1 总 则
1.0.1 透水混凝土作为新型生态环保型产品,对城市生态环境的改善具有重要的意义。目前国内在透水混凝土施工方面还没有相应的国家和行业标准。为贯彻国家节能减排、环境保护的政策,使透水混凝土路面材料在设计、施工、监理和检验中统一管理,做到技术先进、经济合理、安全适用、统一规范,确保市政工程、室外工程、园林工程中路面施工质量,特制定本规程。
1.0.2 透水混凝土在国内还处于发展阶段,目前还只应用在新建、扩建、改建的市政工程、室外工程、园林工程中的人行道、步行街、居住小区道路、非机动车道和一般荷载的停车场等路面工程。随着研发的进一步深入,透水材料的改进,它的应用前景会更加宽广,并向市政公用道路建设发展。
1.0.3 透水混凝土由水泥、骨料、助剂、无机颜料掺合成的建筑材料。它可根据不同需求配制成不同的色彩,根据地理环境和实际所需,设置成不同色彩组合成的各种工艺图案。相对普通混凝土,其色彩图案较为丰富,目前已有固定的颜色系列可供选择。
1.0.4 透水混凝土路面相关附属构筑物如:路缘石、雨水口、护栏等配套设施和常规城镇道路施工大致相同,本规程中没有作统一规定描述,具体的设计、施工和验收可参照《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1)进行施工。如有特殊要求可根据实际需求进行设计。 1.0.5 透水混凝土的原材料、半成品、成品与普通混凝土的性质差不多,所以其质量验收标准可参照现行相关现行国家、行业标准执行,凡有特殊要求的本规程作了补充规定。 参照的现行国家、行业标准下:
《通用硅酸盐水泥》 (GB 175 ) 《混凝土外加剂》 (GB 8076) 《建筑用卵石、碎石》 (GB/T 14685)《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081)《 混凝土强度检验评定标准》 (GBJ 107) 《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ 1) 《丙烯酸清漆》 (HG/T 2593) 《混凝土用水标准》 (JGJ 63) 《城市道路设计规范》 (CJJ 37) 《公路工程及水泥混凝土试验规程》 (JTG E30) 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30) 2 术语、符号 2.1 术 语
2.1.1 透水混凝土是由粗骨料及其表面均匀包裹的水泥基胶结料,相互粘结,并经水化硬化后形成的具有连续孔隙结构的混凝土。是一种能让雨水向混凝土面层、基层及土基渗透的路面材料,能使雨水暂时贮存在它的内部空隙里逐渐蒸发,也能让土基里的水分通过它的内部空隙向大自然中自然蒸发,从而发挥维护生态平衡功能的一种新型环保的路面材料。
2.1.2 露骨料透水混凝土路面是透水混凝土的另一种艺术型产品,它是将透水混凝土中的粗骨料的最表层,经过一定的施工工艺,冲洗出既不会掉颗粒,又能呈现出天然石料丰富色彩的一种艺术型透水混凝土。它适用于点缀特殊装饰用途的场合。
2.1.3 增强材料是有利于改善透水混凝土中集料的粘结性能,并能提高透水混凝土强度和韧性的产品。目前市场有成品的增强材料,也有提供相应的材料配合比。现场配置的,根据生产厂家的不同,其名称也不同,(有的称增强胶结料,有的称胶结料),但其作用目的相同,因此无论何种产品,必须有厂方的合格证及使用说明,增强材料的质量是确保透水混凝土成品质量控制的关键。
2.1.4 连续空隙率是透水混凝土中空隙相互连续的能起透水作用的空隙体积与透水混凝土总体积之比的百分比。因透混凝土中存在一部分封闭的孔隙,其不起透水作用。所以连续空隙率才是与透水混凝土透水性密切相关的要素,连续空隙率是实验得出的。
2.1.6 平整压实机是透水混凝土施工中的专用工具,它是一种旋转并带有低频振动的机械。
