透水再生混凝土在道路工程中的應(yīng)用與分析

李曉峰

摘要：相比傳統(tǒng)混凝土路面，透水混凝土路面可進(jìn)行雨水收集，補(bǔ)充地下水資源，調(diào)節(jié)地表空氣溫濕度，緩解“城市熱島效應(yīng)”，達(dá)到人們生活環(huán)境改善的目的。為此，本文在充分掌握再生骨料透水混凝土特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合某市政道路人行道工程，對(duì)路面施工工藝流程等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：透水再生混凝土;道路工程;工藝流程

隨城市規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，建筑物施工改造、新建項(xiàng)目越來越多，隨之產(chǎn)生了大量建筑垃圾。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，舊建筑每拆除1萬平方米，建筑垃圾就會(huì)增加7000～12000萬噸，僅2017年建筑垃圾就產(chǎn)生了15.93億噸，預(yù)計(jì)2020年，我國(guó)新建工程將達(dá)300億平方米，此時(shí)建筑垃圾將增至30億噸?！笆濉币?guī)劃針對(duì)建筑垃圾資源化提出了要求，自2016年開始，針對(duì)建筑垃圾資源化，國(guó)家頻繁推出了一系列國(guó)家政策，為行業(yè)發(fā)展指引了方向。如此龐大的建筑垃圾如何處理成為了關(guān)鍵。在城市道路建設(shè)中，傳統(tǒng)路面多選用不透水鋪裝法，這種方法極易出現(xiàn)排水不暢等問題，在與周圍城市建筑共同作用下，將不斷加劇城市“熱島效應(yīng)”。將建筑垃圾資源再利用，可進(jìn)一一步提升資源利用效率，改善生態(tài)環(huán)境。透水再生混凝土作為一種新型節(jié)能、環(huán)保技術(shù)，已成為建設(shè)“海綿城市”的支柱型力量，加大發(fā)展透水再生混凝土材料，可全面提升道路工程施工質(zhì)量。

一、再生骨料透水混凝土特點(diǎn)

我國(guó)地域遼闊，水資源分布不均，屬于一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家。透水混凝土路面的應(yīng)用，可緩解此類問題。透水混凝土路面結(jié)構(gòu)層為封層+透水基層+透水下面層+透水上面層。各層功能各有不同，所需材料也不盡相同。目前，透水路面多用于步行街、人行道、園林道路等，其所選混凝土強(qiáng)度等級(jí)需控制在C20以上，厚度在120mm以上。在人行道使用再生骨料透水混凝土，對(duì)再生利用廢棄混凝土具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。此類材料的應(yīng)用，可有效增強(qiáng)人行道表面強(qiáng)度、平整度。在夏季多雨季節(jié)，可保證路表雨水下滲至地下，避免路面積水，并起到地下室補(bǔ)充的功能。目前，人行道透水路面混凝：土：施工，其性能應(yīng)滿足表1要求。

二、工程概況

彩色透水混凝土透水性能良好，且具有質(zhì)樸美觀的視覺效果，可滿足“海綿城市”設(shè)計(jì)原理。本工程為市政道路工程，現(xiàn)針對(duì)人行道進(jìn)行透水性改造施工，總長(zhǎng)度為2km，3.5m寬，鋪裝厚度及面積分別為80mm、7015m2，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可選用C20等級(jí)混凝土強(qiáng)度，透水系數(shù)控制在1.0mm/s以上。

本路段以全透水結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，按圖1設(shè)置路面結(jié)構(gòu)，基層為150mm級(jí)配碎石?；诮?jīng)濟(jì)性原則，決定選取雙色組合層結(jié)構(gòu)作為透水混凝土面層，分別為50mmC20素色透水混凝土+30mmC20彩色裝飾型透水混凝土，面層表面潤(rùn)色可選擇彩色保護(hù)劑。

三、透水再生混凝土施工工藝流程

（一）攪拌

透水混凝土具有較大稠度，但水泥漿量極少。根據(jù)實(shí)際情況，可選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行混合料拌和。一般攪拌時(shí)間可控制在5min以上，保證水泥漿液徹底將骨料表面覆蓋并全面包裹。在雙面層施工時(shí)，為滿足設(shè)計(jì)要求，可選用兩種不同類型的設(shè)備進(jìn)行攪拌，但必須保證質(zhì)量統(tǒng)一，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定。

（二）澆筑

通過翻斗車將透水混凝土運(yùn)至施工場(chǎng)地，為避免運(yùn)輸過程中混合料水分蒸發(fā)過快，需合理控制運(yùn)距，一般運(yùn)輸時(shí)間不得超過30min。澆筑施工前，需先灑水濕潤(rùn)路基，避免透水混凝土因孔隙率過大出現(xiàn)水分消散問題，從而降低骨料之間的粘結(jié)性能。為此，需先均勻拌和透水混凝土混合料，并將其平鋪在路基之上。在整個(gè)施工過程中，要嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫，合理控制混凝土拌合料從出料到完成鋪筑之間的時(shí)間，具體如表2所示。

（三）振搗

透水混凝：土混合料施工有別于普通混凝土施工，振搗時(shí)選擇輕振法即可，不得選擇強(qiáng)振或夯實(shí)法。主要原因在于高頻振搗將導(dǎo)致混凝士密實(shí)度過大，孔隙率降低，此外，在此施工條件下，極易出現(xiàn)水泥漿離析問題，從而對(duì)材料透水效果造成嚴(yán)重影響。

