的两次石油危机 ， 导致 沥青 价格上涨 ， 增加 了水泥混凝土路面的竞争力 ， 也重 新唤起 了人们研究开发透水性水 泥混凝 土路 面的 热情。美 国从 1 9 7 9年就开始了对透水混凝土的研 究和应用 ， 并取得了专利。德国的目标是， 到 2 0 1 0 年把全国城市 9 0 的道路改造成透水路面。日本 1 9 9 8年透水性路面的施工量达到 了 7 1 9万 m 2 。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 一 l 1 0 3 作者简介： 陈英奎( 1 9 6 5 一 ) ， 男 ， 四川泸州人， 高级工程师， 主要 从事公路工程施工及养护工作。 我国对透水性水泥混凝土路面的研究 ，自2 0 世 纪 9 0年代 初在透水 性路 面材料方 面有较 多的 研究和开发。进入 2 1 世纪后 ， 随着高等级公路的 迅速发展， 以应用于高等级公路为 目标 ， 从材料、 施工技术 、 抗滑技术 、 接缝技术等方 面进行 了系统 研究 ， 在路面平整度 、 抗滑及接缝等方面取得了突 破性进展， 并取得了一系列配套成果， 初步形成了高 等级公路透水性水泥混凝土路面施工成套技术【1 。 纵观 国内外 透水性水泥混凝土路 面发展 的历 程可 以看 出，影响透水性水 泥混凝 土路 面发 展的 因素， 除经济原因外 ， 主要是设备条件和施工技术 两个方面2 1 。下面针对这两方 面的内容 ， 分析我国 发展透水性水泥混凝土路面的技术条件 。 2 设备条件 根 据透 水性 水 泥混 凝 土路 面 的施 工 工 艺 特 点 ，要保证透水性水 泥混凝 土路 面具有 良好 的施 工质量 ， 必须保证拌 和、 摊铺和碾压三道主要 工序 具备相应 的设备条件 。 2 1 拌和设备 根据 国内外经验和试 验研究结果 ，透水性混 凝土是干硬性混凝土，拌合物中水泥浆的稠度较 大， 且数量较少， 为了使水泥浆能够均匀地包裹在骨 料上， 必须采用强制式拌和机， 搅拌时间为 2 4 m i n 。 透水性水 泥混凝 土的稠度对 水 的变化 非常敏感 。 研究结果表明，混凝土的稠度及其波动是影响透 水性 水泥混凝 土路 面质量 的主要 因素 ，而造成 混 凝土稠度变化的主要原 因是混凝土单位用水量 的 变化 ， 也就是加水量和粗骨料含水量的变化 。从这 个意义上讲，应推荐带有自动检测粗骨料含水量的 拌和机， 或配备附加的快速粗骨料含水量测定系统。 2 2 摊铺设备 为了保证路面平整度，摊铺设备应满足以下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 道路交通 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 2 月第 2 期 要 求 ： ( 1 ) 保证较好的摊铺平整度。 摊铺是透水性水 泥混凝土路面施工的关键工序，是碾压等后续工 序 的基础 ， 只有摊铺 出平整 的表面 ， 才有 可能得到 压实后平整的路面。 为此， 要求摊铺机必须具备工 作性能 良好 的均衡供料系统和 自动找平系统 。 ( 2 ) 保证足够的预压密实度 。透水性水泥混凝 土拌合物 比较于硬 ，尽量使用预压性能好的铺路 机摊铺 。材料经摊铺机摊铺后 ， 必须经过压路机的 碾压作用才能密实成型，如果摊铺后的混凝土过 于松散， 则在压路机的作用下势必会产生推挤， 从 而破坏路面的平整度。 根据铺筑的试验路的试验， 摊铺预压密实度应能在 8 8 以上。 综合上述情况，沥青路面摊铺机用于高等级 公路透水性水泥混凝土路面施工是完全可能的。 2 3 碾压设备 碾压是透水性水泥混凝土路面施 工必不可少 的工序， 当混凝土的配合比确定之后 ， 硬化混凝土 的强度主要取决于混凝土的密实程度， 降低 1 的 压实度，可造成约 0 2 7 M P a的抗折强度损失 ， 可 见压实的重要。压实质量的好坏主要取决于压路 机的性能。