透水混凝土路面结构及其施工方法与流程

1.本公开涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种透水混凝土路面结构及其施工方法。


背景技术：

2.透水混凝土是一种促进水循环，改善城市生态环境的环保性路面材料，在海绵城市的建设中得到广泛应用。
3.然而，现有技术中，透水混凝土路面的透水性不好，强度低，刚性弱，容易裂碎、下沉。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种透水混凝土路面结构及其施工方法。
5.第一方面，本公开提供了一种透水混凝土路面结构，包括设置在路基上的蓄水层和路面本体；
6.所述蓄水层设置在所述路基和所述路面本体之间；
7.所述路面本体包括从下至上依次设置的透水层、透水磨耗层以及透水防护层，所述透水层朝向所述蓄水层；
8.所述透水磨耗层由水泥、水、骨料、减水剂、增强剂、陶粒混合而成，其中，所述水泥、所述水、所述骨料、所述减水剂、所述增强剂、所述陶粒的配合比为230kg/m
3-305kg/m3：90kg/m
3-130kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3：15kg/m
3-20kg/m3。
9.可选的，所述蓄水层、所述透水层、所述透水磨耗层、所述透水防护层的厚度比介于30:16:10:1至20:10:8:1。
10.可选的，所述蓄水层的厚度为15-20cm；
11.所述透水层的厚度为8-10cm；
12.所述透水磨耗层5-8cm；
13.所述透水防护层0.5-1cm。
14.可选的，所述路面本体为多个；
15.多个所述路面本体成行和/或成列设置在所述蓄水层上。
16.可选的，相邻的两个所述路面本体之间设置有缩缝结构；
17.所述缩缝结构包括密封填料以及两个相对设置的立板，两个所述立板分别抵接在相邻的两个所述路面本体的相对的一面上，两个所述立板之间限定出填料腔，所述密封填料填充在所述填料腔内。
18.可选的，所述密封填料包括填料层和密封层；
19.所述填料层设置在所述密封层和所述蓄水层之间，所述密封层的底面所在的高度
不低于所述透水磨耗层的底面所在的高度。
20.可选的，所述透水层由水泥、水、骨料、减水剂、增强剂混合而成，其中，所述水泥、所述水、所述骨料、所述减水剂、所述增强剂的配合比为230kg/m
3-305kg/m3：90kg/m
3-130kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3。
21.可选的，所述蓄水层内设置有排水通道，所述排水通道的入口与所述蓄水层连通，所述排水通道的出口与位于所述路基一侧的排水系统连通；
22.所述排水通道的朝向所述路面本体的侧壁上开设有多个透水孔，多个所述透水孔成行成列设置，所述排水通道的背离所述路面本体的侧壁封堵。
23.可选的，所述排水通道至少为两个，至少两个所述排水通道沿所述路基所在的路线的延伸方向间隔设置；和/或，
24.所述排水通道(4)的至少部分外壁上围设有用于防止所述透水孔(41)堵塞的防护结构，所述防护结构包括设置在所述排水通道(4)外壁上的第一过滤组件以及设置在所述第一过滤组件外侧的第二过滤组件。
25.第二方面，本公开还提供了一种透水混凝土路面结构的施工方法，所述施工方法包括：
26.在路基上铺设蓄水层；
27.在蓄水层上依次浇筑形成透水层和透水磨耗层；其中，所述透水磨耗层由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成；
28.在所述透水磨耗层的顶面设置透水防护层。
29.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
30.本公开提供的一种透水混凝土路面结构及其施工方法，通过在路基上设置蓄水层和路面本体，蓄水层设置在路基和路面本体之间，路面本体包括从下至上依次设置的透水层、透水磨耗层以及透水防护层，透水层朝向蓄水层。具体实现时，透水磨耗层由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成，从而增加了透水混凝土路面结构的强度和刚度，在一定程度上避免了透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生。同时，透水防护层可以防止灰尘等杂物堵塞透水层、透水磨耗层内的透水透气的孔隙，进一步提高了本实施例提供的透水混凝土路面的透水性能。
附图说明
31.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
32.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本公开实施例所述透水混凝土路面结构的结构示意图；