它能将虚铺自由状态下的透水性混凝土进行压实,使其符合设计厚度和标高,并在正常养护后不但能达到一定的抗压强度和抗折强度,而且还能满足一定的空隙率要求(即透水性要求)。它有别于混凝土路面施工中的辊轴整平机。
2.1.7 与普通混凝土表面不同的是透水性混凝土表面为水泥浆包裹的细石颗粒,而非水泥砂浆。所以,在抹平作业时,采用抹平机械的抹板应有一定的力度,还要有足够的刚度。 21
2.1.8 减压鞋是透水性混凝土技术作业人员的专用工具,主要是增大接触面积,减少施工时对透水性混凝土面层的破坏。
2.1.10 保护剂属丙烯酸高分子材料,由丙烯酸树脂溶于有机混合溶剂,并加入适量助剂调制成的无色透明液体,喷刷于透水混凝土表面,保护色彩、增强透水混凝土表观光亮度,增加耐磨性能。 3 设 计
3.1 结构组合设计
3.1.1 透水混凝土道路的全透水结构,是使雨水直接通过透水混凝土路面向基层渗透的基层结构,湿陷性黄土、盐渍土、砂性土等因大量雨水直接渗入而不稳定,路面会因基层的不稳而受损,如在此土质上做透水混凝土路面,建议采用不透水结构,同时考虑排水设施,为的是不影响基层的稳定。
3.1.2 透水混凝土应用范围为轻荷载道路,路面基层设计应按照《城市道路设计规范》(CJJ 37)执行。路基应稳定、密实、均质,为轻荷载道路的路面结构提供均匀的支承是必要条件。 3.1.3 本条款对基层和底基层强度和刚度提出要求。 3.1.4 根据不同的道路,本规程提供的表3.1.4透水混凝土路面基层结构仅供参考,实际情况是一个多变数,所以基层的结构应根据具体实际情况决定或由设计定。
3.1.5 对人行道、园林道路等,既要满足人行要求,又要确保生态平衡,可采用基层全透水层结构设计,并提出最小厚度150mm的要求,但具体技术要求可参考《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1)的规定。
3.1.6 对非机动车道、广场、一般荷载在4吨以下的停车场等,因有一定荷载,除确保其承载要求选择强度等级较高及设计一定厚度的透水混凝土外,同时还应考虑雨水对基层的影响,建议采用基层半透水结构,起增加承载力及减少对基层透水的作用,提出半透水基层结构层的最小厚度必须达到180mm的规定,技术要求可参考《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1)的规定。
3.1.7 轴载6吨以下车辆的交通道路、大型停车场、大型广场、小区主干道,道路对基层要求高,考虑雨水对基层的影响,建议采用基层不透水结构,增加提高基层承载力和起隔水效果的混凝土结构层。不透水基层结构层最小厚度必须达到相应的规定,技术要求参考《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1)的规定。
3.1.8 本条款主要是解决做好面层和基层粘结处理工作。透水混凝土基层为水泥混凝土结构层时,水泥混凝土结构层与透水混凝土面层,往往分期施工,存在着新老界面的结合问题。为确保水泥混凝土结构层与透水混凝土面层牢固结合,在透水混凝土路面施工前,除对混凝土结构层进行清洁、粗糙、湿润外,还须做相应的界面处理,确保其粘结性能,杜绝空鼓等质量通病。
3.2 透水混凝土面层
3.2.1 透水混凝土材料有系列彩色原材料和素色原材料,其造价不相同,同样厚度的彩色层造价高于素色层造价,因此,在设计中往往考虑造价因素,可分层设计,但面层的彩色层必须大于30mm,主要考虑面层色彩的整体质量、均匀性和耐久性,并根据地形地貌的特点做
到协调统一。
