多层式水泥透水混凝土路面连续铺筑施工工法.pdf
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1、多层式水泥透水混凝土路面连续铺筑施工工法多层式水泥透水混凝土路面连续铺筑施工工法 1 前前 言言 近年来,城市洪涝灾害越发受到关注,初期雨水的污染与危害也逐渐受到重视,传统“重地上、轻地下”,“重发展、轻保护”的思想正在逐渐改观。传统雨水基础设施存在的种种弊端正在逐渐暴露出来,针对传统雨水系统存在的种种弊端,习近平总书记提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”,有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷,节约水资源、保护和改善城市生态环境。随着“海绵城市”的概念被提出,透水混凝土工程项目也逐渐增多,但施工多局限于停车场地坪、厂区道路、公园景观道路等,质量要求不高、结构层面单一。传统施工工
2、艺较多采用人工摊铺抹平施工,通常宜造成混凝土难以压紧,工程实体混凝土强度很低,施工质量难以保证,也有工艺采用沥青摊铺机进行透水水泥混凝土的摊铺,该机械的单次作业面宽度较大,多用于停车场等大面积施工,难以在人行道施工中运用,且采用该机械施工,灵活度低,仅能进行分层铺筑,对于透水混凝土,当下层混凝土干硬后再进行上层混凝土的铺筑时,混凝土层间粘结力极差,形成“两层皮”现象尤为严重。本工法依托于我公司在厦门市翔安区洪钟大道项目海绵城市改造工程中多层彩色透水混凝土非机动车道路面的施工实践,经过不断的总结和提高,形成了一整套关于多层式透水混凝土路面连续铺筑的施工技术,并成功应用,取得了明显的经济和社会效益
3、。经总结,形成本工法,相关技术成果已申报实用新型专利:“一种带有柔性密封套筒的透水混凝土透水系数试验装置”,ZL 201720001783.4。2 工法特点工法特点 2.0.1 较传统施工工艺相比,施工过程中无需大型机械设备、施工灵活度大、技术先进、工艺简单可靠、施工协调极少、减少约 1/3 工期、节约建筑成本等。2.0.2 采用“阶梯型”摊铺法,同时对透水混凝土路面上下面层进行施工,实现了多层混凝土的不间断连续铺筑,保证了上下层间混凝土的粘结力,提高了整体施工强度;2.0.3 采用手扶式汽油压路机碾压施工,保证了实体透水混凝土强度和透水率;2.0.4 采用路面智能喷淋养护系统,严格控制养护水
4、用量,使混凝土所处环境湿度控制在 85%90%。2.0.5 本项目的工程施工本着以提高海绵城市改造工程施工的技术参数要求和质量为目标,通过对非机动车道透水面层改造,降低了雨水径流、增加雨水渗透、净化雨水水质等,取得了一系列的生态效益,为类似工程施工提供了理论支持和工程借鉴价值。3 适用范围适用范围 本工法适用于各种透水混凝土路面铺筑,尤其适用于多层式市政工程非机动车道、人行道等透水型路面不间断连续铺筑,也可用于透水地坪、厂区道路、不规则形景观道路等透水型路面的施工,施工效率较高,灵活度高,平整度和压实度容易控制,施工成本较低。4 工艺原理工艺原理 4.0.1 采用“阶梯型”摊铺法,同时对混凝土
5、路面上下面层进行施工,实现了多层不同级配组成、不同颜色混凝土的不间断连续铺筑,连续铺筑单元控制在 2030m,保证了上下层间混凝土的粘结力,改善了混凝土路面的整体性,提高了整体施工强度;4.0.2 采用手扶式汽油压路机碾压施工,作业灵活度大,碾压强度适中,保证了实体混凝土强度和透水率;4.0.3 在新拌混凝土中加入硅灰,改善新拌混凝土的和易性,提高混凝土强度,降低施工成本;4.0.4 采用路面智能喷淋养护系统,根据混凝土所处环境湿度的变化,以 85%90%湿度变化为界,自动控制喷淋系统开关,严格控制养护用水量,即保证了强度用水,又不会使水量过多引起混凝土泛碱现象;4.0.5 对实体混凝土的透水
6、性、耐久性、行车安全性等指标的检测方法及评价指标进行研究,提出一套完整的水泥路面透水混凝土实体质量评价体系。5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 图 5.1 施工工艺流程图 5.2 施工操作要点施工操作要点5.2.1 施工准备 1 编制施工机械、材料等的进场计划,规划混凝土拌合场地与运距合理,编制专项施工方案并施工前准备施工技术方案人、材、机测量、放样混凝土配合比设计混凝土拌合混凝土运输试验段连续铺筑确定铺筑单元长度确定松铺厚度、碾压方式指标满足否工程单元连续铺筑单元下层面施工下一工程单元施工开始路面养护单元上层面铺筑表面修饰伸缩缝施工表面保护剂涂