34.图2为本公开实施例所述透水混凝土路面结构的局部俯视图；
35.图3为本公开实施例所述透水混凝土路面结构的排水通道的结构示意图；
36.图4为本公开实施例所述透水混凝土路面结构的施工方法的流程示意图。
37.其中，1、蓄水层；2、路面本体；21、透水层；22、透水磨耗层；23、透水防护层；3、缩缝结构；31、立板；32、密封填料；321、填料层；322、密封层；4、排水通道；41、透水孔；51、第一过滤组件；52、第二过滤组件。
具体实施方式
38.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
40.实施例一
41.参考图1和图3中所示，本实施例提供一种透水混凝土路面结构，该透水混凝土路面结构包括设置在路基(未图示)上的蓄水层1和路面本体2；蓄水层1设置在路基和路面本体2之间；路面本体2包括从下至上依次设置的透水层21、透水磨耗层22以及透水防护层23，透水层21朝向蓄水层1；透水磨耗层22由水泥、水、骨料、减水剂、增强剂、陶粒混合而成，其中，水泥、水、骨料、减水剂、增强剂、陶粒的配合比为230kg/m
3-305kg/m3：90kg/m
3-130kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3：15kg/m
3-20kg/m3。
42.在此需要说明的是，铺设蓄水层1和路面本体2的路基应当稳定、均质，并能够为蓄水层1和路面本体2提供均匀牢固的支承力。
43.具体实现时，蓄水层1直接铺设在路基上，蓄水层1比如可以采用级配碎石、级配砂砾、级配砾石中的一种或多种混合铺设而成，蓄水层1应当具有足够的强度和刚度，顶面压实度不小于95％，为路面本体2提供牢固的承载力。
44.示例性地，蓄水层1由级配碎石铺设而成，级配碎石顶面压实度(重型击实标准)不小于95％，级配碎石集料连续孔隙率不小于10％，集料压碎值不应大于26％，公称最大粒径不宜大于26.5mm，集料中小于或等于0.075mm颗粒的含量不应超过3％。
45.在蓄水层1上铺设路面本体2前，应当对蓄水层1背离路基的一面即蓄水层1的顶面进行清洁，具有适宜的粗糙度和湿润度，做好两者之间的界面处理。
46.具体实现时，透水层21、透水磨耗层22具有透水透气的孔隙，孔隙率不小于10％。
47.进一步地，本实施例提供的透水混凝土路面结构具有良好的透水性能，可以防止路面积水，夜间不反光，增加路面安全性和通行舒适性，还能调节所在空间的温度和湿度，改善城市热循环，缓解热岛效应。同时，大孔隙率能降低通行物体比如自行车、摩托车行驶时的路面噪音，声波不再垂直反射，而是在孔隙内漫射衰减，创造舒适的行驶环境。另外，大量的孔隙还能吸附城市污染物，减少扬尘污染。
48.在本实施例中，透水磨耗层22由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成，其中，水胶比为0.29-0.31。
49.在一些实施例中，比如在北方比较寒冷的地方，透水磨耗层22还包括抗凝冰剂，以
改善路面本体2的抗滑能力。具体实现时，水泥、水、抗凝冰剂、骨料、减水剂、增强剂、陶粒按照230kg/m
3-305kg/m3：40kg/m
3-67kg/m3：50kg/m
3-63kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3：15kg/m
3-20kg/m3混合而成。
50.具体实现时，在增强剂比如纳米粘合剂的作用下，水泥、水、骨料、减水剂、陶粒相互粘接，可提高彼此之间的粘接强度，使铺设时具有适宜的粘聚性而不流淌封底，并经水化硬化后可形成具有连续孔隙结构的透水磨耗层22，实现了高透水性能和高强度。
51.在北方比较寒冷的地方，增强剂比如可以包括石墨烯，含有石墨烯的透水磨耗层22形成为透水导电磨耗层。该透水导电磨耗层具有较好的导热性能，其中的石墨烯可以充分吸收太阳光的热量发热，并可将热量迅速传导至透水防护层23，进而起到快速融雪化冰的作用，有利于提高路面本体2的抗滑能力。同时，在透水磨耗层22中添加石墨烯形成透水导电磨耗层，代替了传统撒盐的融雪化冰方式，避免了盐中的氯、硫酸根等成分对公路桥梁以及周边环境产生损害的现象发生，从而对公路桥梁以及周边环境起到了一定的保护作用，延长了使用寿命，还提高了行车安全性和舒适性。
52.另外，陶粒粒径为4.75mm-9.5mm，在陶粒的作用下，增大了孔隙的表面能，从而增强了透水磨耗层22的强度和刚度，在一定程度上避免了透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生。
53.根据具体的施工情况，骨料颗粒，比如石英砂由粒径为6-10mm、3-6mm、0-3mm连续级配石以合适的比例混合而成，示例性地，骨料由粒径为6-10mm:3-6mm:0-3mm的级配石按照3％:5％:10％的比例混合而成。
