透水水泥混凝土路面设计及施工要领.docx

透水水泥混凝土路面设计及施工要领2011年10月第10期城市道桥与防洪管理施工69透水水泥混凝土路面设计及施工要领唐国荣(上海市政交通设计研究院有限公司,上海200030)摘要:该文介绍了帕米亚透水水泥混凝土路面原材料要求,主要技术指标,路面结构典型组合,构造设计,排水设计,以及施工要领等,可供透水水泥混凝土路面设计及施工时参考借鉴.关键词:透水水泥混凝土路面;空隙率;路面结构设计;构造设计;排水设计;施工要领中图分类号:U416.216文献标识码:B文章编号:10097716(2011)10-0069030引言帕米亚透水水泥混凝土路面技术在日本的应用已有三十多年历史,占有市场主导地位,市场占有率约85%.透水水泥混凝土路面与传统水泥混凝土路面的区别在于它恢复了地面与大气层的自然联系,有利于保护生态环境;可增强地面渗水能力,减少城市雨水径流排放,避免雨天路面积水,降低路面温度,减轻城市热岛效应;降低机动车行驶噪声;适用于人行道路,市政轻型道路,轻型停车场,广场,建筑外附属道路,园林道路等,亦可用于江河湖泊生态植草护坡.1原材料要求(1)水泥应使用42.5等级以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥.(2)集料应采用天然碎石或破碎后的卵石,粒径范围513mm,粒径均匀,洁净,质地坚韧,针片状颗粒含量小于5%,含泥量小于1%,压碎值小于20%.有景观需要的场合,可采用天然彩色碎石.(3)混凝土的用水质量应符合混凝土用水标准)(JGJ63).(4)为改善透水混凝土中集料间的粘结性能,提高透水混凝土强度和韧性,采用帕米亚透水混凝土增强剂,并应附产品质量保证书.(5)有景观需要的场合,可掺加无机颜料.2主要技术要求(1)透水混凝土的空隙率应达到20%一25%,以保证透水混凝土内部连续空隙率达到15%18%.(2)透水混凝土28d的弯拉强度应不低于3.0MPa.(3)透水混凝土路面的透水系数K1mm/s.收稿日期:2011-0804作者简介:唐国荣(1965-),男,上海人,高级工程师,从事道路工程设计工程.(4)必须根据实际采用的原材料通过试验确定满足设计及上述技术要求的混凝土配合比.3透水混凝土路面设计要领3.1路面结构设计(1)透水混凝土路面由透水混凝土面层和透水基层构成.透水基层宜采用级配碎石,帕米亚透水混凝土路面结构可根据交通条件按表l选用.(2)当实际降雨强度超过单位设计渗透量及单位空隙贮存量时,设计应采取必要的排水措施.(3)为防止影响雨水的渗透,不宜采用抹灰打底的措施增强土基.(4)透水混凝土路面横断面坡度应为l%2%.(5)当设计透水寿命为10a以上,以及其他特殊场合,应作特殊设计.特殊设计的透水混凝土路面,其厚度的确定应按现行水泥混凝土路面设计规范中混凝土板应力分析及计算流程进行.(6)在进行特殊设计时,应综合考虑交通条件,土基条件,气象,地形,地下水位,经济性,投入使用后的实际功能等因素.3.2构造设计(1)透水混凝土面层应设置纵向或横向缩缝,缩缝间距为35m.缩缝顶部应锯切槽口,深度为面层厚度的1/41/5,宽度为38mm,槽内填塞填缝材料.其构造如图.l所示.(2)当透水混凝土面层施工长度超过100ITI(夏季为150111_)或与其他构筑物连接处如侧沟,建筑物,窨井或其他铺面(连锁砌块,沥青铺面等)应设置胀缝.胀缝构造如图2所示.(3)透水混凝土面层缩缝与胀缝处不设置传力杆.