（四）輥壓

透水混凝：土混合料經(jīng)振搗施工后，可選擇輕型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，受施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件制約，需合理控制輥壓遍數(shù)，不得過壓及漏壓。同時(shí)，應(yīng)在每次輥壓前，清理干凈輥?zhàn)?，避免施工中與骨料粘粘。

（五）養(yǎng)護(hù)

透水混凝土孔隙率較大，存有大量孔洞，這種情況下，水分蒸發(fā)較快，早期養(yǎng)護(hù)極為關(guān)鍵。相比普通混凝土，透水混凝土拆模時(shí)間較早，待拆模之后，在其表面、側(cè)面需覆蓋薄膜等材料，避免在空氣中過度暴曬，盡可能減少水分蒸發(fā)。一般澆筑混凝士24h之后，即可灑水養(yǎng)生，頻率在1天/次以上，隨后覆膜。根據(jù)透水混凝士強(qiáng)度增長(zhǎng)變化，一般可在14d以上控制養(yǎng)護(hù)周期。

（六）成品保護(hù)

完成上述施工作業(yè)之后，可將一層潤(rùn)色封閉劑涂抹到透水混凝土表面，以此提高表面抗破壞強(qiáng)度，并達(dá)到良好的裝飾效果，具有美觀性，避免在長(zhǎng)期使用過程中，堵塞或污染透水混凝：上孔隙。

（七）基本性能檢測(cè)

在質(zhì)量驗(yàn)收中，因人行道透水混凝土路面荷載承受能力低，可不考慮拉彎強(qiáng)度。而其抗壓強(qiáng)度需滿足規(guī)范規(guī)定，在鋪筑環(huán)節(jié)，需現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行試件制作，成型后需對(duì)其強(qiáng)度、孔隙率、透水系數(shù)進(jìn)行全面檢測(cè)，待28d齡期后，可對(duì)試件抗壓強(qiáng)度、透水系數(shù)進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。

經(jīng)觀測(cè)，透水混凝土路面施工效果良好，具有美觀性，符合設(shè)計(jì)要求。施工結(jié)束3個(gè)月之后，經(jīng)鉆芯取樣可知，本路段骨料顆粒堆積緊密，結(jié)構(gòu)骨架內(nèi)貫通孔隙量大，利用路面滲水儀進(jìn)行，人行道透水系數(shù)檢測(cè)，可得3.45mm/s，具有良好透水效果。

四、透水再生混凝土綜合效益分析

（一）經(jīng)濟(jì)效益分析

據(jù)相關(guān)資料顯示，相比開采的天然骨料，再生利用骨料能耗、成本更低，能耗可降低70%左右，可節(jié)約成本25%左右。本路段施工中，基于就近原則，就地取材，選擇廢棄混凝土材料進(jìn)行再生骨料的制作與使用，就當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)進(jìn)行分析，普通混凝土與再生骨料透水混凝土每平米費(fèi)用分別為53.21元、56.75元，相比之下，再生骨料透水混凝土略高，但透水混凝土材料具有良好透水性能，可滿足排水要求，在排水設(shè)施建設(shè)方面可節(jié)省一定成本，約10-20元/平方米。綜合考量之下，透水再生混凝土材料更具經(jīng)濟(jì)效益。

（二）生態(tài)效益分析

透水再生混凝土的應(yīng)用，可節(jié)約建筑垃圾外運(yùn)、堆放的成本，從而避免建筑垃圾堆放及處理對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，如土壤肥力下降、沙化等，特別是建筑垃圾內(nèi)存在大量污染物、有害物，若通過雨水下滲，將對(duì)地表水、地下水資源造成嚴(yán)重污染，甚至產(chǎn)生巨大危害性。廢舊建筑垃圾再生利用，通過透水地面鋪筑，可達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。同時(shí)，此類材料具有良好透水性，若在水渠等處鋪裝，更有利于周圍環(huán)境的改善，形成一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境圈。此外，透水混凝土可吸附太陽(yáng)輻射熱，對(duì)“熱島效應(yīng)”防治具有不錯(cuò)成效。隨著節(jié)能、環(huán)保理念的不斷深入，在可持續(xù)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，開發(fā)、利用再生材料成為了道路施工的必然趨勢(shì)。伴隨我國(guó)早期修建的公路大量進(jìn)入大中修期，及城市化進(jìn)程的持續(xù)加快，將會(huì)產(chǎn)生更多建筑垃圾，廢棄混凝土材料，合理利用建筑垃圾再生產(chǎn)品，無疑是推進(jìn)我國(guó)道路工程行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。預(yù)計(jì)2020年，我國(guó)再生產(chǎn)品使用面積將在1000萬m2以上，這對(duì)推廣利用再生材料意義重大。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，越來越多新技術(shù)、新材料、新工藝被廣泛用于道路工程建設(shè)當(dāng)中，在市政道路施工中合理應(yīng)用透水再生混凝土材料，可有效提升路面透水性能，起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用，是實(shí)現(xiàn)道路工程可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹敬凱，高晶晶.淺談海綿城市理念下的透水混凝土道路研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（25）：517.