3.2.2 透水混凝土基本性能与水泥混凝土类似,有强度等级区分。设计考虑到经济合理,可根据道路的不同功能及用途,采用相应不同等级的透水混凝土。 3.2.3 不同功能及用途的道路,各种路面的厚度设计可结合表3.1.4进行设计。根据诸多的施工案例,为确保路面整体质量,基层为全透水结构的人行道、步行街、园林小道,其透水混凝土面层强度等级应不小于C20,厚度应不小于60mm;基层为半透水结构和不透水结构时,其有一定的负载,透水混凝土面层强度等级应不小于C30,厚度分别不小于100mm和150mm。如基层采用厚度大于150mm的混凝土结构时,可适当减小透水混凝土面层厚度,但不应小于120mm。 3.2.4、3.2.5 透水混凝土性能与混凝土特性基本相似,设计透水混凝土面层时应参照《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97)要求设置纵向与横向伸缩缝。透水混凝土的热膨胀性比水泥混凝土大,因此建议透水混凝土路面施工时设胀缝距离要比水泥混凝土路面小些,约30~50米设一处。同时透水混凝土路面与其它构筑物的热膨胀性不一,所以要求与其它构筑物交界处均应设置胀缝。 3.2.6 透水混凝土面层缝的结构基本同普通混凝土面层,由于透水混凝土主要应用于轻型交通,同时属于少浆体材料,传力杆的握力不足,且易生锈,故不考虑设置传力杆。 24
碎石的粒径影响透水率,选择适当粒径的碎石视透水要求而定的,粒径大透水率大,反之相反。
4.1.7 透水混凝土路面的质量好坏与基层有必然的联系,此条款主要是强调了作为透水混凝土路面施工时的基层的质量要求。 4.2 透水混凝土
4.2.1 经过大量的试验证明,当透水混凝土性能指标符合表4.2.1规定时,才能达到其预期的效果。
表4.2.1 透水混凝土的性能 项 目
要 求 耐磨性,mm (磨坑长度) ≤35 透水系数,ml/min ≥500 抗冻性,% (25次冻融循环后抗压强度损失率) (25次冻融循环后质量损失率) ≤20 ≤5 空隙率,% 11—17 强度等级 C20
C30 抗压强度,Mpa ≥20.0 ≥30.0 弯拉强度,MPa ≥2.5 ≥3.0
4.2.2 按经济适用的原则,进行选择适合的透水混凝土等级,来降低成本。
规定了透水混凝土在一定的体积内须含的胶凝材料量的范围,骨料的范围,最佳水胶比。实验证明,水胶比大于0.3会使透水混凝土强度下降。胶骨比高,强度能提高,但高胶骨比会增加成本,同时空隙率减小。 灰胶比与强度的关系
从研发时的试验曲线图中,可得出相应的最佳配合比,能保证透水混凝土在和易性、施工质量及透水效果上均能达到最佳。
而配用不同强度等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,按同样配比能得出不同强度等级透水混凝土。出于经济成本方面考虑,可适用于不同功能的路面,具有一定的选择性。 4.3 透水混凝土配合比 25
4.3.1、4.3.2、 4.3.3 说明透水混凝土的配制强度在满足设计要求,配合比设计应满足4.2.1中的技术要求,按填充理论用体积法按4.3式计算,其强度必须通过试验确定。
4.3.4 提供的每立方米透水混凝土中材料应用是一参考值,目前市场上增强材料品种较多,各生产厂家配方不一,有提供配方技术的,也有提供成品使用的。所以在实际操作中,应按填充理论用体积法进行现场调配或按供方成品使用说明书配制。 5 施 工
5.1 一般规定
5.1.1 城镇道路、小区道路、园林道路等式工地,施工比较集中,常交叉作业,边通车边施工等特点,施工单位必须根据设计文件的要求、施工现场的条件,制定施工方案、编制施工组织设计。
施工组织设计一般包括施工组织机构,场地的布置,工程进度计划,劳动力需用计划,材料运输与机械,水电供应,施工方案与技术措施,质量检查与安全措施等。 5.1.2 施工人员查勘施工现场,复核地下隐蔽设施的位置和标高解决施工的电力和水的供应,材料的堆放,人员的吃住等具体问题是施工中不可少的步骤。 5.1.3 有好的管理策划,但一定要在现场健全执行,有健全的质量、安全和环境管理制度,有专人负责才能实现动态管理,确保施工质量。
5.1.4 一般透水混凝土施工单位仅施工面层,基层由其它专业队伍施工,而排水管及排水沟是设在碎石层或混凝土结构层处,故排水管及排水沟的铺设必须要与专业施工队伍密切配合,相互合作才能确保工程进行顺利,保证质量又减少浪费。
