多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面施工工法.docx

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1、多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面施工工法1 .前言当今公路的路面结构层多为在石灰土、二灰土、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎石等基层上铺装密实型沥青路面。不透水道路缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力等弊端给生态环境带来了许多负面的影响，随之产生一系列环境问题：能够渗入地表的雨水明显减少，城市的地下水位急剧下降；不透水的路面很难与空气进行热量与湿度的交换，产生“热岛现象”；短时间的集中降雨使大量雨水不能及时渗入地表，易造成道路被淹没、交通瘫痪等社会问题。因此，突破传统混凝土材料的范围，铺筑可“呼吸”混凝土路面，寻求与自然的和谐，成为当前混凝土科学发展的主要方向之一。多孔混凝土基层透水路面不仅拥有传统

2、混凝土材料的性能，更赋予其新的特性，是一种使人类与自然生态和谐发展的新型生态环保混凝土路面。传统路面的半刚性基层细料含量较多，致密、强度高，基本是一种不透水或渗水能力很差的材料。其温度收缩系数大，受温干缩影响必然导致基层开裂。基层反射裂缝引起沥青路面的开裂，雨、雪水通过开裂的缝隙渗入基层，并积聚起来。路面渗透、路侧渗流、地下水上升、毛细管作用等可导致路基湿软、承载力降低；重者会引起路基冻胀、翻浆或边坡塌方，甚至整个路基沿倾斜基底滑动：进入结构层内的水可浸湿无机结合料处的粒料层，当车辆驶过时，水在高速行驶的车载作用下受到很大的压力形成水流，造成基层强度降低，唧浆、沉陷、坑槽等水损害现象，导致路面

3、逐渐被破坏。如今交通量增长、重载超载车辆的增多使路面使用寿命缩短，维护费用增多。针对传统公路路面水损坏病害的现状，适应海绵城市建设发展需求，解决城市内涝和“热岛现象,邢台路桥建设总公司经过长期研究攻关，开发了多孔改性水泥混凝土复合沥青路面。这种生态混凝土透水路面，采用“封疏结合”理念，通过封、排、渗、滞、蓄、用,突破传统混凝土材料的范围，铺筑可“呼吸”新型生态环保混凝土路面。2019年至今，己先后在巨鹿县泰然至梨园旅游路建设工程、深河市城乡一体化示范区沙河沿岸综合整治PPP项目、漂河市城乡一体化示范区燕山路道路工程中推广应用，取得了良好的经济效益和社会效益，实现了科技成果转化。其关键技术成熟、

4、可靠，在我国具有领先性。已授权专利3项：路面结构层（专利号：2004100568919）,透水式公路道路结构（专利号：2005201226181）、旧路面提升改造的路面结构（专利号：2009202545271）。与该工法配套的水泥改性胶黏剂全自动生产设备于2023年5月成功申请了专利（已受理）。同时完成了河北省交通运输厅改性水泥混凝土新型路面材料研究和长寿命新型和多孔透水性基层材料路面结构研究，研究成果获得省级以上科技奖励。多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面是采用多孔改性水泥混凝土取代半刚性水泥稳定碎石基层，上铺设有透水沥青混凝土的路面层结构。可提高基层的抗水损害能力和沥青上面层的抗滑性能，缩

5、短刹车距离15%以上，从而大大提高沥青路面的承载力和行车安全性。同时具有排水、降噪功能，可延长道路使用寿命，减少早期水损害等路面病害的发生，增大养护周期，减少运营期间的养护工作量和养护费用，降低工程投资。广泛应用于高速公路、重载交通道路、其他等级公路道路和城市道路以及建设海绵城市，有效缓解城市内涝，保护生态环境。2 .工法特点多孔改性水泥混凝土基层作为一种新型基层材料，其施工方案和施工工艺等过程与半刚性基层施工存在相当大的差异，具有其特殊性和创新性。多孔改性水泥混凝土由单一粒径碎石、水泥、水泥改性胶黏剂和水经机械搅拌混合而成的水泥混凝土，是固（骨料）、液（浆体）和气相（孔隙）组成多孔状固态物，