54.上述水泥、水、骨料、减水剂、增强剂、陶粒按配合比为230kg/m
3-305kg/m3：90kg/m
3-130kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3：15kg/m
3-20kg/m3混合制成透水磨耗层22，比如，每立方米透水磨耗层22中可以包括300kg水泥、123kg水、1585kg骨料、12.5kg减水剂、22kg增强剂、19kg陶粒。
55.又比如，每立方米透水磨耗层22中包括295kg水泥、120kg水、1590kg骨料、10.5kg减水剂、23kg增强剂、18kg陶粒。
56.由于陶粒通常具有多种颜色，所以透水磨耗层22通常形成为彩色强固磨耗层。
57.进一步地，透水防护层23为透明防护层，而陶粒通常具有多种颜色，因此，采用透水防护层23比如硅氟密封剂密封透水磨耗层22时，不仅可以防止灰尘、颗粒等杂物堵塞透水磨耗层22、透水层21的孔隙，提高透水性能，还可以显露彩色强固磨耗层的颜色，视角效果好。
58.另外，透水防护层23降低了透水磨耗层22的表面粗糙度，从而减少了对通行物体的磨损和损耗，提高了通行舒适性。
59.通过上述技术方案，通过在路基上设置蓄水层1和路面本体2，蓄水层1设置在路基和路面本体2之间，路面本体2包括从下至上依次设置的透水层21、透水磨耗层22以及透水防护层23，透水层21朝向蓄水层1。具体实现时，透水磨耗层22由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成，从而增加了透水混凝土路面结构的强度和刚度，在一定程度上避免了透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生。同时，透水防护层23可以防止灰尘等杂物堵塞透水层21、透水磨耗层22内的透水透气的孔隙，进一步提高了本实施例
提供的透水混凝土路面的透水性能。
60.在一些实施例中，蓄水层1、透水层21、透水磨耗层22、透水防护层23的厚度比介于30:16:10:1至20:10:8:1，结构优良，稳定性好，强度高。
61.进一步地，蓄水层1的厚度为15-20cm；透水层21的厚度为8-10cm；透水磨耗层225-8cm；透水防护层230.5-1cm。
62.施力性地，蓄水层1的厚度为15cm，透水层21的厚度为8cm，透水磨耗层225cm；透水防护层230.5cm。
63.参考图1和图2中所示，路面本体2为多个，多个路面本体2成行和/或成列设置在蓄水层1上，方便施工和后期维修。
64.具体实现时，若路线的宽度不大，沿路线的延伸方向，蓄水层1上可以依次设置有多个路面本体2，多个路面本体2成一行或一列排布，每个路面本体2的宽度与路线的宽度大致相等。
65.若路线的宽度较大，多个路面本体2中的部分路面本体2沿路线的宽度方向依次设置，多个路面本体2中的部分路面本体2沿路线的延伸方向依次设置，从而多个路面本体2成行成列设置在蓄水层1，方便施工和后期维修。
66.在一些实施例中，参考图1和图2中所示，相邻的两个路面本体2之间设置有缩缝结构3，缩缝结构3一方面用于缓解透水混凝土路面结构的热胀冷缩现象，提高其使用寿命和使用安全性；另一方面，在相邻的两个路面本体2之间设置缩缝结构3，避免单个的路面本体2过大，便于施工和后期维护。
67.其中，缩缝结构3包括密封填料32以及两个相对设置的立板31，两个立板31分别用于抵接在相邻的两个路面本体2的相对的一面上，两个立板31之间限定出填料腔，密封填料32填充在填料腔内，可以理解的是，其中一个立板31抵接在其中一个路面本体2的朝向填料腔的一面上，其中另一个立板31抵接在其中另一个路面本体2的朝向同一个填料腔的一面上，结构简单，施工方便，容易制作。
68.立板31比如是xps挤塑板，成本低、容易实现，强度高。
69.立板31的高度不低于透水层21的朝向透水磨耗层22的一面所在的高度，并不高于透水磨耗层22的朝向透水防护层23的一面所在的高度，即立板31的高度不高于路面本体2的顶面，安全性好。
70.具体实现时，在沿其中一个路面本体2至与其相邻的另一个路面本体2的方向上，填料腔的尺寸为1.5-2cm。
71.进一步地，密封填料32包括填料层321和密封层322，填料层321设置在密封层322和蓄水层1之间，即，密封层322位于填料腔的上方，填料层321位于填料腔的下方，密封层322的底面所在的高度不低于透水磨耗层22的底面所在的高度，从而保证在填料腔内设置有足够的填料层321，进一步地提高了透水混凝土路面结构的强度和刚度。
72.其中，填料层321比如可以采用干砂填充形成，密封层322比如可以采用弹性聚氨酯勾缝形成。
73.在一些实施例中，透水层21由水泥、水、骨料、减水剂和增强剂混合而成，其中，所述水泥、所述水、所述骨料、所述减水剂、所述增强剂的配合比为230kg/m