5.1.5 面层与基层之间结合状况,对透水混凝土面层的质量有影响,在面层施工前,基层作清洁处理,除要求基粗糙,保证基层清洁,无积水,并保持一定的湿润是十分必要的,有时候进行必要的界面处理是保证二者的有效结合的保证。 5.2 搅拌和运输 26
5.2.1 透水混凝土的搅拌必须采用机械搅拌。其又属干硬性材料,初凝时间短。拌合后不宜过长时间停留,因此搅拌机容量的配置应根据工程大小,施工进度、施工顺序和运输工具等参数选择,运输工具必须要适应搅拌机的出量。搅拌地点也须靠近透水混凝土面层施工现场,才能保证运输时间不超过规定范围,保证施工质量。
5.2.2 透水混凝土的配比计量是确保其强度的主要关键工序,所以计量是一个重要的质量控制环节。
1 袋装水泥本身有一定的误差,因此对它的抽查是保证准确计量的方法。 2 现场的骨料中含水量对物料配比有一定的影响,因此测试骨料中含水量是为了调整物料配比中的水灰比,以确保透水混凝土的质量。
3 为保证成品质量,因此现场应专人负责物料配比计量督促在误差范围内。 5.2.3、5.2.4 投料顺序与搅拌时间,最终目的是为了确保混合物均匀,因此搅拌时间与气候也有关系,采用不同型号的搅拌机,投料顺序与搅拌时间会有所不同,但目标一致,最终要求达到物料均匀。 5.2.5 双层面层施工,为保证上面层与下面层之间有良好的粘结,色泽一致,二层施工时间不应超过1小时。因此双色面层施工时,应设二台搅拌机基本同时搅拌,才能达到同时施工的目的,保证颜色色彩一致,确保强度质量。 5.2.6、 5.2.7 施工气温对初凝时间有影响,提出适宜控制拌合物从搅拌机出料后,运输过程要随时注意保湿及防离折,运至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面直至完成允许最长时间,见表5.2.7掌握。根据施工得出,适宜控制在1小时之内。双层面层施工时为保证施工质量,几乎需同时施工。5.3 摊铺、压实 5.3.1 普通透水混凝土面层施工的规定
1 摊铺前对基层与标高进行复验后进行立模制作要求,模板高度应符合设计路面的厚度,支
撑稳定。
2 虽从透水混凝土角度而言无需路面排水,但考虑到暴雨时,雨量过大时,为及时排除雨水,相关路面按设计要求应有排水坡度。有利于大量雨水排除。松铺系数为1.1是为保证透水混凝土施工达到一定密实度时确保一步到位的铺料厚度,避免二次铺料,影响路面施工重量。施工时还要对边角等细部位置处理要特别注意,发现有缺料现象,应及时补料人工压实。 3 透水混凝土的压实宜采用专用低频振动压实机,其原理是低频振动带平移压实,既起压实作用又起平整作用。透水性混凝土面层施工期间,施工人员的脚部应穿上减压鞋,减少施工人员自重影响。
用平板振动器振动时应防止在同一个处振动时间过长而出现离折现象及过于密实而影响透水率。
4 透水混凝土路面做面的施工要求。
5 透水混凝土与混凝土性能相似,雨天和寒冻天气不宜施工,尽量避开高温施工,是因气温太高,原本干硬性的透水混凝土,初凝加速,会影响施工质量,地表温度在40℃以注意避免拌制浇筑。
6 有些施工场地环境较差,多工种交叉施工作业;有时会出现边通行边施工现象,透水混凝土施工后,成品保护比较困难。所以宜尽快涂刷保护剂,因为保护剂干燥后再污染相对容易清洗。但因,施工后保养时间过短,面层内部不易干燥,会引起涂刷后的保护剂脱落。因此,涂刷保护剂必须在成品面层干燥后进行。成品面层干燥与气温有直接关系,综合考虑在48小时内保护剂较合适,气温过低时可适当延长时间,等面层干燥后再涂刷保护剂,必须做好成品保护工作。成品被污染后涂刷保护剂,污染物再也清洗不掉,故涂刷保护剂前面层一定要进行清洁处理。
5.3.2 单层彩色透水混凝土施工的工序同5.3.1,双层透水混凝土施工时,为保证上、下面层的结合度,上面层与下面层铺设时间不大于1小时。 5.3.3 施工露骨料透水混凝土时,前面工序同5.3.1,在找平后以下工序有所不同。
1 掌握初凝状况,有初凝现象时即可喷洒适量调凝剂,适量、均匀,全覆盖,不能过多。喷完后立即覆盖塑料薄膜,在塑料薄膜上面再盖上彩条布。