6、无级配设计、无细集料掺加。其排水性能、强度性能、温干缩性能、长期性、耐久性和抗冻性能等物理力学指标明显优于半刚性基层材料的性能。多孔改性水泥混凝土采用水泥混凝土拌合楼拌合生产，摊铺机摊铺，厚度从15Cm到40Cm一次成型，免碾压成型，摊铺后塑料薄膜养生，无需洒水。针对这些要求，我们在混凝土基层路面施工中，从原材料、配合比、机械装备配套、工艺流程、摊铺施工工艺控制，到施工质量管理与检查验收等各环节都加以严格的控制，均积累了丰富的施工经验。透水沥青路面的原材料、配合比、机械装备配套、工艺流程、施工工艺、施工质量管理与检查验收等各环节都遵循沥青路面施工技术规范要求。为保证施工有章可循，我们制定了生态

7、混凝土透水路面施工作业指导书，对施工的每个环节进行规范，使设计、建设、监理和施工单位有章可循，从而提高质量意识，加大管理力度，制定科学制度和严格执行，加快施工进度，有利于提高和保障其施工质量，使该技术能够得到更加广泛的推广应用。经实体工程验证，生态混凝土透水路面施工工艺成熟、质量可靠、性能稳定、经久耐用，并逐步完善、编写完成生态混凝土透水路面施工工法。该项工法具备了如下特点：2.1 多孔改性混凝土采用间歇式水泥混凝土拌合楼生产，配比精度高、混凝土质量稳定，不需设备改建，适用性广、可操作性强。2.2 透水沥青路面采用改性高粘沥青生产沥青混合料，可根据项目工程实际、生产设备和生产条件选用干拌和湿拌

8、两种方式生产混合料，生产工艺成熟、简便，易于操作。2.3透水沥青路面施工采用常规施工机械施工，不需另外新增特殊施工机械设备，不增加施工机械费用。2.4生态混凝土透水路面施工工艺适用性广，可应用于高速公路、重载交通道路、其他等级公路道路和城市道路以及建设海绵城市。2.5生态混凝土透水路面整体性能好，抗冻能力强，排水性能优良，可有效防止路面水毁引起的早期破坏，增大养护周期，减少运营期间的养护工作量和养护费用。2.6基层施工效率高、施工工艺成熟可靠。2. 7与普通路面结构相比，可大幅减薄沥青面层厚度，从而有效防止路面车辙形成，降低工程投资，经济效益明显。3. 8沥青路面具有排水、降噪功能，缩短刹车距

9、离，从而大大提高路面承载力和行车安全性。4. 9沥青路面厚度减薄，可减少热拌沥青混合料时的耗能耗材，免碾压和振捣，节省设备台班、机械燃油，减少施工噪音和废物排放。3 .适用范围本工法适用地域范围广，针对不同区域和等级的道路交通流量和交通状况，设计不同基层厚度的沥青路面结构形式，满足相适应的技术要求。并根据不同施工环境和施工条件优选最佳组合结构设计和排水设计。可以广泛用于可应用于高速公路、重载交通道路、其他等级公路道路和城市道路、城市广场、旅游区景观路以及海绵城市建设等。4 .工艺原理水对路基土和路面材料强度、模量的影响和危害，很早就引起人们的注意，并进行了相关研究，认识到水是造成路面损坏的主要

10、原因之一。排水基层是路面结构内部排水系统的重要组成部分，其结构与材料组成，直接影响到路面结构的排水效果，从而关系到路面的长期性能。排水基层必须满足三个方面的要求：首先，必须具有足够的渗透性，在规定的设计时间内能够排除渗进路面结构中的水；其次，必须具有足够的稳定性以支撑路面的施工操作；最后，必须具有足够的强度以满足路面结构的要求。当今沥青混凝土路面基层多采用水泥稳定碎石基层，虽然有足够的承载力，但由于半刚性基层细料含量较多，致密、渗水能力差，当受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温湿度变化，冰冻等因素的影响，会出现各种沥青路面病害，造成基层强度降低，唧浆、沉陷、坑槽等水损害现象。针对传统公路路面

11、水损坏病害的现状，适应海绵城市建设发展需求，生态混凝土透水路面突破传统混凝土材料的范围，铺筑可呼吸“新型生态环保混凝土路面。本工法工艺核心原理是生态混凝土透水路面由多孔改性水泥混凝土基层和透水沥青面层组成，雨水通过路面结构渗入路基或由基层底部排出，有效补充地下水资源和生态环境。沥吉路面具有排水、降噪功能，缩短刹车距离，从而大大提高路面承载力和行车安全性，降低交通事故率。生态混凝土透水路面的应用对于减少路基路面水损坏，延长公路的使用寿命，降低公路运营维护成本具有现实意义。多孔改性水泥混凝土由单一粒径碎石、水泥、水泥改性胶黏剂和水经机械搅拌混合而成的水泥混凝土，是固（骨料）、液（浆体）和气相（孔隙

