陆中刚

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北 十堰 442000）

莞惠公路樟木头至谢岗段是省道S357的组成部分，地处谢岗镇山水狭长城镇经济区，水土保持、清溪-樟木头林场水土保持、生物多样性保护与生态屏障区。该地区地势低洼、雨水管道陈旧，受热带季风影响，城市内涝现象时有发生。2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。《2018中国海绵城市建设白皮书》显示，中国有62%的城市遭受内涝问题的侵害，进入雨季就容易陷入暴雨频发、内涝横行的窘境。数据显示，由洪涝灾害造成的经济和社会损失逐年增加，2016年由于洪涝所带来的经济损失高达3640亿元，相当于全国GDP的0.5%。近年来国家大力推行海绵城市建设，而透水混凝土具备连通地表上下生态环境的功能，是实现海绵城市不可或缺的一种材料，也是2017年建筑业10项新技术之一。

1 配合比设计

1.1 设计参数

透水混凝土基层是由粗骨料及其表面均匀包裹的水泥基胶结料形成的具有连续孔隙结构的混凝土结构层。设计连续孔隙率10%，强度等级C20。

1.2 原材料选择

（1）水泥：采用英德海螺P.O42.5，相关检测数据如表1所示。

（2）碎石：采用粒径为4.75～9.5mm质地坚硬、耐久、洁净的花岗岩，性能指标如表2所示。

（3）水：地下水。

表1 水泥的性能指标

表2 碎石的性能指标

1.3 配合比设计

利用“水泥裹石法”配置混凝土拌合物：将碎石与50%的拌合水进行预湿搅拌30s，然后依次加入水泥并搅拌40s，最后将剩余的水加入并搅拌50s。相关配合比检测数据如表3所示。

表3 透水混凝土配合比检测结果汇总

1.4 试件成型

试模采用150mm×150mm×150mm的标准立方体。混凝土拌合物分两层装入模内，第一层的厚度约为试模高度的2/3，第二层高出试模20mm。制件时每层插捣次数在侧面和平面内部插捣次数力求等距离和均匀分布，四角各1次、侧面3次、平面内部9次。

1.5 结果分析

浆集比与抗压强度趋势图如图1所示，浆集比与孔隙率趋势图如图2所示。

图1 浆集比与抗压强度趋势图

图2 浆集比与孔隙率趋势图

由图1可知：浆集比与透水混凝土强度成正比。浆集比低于0.31时，碎石表面不能被水泥浆液完全包裹形成良好的胶结整体，导致抗压强度急剧下降；浆集比为0.31～0.38时，浆集比越高混凝土结构的强度也相应有所提高；浆集比达到0.38，抗压强度趋于稳定。分析认为透水混凝土通过水泥浆液胶结碎石形成整体，产生强度。由于碎石表面覆盖浆液后，随着浆液量的增加，集料之间胶结能力不断增强使混凝土强度会相应增高。但是若浆液量持续增高，集料表面不能完全吸附的水泥浆液将下沉至试件底部，所以浆集比达到0.38后混凝土28d抗压强度增强作用不明显。

由图2可知：浆集比与透水混凝土连通孔隙率成反比。浆集比低于0.32时，随着浆集比的降低孔隙率只有小幅度的提高；浆集比为0.32～0.38时，浆集比越高混凝土结构的连通孔隙率越小；浆集比达到0.38后继续提高浆集比孔隙率下降速率并趋于平缓。分析原因：浆集比较低时浆液刚好包裹住碎石表面并能使集料充分胶结形成整体，结构的连通孔隙率基本等于碎石的孔隙率，即使浆集比继续下降对结构孔隙率影响不大。浆集比达到0.38时，开始出现过多的水泥浆液，此时浆液逐渐汇集于试件底部。继续提高浆液用量，大量水泥浆液自下而上填充碎石之间孔隙，导致孔隙率下降速度趋于平缓。

2 透水混凝土路面施工

2.1 施工准备

透水混凝土施工前应清扫基层，保证基层表面粗糙、清洁，保持湿润且无明水。

2.2 生产和运输

透水混凝土搅拌完成后有一定的时效性，因为水泥水化反应不断进行，在水泥终凝之时混凝土也完全失去压实特性，而且这种时效性与温度密切相关。以20℃温度下水泥∶集料∶水=382∶1500∶118的配合比为例，对静置不同时间下制成的混凝土试件的28d抗压强度进行试验，试验结果如表4所示。

表4 透水混凝土时间－强度关系

2.3 结果分析

70min之内水泥水化反应虽然在持续进行，但是水泥并未初凝，所以混凝土强度并没有明显影响，超过一定时间后水泥达到初凝混凝土强度显著下降。

3 养护

透水混凝土路面施工完毕后，宜立即采用塑料薄膜覆盖养护14d。养护期间尤其是成型前期严禁使用明水喷洒。

4 结束语

透水混凝土适用于城镇轻荷载道路、园林中的轻型荷载道路。在实际应用过程中经过多方的研究，其施工应用技术已取得了一定的成就，但是由于我国相关研究时间较短，透水混凝土推广还有一定的局限性。该试验受检测条件限制透水系数、抗冻性能等指标缺少数据支撑，对于透水混凝土相关设计与施工参数等还需完善。与此同时，莞惠项目是市政改建项目，将会产生大量路面破除的建筑垃圾，如何合理利用建筑垃圾生产再生骨料配制透水混凝土为项目合理创效将是下一步研究方向。