7、刷实体检测基层处理摊铺、整平、碾压“阶梯型”摊铺小型压路机碾压成型平板抹光机整平开放交通进行审核。2 对进场机械设备的安全性能进行核查,材料供应量进行确认,确定施工班组人员配备,人员实施岗前培训教育与施工交底,并配有专人负责实施动态协调管理。3 施工前应对基层做高程测量和清洁处理,高程偏差要控制在 15mm 内,基础高程不符要立即要求基层施工方进行整改,并对基层及边沟排水系统进行排查,均符合要求后才可进行水泥透水混凝土面层施工。5.2.2 混凝土配合比设计 1 试验配合比设计与材料比选 根据行业标准 CJJ/T 135-2009透水水泥混凝土路面技术规程 中“3.3 透水水泥混凝土配合比设计”
8、进行混凝土配合比初步设计,对混凝土的有效孔隙率、强度、透水系数等关键指标进行设计和综合比选。透水混凝土的组成是由,骨料组成支撑骨架,骨料间的接触面由胶凝材料进行粘结组成连续体,骨料间隙为镂空孔洞,做排水空隙。为保证混凝土质量,不应选用卵石,采用卵石破碎碎石时,破碎面应大于 90%,所选用碎石的压碎值应不大于 15%,针片状含量应不大于 10%。2 硅灰增强料的优选 透水混凝土中骨料和胶结料的界面过渡区与水泥石本体的结构不同,硬化的透水性混凝土结构是由水泥石、界面过渡区和集料三个重要环节组成,其中界面过渡区的性质对混凝土的性质起着决定性作用,由于透水混凝土具有较多的宏观连通孔隙,因此界面区在其中
9、的作用和影响远比普通混凝土中突出。界面过渡区微观结构网的密实度和水化产生的结晶应力对混凝土的力学性能影响很大,因此,在配合比设计中可加入 5%8%的硅灰,硅灰的微集料效应可使得混凝土界面区结构网进一步密实,起到强化作用,降低过渡区微观缺陷,从而提高混凝土的力学性能。3 彩色混凝土颜色优选 彩色混凝土底色对整体质量影响较大,在进行配合比设计时,对颜色的设计应为一重要设计指标考虑,应选用多家多型号颜料进行比选,并对颜料的最佳掺量进行试验确认,基于水泥和硅灰的底色考虑,结合强度验证,彩色混凝土颜色的掺量一般约为 5%,采用外掺。图图 5.2.2 颜色优选与掺量设计颜色优选与掺量设计 5.2.3 混凝
10、土拌合 1 拌合机具选用与场地配制 混凝土拌合应采用小型强制式双卧轴 JS500 混凝土拌合机,也可根据工程量的大小,配置不同容量的机械搅拌器,严禁采用人工拌合,机械搅拌器的底座或支柱应采用扩大基础固定,并在地面下有不少于 50cm 的埋深,严禁无固定支撑操作,并在机械搅拌器一定范围内的地面处,设置防止水和物料散落的接料设备(如方型板式斗类),保护施工环境的卫生,减少施工后的清理工作。2 原材料的精确称量 原材料的称量均应采用精确的称量设备:碎石采用堆积密度计算的体积法称量应在每一次施工作业前进行复核,且当单次施工量大于 50m3时,应每 50m3复核一次;所有粉料每次添加必须采用精确的称量仪
11、器,进行人工称量添加,严禁采用体积法替代;对于拌合用水的添加应由专人进行控制,通水管道应及时清理,防止管道阻塞影响流速和流量,并在每次施工作业前对单位时间加水量进行复核与调整,精确至 10g,避免加水量偏差过大。3 机械拌合 透水混凝土严禁采用人工搅拌,采用小型强制式双卧轴 JS500 混凝土拌合机,搅拌时按物料的规定比例及投料顺序将物料投入搅拌机,先将胶结料和碎石搅拌约 30 秒后,使其初步混合,再将规定量的水分 2-3 次加入继续进行搅拌约 1.5-2 分钟。视搅拌均匀程度,可适当延长机械搅拌的时间,但不宜过长时间的搅拌。5.2.4 混凝土运输 运输采用三轮自卸车,运距以 1 公里以内为宜
12、,运输过程中便道应平整防止颠簸,卸料时严禁整车卸料,防止拌合料离析,高温施工时运输时用彩条布进行覆盖,使拌合料良好的和易性,为保证施工质量,雨天禁止施工。夏季阳光直射时段 1016 时不宜施工,当环境温度大于等于 35时严禁施工,当环境温度为 3035时严禁在太阳直射时段施工。混凝土从拌合到摊铺完毕总时长应满足表 5.1 要求。表表 5.2.4 混凝土拌合至摊铺完毕总时长混凝土拌合至摊铺完毕总时长 环境温度/允许时长/h t20 1 20t35 0.5 t35 0 图图 5.2.4 混凝土拌合与运输混凝土拌合与运输 5.2.5 试验段铺筑 1 确定铺筑单元长度 混凝土连续铺筑可有效改善层面间的