12、）组成多孔状固态物，无级配设计、无细集料掺加。掺入一定量的水泥改性剂有助于完成水泥二次固化，提高水泥浆体固化后的强度，而且提高水泥浆和骨料间的界面黏结强度，同时保证混凝土的工作性，防止施工中浆体和骨料的离析。多孔混凝土是一种骨架孔隙结构的混凝土材料，它的强度主要依靠集料颗粒间相互嵌挤产生的摩阻力及水泥浆的粘结力而形成。由于多孔混凝土水泥用量通常较少，增大集料间的摩阻力在提高多孔混凝土的强度上起重要作用。同时，作为排水基层材料，应控制细料的含量，保证多孔混凝土具有良好的透水性。空隙、骨料、浆体三者的质量关系和空间分布关系对多孔改性水泥混凝土的物理、力学性能具有重要影响。试验表明，多孔改性水泥混凝

13、土的排水性能、强度性能、温干缩性能、长期性、耐久性和抗冻性能等物理力学指标明显优于半刚性基层材料的性能。多孔改性水泥混凝土以骨架空隙结构为特征，在满足一定承载能力的同时还具有较好的排水性，能及时、有效地缓解降雨带来的水损害。透水沥青混凝土生产可采用干拌工艺或湿拌工艺。沥青混合料生产、运输、摊铺、碾压、开放交通以及质量检测检验项目和频率、质量检验技术要求等，参照JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范。透水沥青路面可有效缓解路表积水、漫流、水漂、眩光等现象。多孔改性水泥混凝土用作基层时能迅速排除进入路面结构的水，减小路面早期的水损害，是一种具有良好的发展潜力和广阔应用前景的路面材料，尤其在

14、雨水偏多地区，多孔改性混凝土能够发挥其独特的排水优势，从经济与耐久性方面相比较分析，多孔改性混凝土优势更为明显。其配套的设备设施、施工方法、养护管理等方面均已形成企业规范和地方标准，现已广泛应用于城市园林工程、市政工程和生态环保工程等各个领域，并取得了良好的经济收益和社会收益。5 .施工工艺流程及操作要点5. 1多孔改性水泥混凝土基层施工工艺流程及操作要点多孔改性水泥混凝土施工流程，见图5.1。图5.1多孔改性水泥混凝土施工工艺框图5.1.1机械设备配置1主要配备多孔改性水泥混凝土搅拌站、沥青洒布车、摊铺机、运输车辆、防水卷材热熔焊接机等机械。2搅拌站的配置搅拌设备采用电脑程序自动控制的水泥混

15、凝土搅拌站，并配置水胶溶液配制罐。3搅拌场设置搅拌场设置按照相关技术规范、业主和标准化要求执行。1）搅拌站宜设置在摊铺路段的中间位置。搅拌站内部布置应满足原材料储运、混凝土运输、供水、供电等使用要求。确因地形条件限制，料场面积不足时，可在搅拌站附近设置石料储备转运场。2）混凝土搅拌站应解决搅拌、清洗、用水的供应，并保证水质。水量满足摊铺施工的需要。3）混凝土搅拌站应保证充足的电力供应，电力总容量应考虑全部施工用电设备、夜间施工照明及生活用电。配电房或发电设备应设在地势高处或架高设置。4）应确保摊铺机、运输车辆及发电机等动力设备的燃料供应。5）在施工前，应储备足够的石料满足施工需要。料场应建在地

16、势较高，排水通畅的位置，其底部应采用胶凝材料处理或水泥混凝土硬化处理，严禁料堆积水和泥土污染。不同规格的石料之间应有隔离设施，严禁混杂。6）搅拌楼下装车部位应铺筑混凝土路面，并应设置清洗污水排放管沟、积水渗水坑或清洗搅拌楼的废水处理回收设施。5.1.2下承层准备1对下承层的要求如下：根据公路路面基层施工技术规范（JTGF20-2015）的要求完成下承层施工，检测各项指标应满足规范要求。加铺防水卷材的下承层应具有足够的强度和稳固性，表面应平整、密实、无浮尘。对下承层进行彻底的清扫，使其无尘土无废渣，同时恢复路线中线，按设计宽度标出两侧边线，保证摊铺宽度。1）下承层宽度应比多孔改性水泥混凝土每侧宽出30Cm以上。2）下承层表面应平整、稳固，并及时进行养生及保护。3）下承层路拱、纵坡、高程符合要求。4）应至少提供足够摊铺机连续施工7d以上的合格下承层。