(4)接缝填缝料应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强,回弹性好,适应混凝土板收缩,不溶于水,高温时不流淌,低温时不脆裂,耐老化的材料.3.3排水设计(1)当实际降雨强度超过单位设计渗透量及单位70管理施工城市道桥与防洪2011年1O月第10期图1缩缝构造图lOllln图2胀缝构造图空隙贮存量时,应在雨水集中处设置侧沟或雨水井,进行排水处理,避免超容量部分的雨水形成路表积水.(2)当透水混凝土路面与沥青等不透水铺面或透水混凝土路面有边缘铺砌连接时,应保证边缘铺砌下部结构层内的雨水能畅通排出,必要时可设置PVC管连通,如图3,图4所示.边缘铺砌等透水基层(级配碎石)土基图3贯通透水基层构造图过丝堕塑筻厂透水混凝土路面青等不透水铺面E透水混凝土路面透水基层c级i水基层(级配碎石,土基.篮图4不贯通透水基层构造图(3)N铺设地形或周边环境等因素,透水路面结构内部雨水易聚积于低洼处,应在渗透雨水集中处设置暗渠或碎石盲沟等排水设施,如图5所示,防止路表局部积水.透水混凝土路面透水基层(级配碎石)土基碎石盲沟_.-.-.一.透水管道_.-._._一图5设置碎石盲沟,透水管道示意图(4)透水混凝土路面与不透水铺设体连接时,连接处可设置侧沟或窨井,如图6所示.侧沟或窨井凰6与不透水铺设体连接设置侧沟或窨井示意图(5)透水混凝土路面与植被连接时,连接处可设置侧石或侧石加碎石沟槽,如图7,图8所示,防止植被处泥土流入.侧石图7与植被连接设置侧石示意图侧石图8植被连接设置侧石和碎石沟槽示意图2011年10月第10期城市道桥与防洪管理施工71(6)透水混凝土路面与台阶连接日寸_,可在连接处设置侧沟(如图9所示),侧沟顶面应设置保证行人安全的盖板.图9与台阶连接处设置侧沟(7)在普通混凝土表面铺设透水混凝土层时,应在普通混凝土板块上设置排水斜坡,雨水集中处设置排水设施,在普通混凝土板块与透水混凝土层之间必须铺设隔离层.4施工要领4.1透水混凝土拌制(1)透水混凝土的拌制方式,以及机具设备与普通混凝土基本相同,应采用强制式搅拌机.(2)集料堆场应全覆盖防雨,严防堆底浸水.装载机料斗内和料仓内的集料不应有明显的湿度差别.(3)搅拌前应精确测定集料的含水率,根据集料含水率,及时调整用水量.(4)透水混凝土拌合料在搅拌时,各材料均应先计量,原材料每盘称量偏差见表2所列.投料顺序为先投入集料,后水泥,待集料与水泥干拌合后再投入增强材料搅拌,干拌时间不应少于2min,湿拌时间不应少于5min.表2原材料每盘称量允许偏差表材料名称允许偏差水泥,增强剂,水,其他掺和剂(如无机颜料)2集料34.2透水混凝土拌合料的运输(1)透水混凝土的运输可采用翻斗运料车.应注意保持车内透水混凝土拌合料的湿度,若翻斗车运输时在路程较远的情况下,可采用塑料薄膜覆盖表面保湿措施,确保运至施工现场的水量损失小于1%.(2)运输能力配备应大于总搅拌能力,确保新拌透水混凝土在规定时间内运到施工现场,运输时间应小于1h.(3)运输车辆卸料倒车时应有专人指挥,卸料应到位,卸料完毕,车辆应迅速离开.4.3透水混凝土的铺设(1)帕米亚透水混凝土铺设施工推荐配备的设备,机具见表3所列.(2)帕米亚透水混凝土拌合料摊铺:a.透水混凝土拌和料摊铺前,应修复破损基层,洒水润湿,并对模板的位置及支撑稳固情况进行全面检查,用厚度标尺板检测摊铺厚度,与设计值相符后方可施工.b.专人指挥透水混凝土拌和料运输车卸料,卸料位置准确.c.