另一方面， 碾压也是破坏摊铺平整度、 影响最终平整度的关键因素。因此， 选择适宜的压 路机是保证路 面质量的关 键因素之一 。通过重庆 交通 大学 科研试 验 路 2个 试 验路段 试验 数据 分 析， 认为碾压为 ： 自重 l 0 1 2 t 的静力式压路机。 上述碾压设备 目前在我 国一般公路施工企业 中都 已属常规设备。 3 施工技 术 具备一定性能要求的施工机械设备是发展透 水性水泥混凝土路面的必要条件 ，但要 铺筑符合 高等级公路要求 的透水性水 泥混凝土路面 ，还必 须有一套相应的施工技术 。 3 1 提高路面平整度的关键技术 透水性水泥混凝 土路 面最 大的难题是难 以达 到足够 的路面平整度 ，这也是 多年来制约透水性 水泥混凝土路面发展 的主要 障碍。 为了解决透水性水泥混凝土路 面平 整度 这一 施工难题 ，我们首先对路面平整度的影响因素进 行 了深入 、 全 面的分析 ， 并通过大量 的室 内试验和 现场试验进行 了研究 ，提出了如下保证透水性水 泥混凝土路面平整度的关键技术。 3 1 1 适宜的碾压混凝土稠度指标和集料级配 通 过 重庆 交通 大学 科 研试 验路 2个 试 验 路 段的现场考察 和室 内试验 ， 研究 提出 了适 宜于大 型机械化施工 的集料石灰岩破碎碎石最大单一粒 径 5 1 0 m m 、 4 2 5级 普 通 硅 酸盐 水 泥 用 量 为 4 1 5 4 3 0 k 咖 、 水掺人量 1 1 2 1 1 7 k g m 3 、 外加 高效 减水剂 ( 减水率 1 5 2 0 ) 3 3 2 3 4 4 k g m 的集料 合成级配和“ 半出浆” 改进 V C值 4 0 土 5 s 的稠度设计 指标翻 。 3 1 2 保持稠度稳定性 通过对造成 稠度波动原 因 的分 析和试 验 ， 研 究提 出了包括料 场管理 、 拌和机选择 、 材 料计量 、 外加剂选择等保持稠度稳定的措施。 3 1 ， 3 提高摊铺均匀性 定性和定量研究了减少摊铺过程中离析的措 施及影响摊铺预压密实度均匀性的因素，提出了 通过“ 拌 和一运输一摊铺” 系统分 析选择适宜 的摊 铺速率等保证摊铺作业的连续性 、提高摊铺均匀 性的技术措施 。 3 1 4 增大预压密实度 通过对透水性 水泥混凝土路 面成 型机理 和摊 铺机性能的试 验和分析 ，提 出了保证摊铺 后预压 密实度 8 5 以上 的摊铺机选型要求 。 3 1 5 保证碾压的均匀性 通过理论分析和现场试 验 ，从选择合适的压 路机型号与参数、 适宜的碾压工作段长度、 碾压次 序与工艺参数等方面提出了保证碾压均匀性的关 键技术 。特别是考虑到拌合料 的稠度和周 围温度 等条件，应进一步采用实心钢管或轻型压路机对 透水性水泥混凝土拌合料进行多次碾压( 在碾压前 必须清理碾子并涂油 ， 以防黏结骨料 ) 。 3 1 6 施工缝处理 、 基层平整 度控制 通过试验路 的摸索 ，提 出了施工缝 的处理方 法、 基层平整度的控制原则、 合理操作等一系列保 证路面平整度 的技术措施 。 2 0 0 5 年 1 O月完成的重庆交通大学科研试验 路 ， 在规模 生产( 每 台班完成 7 m2 0 0 m以上) 条 件下 ， 路面平整度水平( 按照 3 m直尺最大 间隙 3 mm或连续 式平 整度仪 1 8 m m要求)达到 8 5 以上的高速公路优 良标准 。因此 ， 可以说从施 工技术上已基本解决 了透水性水泥混凝土路 面平 整度这一施工难题 ，为透水性水 泥混凝土路 面在 高等级公路上的大规模推广应用积累了经验。 3 2 抗滑技术 以前 由于路面平 整度问题一直 没有得到很好 解决，透水性水泥混凝土路面一直停留在低速交 通 阶段 ， 路 面防滑问题相应 不很 突出 ， 但是要使透 水性水泥混凝 土路 面应用于高等级公路 ，抗 滑问 题是必须解决的一项关键技术。