2 施工后10~20小时左右,掌握好最佳时间是水冼透水混凝土质量的关键之一,要准确,要适宜。同时要重点控制冲洗水枪水压、水量和冲水的角度,只有这样才能冲洗出骨料,又不松动颗粒。 28
3 冲洗后用水淋洗表面,淋去表面和孔隙内的剩余浆料,免于浆料堵塞孔隙,使露骨料的表面成现骨料自然本色,有立体的清洁感和工艺感。
4 完成上述工序后,再覆盖塑料薄膜和彩条布。进行保湿养护,使强度逐渐增加。 5.4 接缝施工
5.4.1 在施工的案例中,发现用切割面层的缩缝内,应采用柔性材料填缝时,不能采用热流性的材料,以免热流性的材料渗透到透水混凝土的空隙中.因此不宜用流动的柔性材料如类似玻璃胶的材料替代填缝料,而应采用类似定型的橡树塑胶材料等。
5.4.2 因透水混凝土的特性,施工时不方便,实际中往往采用小胀缝代替缩缝,常规长度5m左右应设一道小胀缝,并在缩缝隙处贴垫贯通的橡树发泡塑胶,厚度一般为3~5mm。通常施工时亦可用施工缝代替小胀缝,施工时每5m左右设一道橡树发泡塑胶。当施工长度超过30m时,应设胀缝处,实际效果以切割为好,缝宽控制在15~20mm左右为宜。
5.4.3 广场的接缝,应为不大于25m2面积的分隔,同样采用橡树泡沫填缝替代切割缝。同时3.2.5条款中规定设置的胀缝应同样采用柔性材料或橡树泡沫填缝。 5.5 养 护
5.5.1 透水混凝土,施工后必须进行保湿养护一定时间,使其强度在湿润状态下逐渐提高。透水混凝土初凝时间短,施工后基本已初凝,为保湿与防污染,施工后即可在透水混凝土表面覆盖保湿材料保湿。第二天应均匀的洒水,经常保持透水混凝土面层的湿润状态。洒水只能以淋的方式,不能用高压水冲洒。养护期视气温不同而不同,一般不低于14d。
保护剂有保湿作用,涂刷保护剂后,可不覆盖,但昼夜温差大时,在保护剂干燥(防止保护剂未干时保护剂层被破坏)时后仍需覆盖保温,同样应每天均匀洒水保持湿润状态
5.5.2 透水混凝土路面在养护期间和填缝前,应禁止车辆通行,避免上人行走。一、保护空隙内清洁,不被泥土、油类等污染,以免降低透水率;二、防止在透 29
水混凝土强度未达到一定强度时,受到重力而损坏,如不慎受到损坏,应立即修补。
5.5.4 透水混凝土的强度达到设计要求后,道路才能使用是为了保证道路的使用寿命,透水混凝土同样是这一道理。 5.6 季节性施工
5.6.1 本条款对提出施工时根据气候环境,确定冬、雨期和热期施工要求。 5.6.2 本条款提出雨期施工时要做好相应的防范措施。
5.6.3 本条款提出雨期施工时要应充分做好相应的防雨及排水工作。 5.6.4 本条款提出透水性混凝土雨天不宜进行基层施工规定。
5.6.5 本条款提出雨期后透水性混凝土施工时应先对路基状况进行检查,符合要求后方可摊铺的规定。
5.6.6 本条款提出冬期施工的最低温度要求。
5.6.7 本条款提出透水性混凝土路面热期施工的有关规定。 6 验 收
6.1 一般规定
6.1.1 本条款对路基、基层及其它附属工程质量检验和验收标准作出明确规定。 6.1.2 本条款对透水混凝土试块强度的检验与评定要求作出相应的规定要求。 6.1.3 本条款对透水混凝土试块强度不能按6.1.2检验与评定时,应该采用钻芯取样检验方法对透水混凝土强度进行原位检测,来判断路面透水混凝土强度。 6.1.4 本条款对透水混凝土路面观感质量作出基本要求。
6.1.5 本条款对透水混凝土路面施工缝的观感质量作出明确要求。 6.2 透水性混凝土路面面层质量检验标准
6.2.1 本条款对透水混凝所用的原材料质量作出规定和检查方法。 6.2.2 本条款对透水混凝土路面强度质量作出规定和检查方法。 6.2.3 本条款对透水混凝土路面面层观感质量作出规定和检查方法。 6.2.4 本条款对透水混凝土路面伸缩缝质量验收作出规定和检查方法。 6.2.5 本条款对彩色透水混凝土颜色标准作出规定和检查方法。 6.2.6 本条款对露骨料透水混凝土面层观感质量作出规定和检查方法。 6.2.7 本条款对透水混凝土路面面层允许偏差作出规定和检查方法。