人工布料应采用铁锹反扣,不得抛掷和使用齿耙.拌合料松铺系数宜控制在1.151.30,料偏干,取较高值,反之取较低值.用厚度标尺板检测摊铺厚度,与设计值相符后方可施工.d.应特别注意边角处的铺料情况,必须对边角处的拌合料进行填充,修补,使之均匀完整.e.现场透水混凝土拌合料应在1h内用完,因故停工1h以上或达到2/3初凝时间,导致拌合料无法振实,应在已铺设好的路面端头设置施工缝,废弃不能被振实的透水混凝土拌合料.表3推荐设备,机具配备一览表工作内容主要施工设备,机具设备,机具名称规格数量,生产能力(下转第75页)2011年1O月第10期城市道桥与防洪管理施工75图4开挖后的填砂路基断面4.4施工期振动荷载作用下的稳定性分析路面施工期间从中分带开槽情况看填砂路基在振动压路机等大型路面施工机械和水稳,沥青等料车的重复重载作用下结构未遭到破坏,说明施工期的振动荷载未能对填砂路基造成液化影响,见图4.5结语本工程对长江口细砂作为筑路材料就其材料性质,施工工艺,控制指标等进行了质量控制研究,表明长江口细砂具有良好的路用性能,受雨,雪等不利天气影响较小,施工周期短,施工机械投入少,易形成流水作业面,本工程改灰土路基为填砂路基后共节约投资8727,352元,具有很好的经济效益,环境效益和社会效益,在填土资源比较紧缺的长三角地区具有广阔的应用前景.另外对通车运营后的沉降观测,侧向位移,振动荷载作用下的稳定性须养护管理单位检测,完善,以便为今后的类似工程总结经验,吸取教训,优化设计方案,完善关键施工技术,提高路用性能,便于填砂路基的大规模推广运用.参考文献1】JTGE402007,公路土工试验规程S】.【2顾春建.高速公路细砂路堤施工质量控制研究【D.东南大学硕士毕业论文.(上接第71页)4.4透水混凝土的振实(1)用平板振动器对摊铺好的透水混凝土进行平整,振实,平板振动器操作人员必须穿戴特制不锈钢平板拖鞋.严禁使用插入式振动器.f2)平板振动器需要移位振动时,振实边缘部位应重叠100mm200mm,振动板在一个位置持续振动时间不应少于15s.f3)平板振动器不得随意长时间放置在已经振实的透水混凝土面上,不得在一个位置长时间持续振动.平板振动器需要静止移位时,必须由两人抬起移位,不得拖移.f4)寻找缺料部位,人工补料找平.f5)透水混凝土面层如有景观要求,可使用天然彩色碎石集料,在面层铺设完成后,在表面涂上缓凝剂覆盖塑料薄膜养护后,对面层进行水洗处理(允许冲洗时间应事先根据不同温度进行试验确定,水压控制在O.40.6MPa),去除路表面粘结材料,裸露彩色天然石;也可在混凝土中掺人天然无机材料做着色处理或对表面进行喷涂着色处理.4.5透水混凝土养护(1)施工完的透水混凝土面层应采取保湿养护措施.应使用保湿膜,土工布等覆盖物盖住刚铺设完的透水混凝土面层进行保湿养护,注意不让风掀开覆盖物,保持混凝土表面潮湿.,(2)养护时间应根据施工温度而定,一般情况下养护期为1421d,6月至9月期间不应少于14d,其它时间不应少于21d.如养护时的气温低于5cc,最短的养护时间不得少于28d,并应采取抗冻措施.5结语透水水泥混凝土路面技术在国外如Et本等应用较为普遍,国内近年来随着生态,环保,安全等方面要求的提高也越来越得以深入研究和推广应用.本文初步总结介绍了帕米亚透水水泥混凝土路面原材料要求,主要技术指标,路面结构典型组合,构造设计,排水设计,以及施工要领等,可供透水水泥混凝土路面设计及施工技术人员参考借鉴.