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 2 月第 2 期 城市道桥 与防洪 道路交通2 9 为了解决透水性水泥混凝土路面抗滑这一关 键技术 ，通过大量的室内室外试验提出了透水性 水泥混凝 土路面的抗滑处理原则 。 ( 1 ) 对于高速公路和一级公路 ， 应采用缓凝裸 露法进行表 面处理 ， 以形成要求 的路表宏 观构 造。 当粗集料抗磨光能力达不到现行规范要求时 ， 需 做抗滑表层( 一次摊铺碾压成型) 。 ( 2 ) 对于其它等级的公路 ， 可不作任何处理 ， 依靠通车后行车的作用逐渐形成宏观构造 ，必要 时可采取 限速研磨措施 ， 加速裸露进程。 采用上述处理 原则 ， 基本可以解决透水性水泥 混凝土路面的抗滑问题。 3 3 接缝技术 透水性水泥混凝土路面由于在材料 、 施工工艺 上与普通混凝土有一定差异 ，因此在接缝设计及 施工上亦有其特殊性。通过试验路段的施工， 提出 了透水性水 泥混凝土路 面从 接缝设 置原则到施工 工艺的控制 ， 并在以下两方面取得 了成效 。 ( 1 ) 采用透水性水泥混凝土材料的有关参数 和路面板的有关指标 ，对透水性水泥混凝土路面 板 的温缩应力 、 温度翘 曲应力 、 干缩应力及 荷载应 力进行了计算 ， 并结合试验路的观测结果， 研究提 出了全厚式透水性水泥混凝 土路 面缩缝 间距值为 68 m。 ( 2 ) 在不破坏摊铺机结构的情况下， 研制出纵 缝拉杆设 置装置 ，解决 了全厚式透水性水泥混凝 土路面无法设置拉杆的施工难题。 应用上述接缝 和施工技术 ， 即可解决透水性水 泥混凝土路面的接缝问题 。 3 4 其他配套技术 除上述关键技术外， 在透水性水泥混凝土材料 试验方法、 配合比设计方法、 材料物理力学性能、 外加剂 、施工质量检测 等方面也 已形 成 了一系列 配套技术 。 4 结论和 建议 从 以上分析可 以看出 ， 我国已具备发展透水性 水泥混凝土路 面的设备条件 和施工技 术条件 。可 以预见 ， 在我 国高等级公路迅速发展 、 优质路用沥 青匮乏、 水泥资源丰富的条件下 ， 透水性水泥混凝 土路面施工成套技术作为修筑环保型、生态型道 路路 面的一种新 的技术途径 ，将具有 良好 的推广 应用前景。 参 考文献 【 1 吴中伟 ， 廉慧珍 高性能混凝土【 M 北京 ： 中国铁道 出版社 ， 1 99 9 【 2 】 林 宝玉 ， 吴绍 章 混凝 土 工程 新材 料设 计与 施 工【 M】 北京 ： 中 国 水利水电出版社， 1 9 9 8 【 3 】 冯浩， 朱清江 混凝土外加剂应用工程手册 MI 北京 ： 中国建筑 工业 出版社 ， 2 0 0 5 山东省 2 0 1 4 2 0 3 0年综合交通 网中长期发展规划出台 ( 2 0 1 4 年到 2 0 3 0 年山东省综合交通网中长期发展规划 出台， 这是山东出台的第一个省级综合交通 规划。 它明确了未来 1 5年山东省铁路、 公路、 港口、 机场、 内河航道、 交通枢纽等各种交通运输方式的发展 目标和建设重点 。 中长期规划以完善综合运输通道、 构建双核辐射城际交通网、 强化综合交通枢纽为重点， 提出到 2 0 3 0 年 山东铁 路营业里程达到 9 0 0 0 k m， 高速公路 7 6 0 0 k m 以上 ， 沿海港 口通过能力 l O亿 t以上 ， 建成 1 6 个民用运输机场， 3 O 个以上一体化综合客运枢纽。 按照规划 ， 山东还将构建双核辐射城际交通网， 形成以济南为核心的“ 一环六射” 和以青岛为中心的 “ 环 v形” 城际交通网。到2 0 3 0 年， 济南和青岛之间要实现 1 h到达， 济南、 青岛与周边的设区市形成 1 h 交通圈，济南 2 h 可以通达省内所有设区市， 2 5 h 左右通达周边的省会城市。各设区市及其所辖县市区 也基本实现 1 h 交通圈， 所有县市区、 港口、 机场等规划节点 3 0 m i n 可以进入高速公路网。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m