13、粘结能力,改善路面整体性,提高路面混凝土强度。综合考虑混凝土的状态与工作性能,选择最优混凝土单元铺筑长度,避免因单元长度过长引起混凝土失水,降低层间粘结力。2 确定松铺厚度和碾压方式 透水混凝土的松铺系数和碾压方式及遍数直接影响混凝土整体的密实程度,影响混凝土的透水性能,在试验段中应明确混凝土的松铺厚度及碾压方式,确保实体混凝土的透水性能满足设计要求,当混凝土过实容易使得透水性能降低,影响“海绵城市”效果,当碾压遍数不足时混凝土过于松散,降低了整体强度。3 确定抹光遍数 上面层混凝土碾压完成后应及时进行抹光并找平,使得路面平整度得以保证,且表面无坑洞不平现象。表面抹平遍数过少会使得路面平整度不
14、足,遍数过多会使得浆体上升,孔隙率不足。5.2.6 单元下层面施工 1 基层表面处理 为保证混凝土面层与基层的粘结性,在水泥透水混凝土摊铺前应对基层进行彻底清洁,严禁存在坑洞、凹凸不平等现象,应用高压水枪对基层表面进行冲洗,将泥巴和杂物等清洗干净,保证施工前表面湿润、清洁。在混凝土摊铺前应复测标高,待基层均满足设计要求时方可进行面层施工作业。图图 5.2.6-1 基层处理基层处理 2 摊铺、整平、碾压 施工人员首先须按设计要求进行分隔立模及区域立模工作,立模中须注意高度、垂直度、泛水坡度等的问题。模板应选用质地坚实、变形小、刚度大的槽钢,立模的平面位置与高程应符合设计要求,施工支模要用测量仪器
15、全面打点放线和确定标高,模板与透水砼接触面应涂刷隔离剂或采用塑料薄膜隔离,根据施工现场实际情况,本次非机动车道利用两侧路缘石作为标高带,因此路缘石的标高控制至关重要,且为防止混凝土污染已完工的路缘石和其它结构部位,应在路缘石上贴层塑料薄膜做保护。根据试验段测得松铺系数对下面层混凝土进行人工摊铺,确定好松铺标高,以本试验段施工为例,下面层松铺系数为 1.101.12,摊铺前对混凝土再拌合避免出现过于干硬或黏聚现象,单次摊铺长度为 2030m,人工撒料均匀后,用刮尺刮 23 遍,刮平表面,下面层初步平整后,采用手扶式汽油压路机,压路机轴重 1t,轮宽 70cm,碾压施工,碾轮上不得有尘土,相邻两轮
16、迹间应有 1/5以上面积重合,共碾压 5 遍,其碾压程序为:静压两遍、弱震一遍、再静压两遍。图图 5.2.6-2 下层面施工下层面施工 5.2.7 单元上面层施工 1“阶梯型”摊铺 下面层施工单元完成后,应立刻进行上面层施工,上面层混凝土的松铺系数约为 1.121.15,摊铺长度应较下面层短 510m,使上下面层呈“阶梯型”,用刮尺刮 23 遍刮平表面,并预留出一定量未摊铺混凝土做修补、找平用。图图 5.2.7-1 上层面连续摊铺上层面连续摊铺 2 小型压路机碾压成型 混凝土初平后,采用手扶式汽油压路机,压路机轴重 1t,轮宽 70cm,碾压施工,相邻两轮迹间应有 1/5 以上面积重合,静压
17、4 遍。碾压带边缘应做成 45斜坡,下一单元接缝或接头部位搭接施工时应将上次接头处松动的混凝土剔除后再摊铺碾压。3 平板抹光机整平 对碾压后的上面层混凝土先用刮尺刮 12 遍,使得凹凸不平的地方互相填补,开启抹光机进行表面抹平,并对坑洞或较低部位及时补料填平,并用抹光机抹平,抹光机应沿道路铺筑方向匀速前行,不得在同一位置过长停留,一般进行 23 次可达到施工要求,抹光次数过多容易引起提浆现象,堵塞透水孔道,降低透水性能,若在抹光过程中出现浆体提起现象应及时停止机器运作,并适当降低抹光遍数,若因混凝土加水量过多引起的施工困难,应及时将混凝土清除重新施工。图图 5.2.7-1 平板抹光机整平平板抹
18、光机整平 5.2.8 表面修饰 透水混凝土摊铺后应及时检查路面的平整度,边角有无缺损、松散、脱粒等现象,要对每一处表面进行严格检查,观察有无脱粒、坑洞、不紧密或大粒径石子混入,若有上述现象应及时用抹刀修补、压实整平,对大粒径石子应及时剔除,并补强,确保表面平整、均匀、美观。5.2.9 路面养护 良好的养护是保证混凝土结构在使用期内获得良好工作性能的必要条件,对混凝土的耐久性也有重要影响。目前国内传统的养护方式多采用人工不定时洒水的方式,这种养护方式主要存在:温湿度掌握不准确;洒水养护不规范;洒水时机与洒水量控制不当;养护效率低等问题。尤其是对洒水时机和洒水量控制不当对实体混凝土的影响巨大,当洒
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