3-305kg/m3：90kg/m
3-130kg/m3：1485kg/m
3-1780kg/m3：10kg/m
3-15kg/m3：20kg/m
3-25kg/m3。
74.示例性地，每立方米中的透水磨耗层22中包括285kg水泥、123kg水、1585骨料、13.5kg减水剂、24kg增强剂，结构强度高，刚性好。
75.在一些实施例中，参考图3中所示，蓄水层1内设置有排水通道4，排水通道4的入口与蓄水层1连通，排水通道4的出口与位于路基一侧的排水系统连通；排水通道4的朝向路面本体2的侧壁上开设有多个透水孔41，多个透水孔41成行成列设置，排水通道4的背离路面本体2的侧壁封堵，从而使路面结构上的水，可依次通过透水防护层23、透水磨耗层22、透水层21、蓄水层1、透水孔41进入到排水通道4内部，由于排水通道4的背离路面本体2的侧壁即排水通道4的底部封堵，因此，进入至其内部的水不会渗漏到路基内，而是沿排水通道4的延伸方向排放至排水系统中，从而进一步提高了透水混凝土路面结构的透水性能。
76.在此需要说明的是，排水通道4可以是提前预制好的排水管井，比如混凝土预制排水管井，。当然，排水通道4也可以是在蓄水层1铺设一定厚度的时候，现场浇筑形成的排水通道4，根据具体的工况任意选用。
77.具体实现时，排水管道的尺寸根据蓄水层1的尺寸而定，只要排水性好，承载力好，强度高即可。示例性地，排水管径为外径为120cm，壁厚为3cm,内径为30cm混凝土排水管井。
78.其中，排水通道4通常横向埋设在蓄水层1中，并靠近蓄水层1的朝向路基的一侧即蓄水层1的底部设置，疏水性、排水性好。
79.另外，排水通道4上透水孔41的孔隙率不小于25％。
80.在一些实施例中，排水通道4至少为两个即多个，多个排水通道4沿路基所在的路线的延伸方向间隔设置，进一步提高了透水混凝土路面结构的透水性能，提高了通行安全性和舒适性。
81.在一些实施例中，参考图1中所示，排水通道4的至少部分外壁上围设有用于防止透水孔41堵塞的防护结构，防护结构包括设置在排水通道4外壁上的第一过滤组件51以及设置在第一过滤组件51外侧的第二过滤组件52。
82.具体实现时，第一过滤组件51比如可以是土工布，土工布至少围设包裹在排水通道4开设有透水孔41的一侧，当然，也可以在排水通道4的整个外侧都包裹有土工布。
83.在排水通道4的外侧围设土工布，可以防止蓄水层1中的泥土等细小颗粒堵塞排水通道4上的透水孔41，提高了排水通道4的排水性能，进而提高了透水混凝土路面结构的透水性能。
84.第二过滤组件52比如可以是滤料层，采用粒径为5mm-25mm的碎石铺设在土工布的外侧，即5mm-25mm的碎石铺设在土工布的远离排水通道4的一侧形成滤料层，透水性好，过滤能力强，进一步阻止了蓄水层1中的泥土等细小颗粒堵塞排水通道4上的透水孔41，进一步提高了排水通道4的排水性能和透水混凝土路面结构的透水性能。
85.实施例二
86.参考图4中所示，本实施例还提供了一种透水混凝土路面结构的施工方法，通过该施工方法可以制成上述实施例中的透水混凝土路面结构，以增强透水混凝土路面的强度和刚度，在一定程度上避免透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生，进而提升使用寿命。
87.结合图1至图4中所示，下面通过具体的实施例对透水混凝土路面结构的施工方法进行说明，该施工方法包括：
88.s101、在路基上铺设蓄水层1；
89.s102、在蓄水层1上依次浇筑形成透水层21和透水磨耗层22；其中，透水磨耗层22由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成；
90.s103、在透水磨耗层22的顶面设置透水防护层23。
91.本实施例提供的透水混凝土路面结构的施工方法，首先，在路基上铺设蓄水层1，其中，蓄水层1比如可以是15cm厚的级配碎石，承载力好，透水、蓄水性能优良。然后，在蓄水层1上依次浇筑形成透水层21和透水磨耗层22，并且透水磨耗层22由230kg/m
3-305kg/m3水泥、90kg/m
3-130kg/m3水、1485kg/m
3-1780kg/m3骨料、10kg/m
3-15kg/m3减水剂、20kg/m
3-25kg/m3增强剂、15kg/m
3-20kg/m3陶粒混合制成，从而增强了本实施例提供的透水混凝土路面的强度和刚度，在一定程度上避免透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生。最后，在透水磨耗层22的顶面设置透水防护层23，该透水防护层23可以防止灰尘、颗粒等杂物堵塞透水层21和透水磨耗层22内的透水透气的孔隙，提高了透水混凝土路面的透水性能。基于此，通过本实施例提供的透水混凝土路面结构的施工方法施工而成的透水混凝土路面结构的强度高，刚度优良，在一定程度上避免了透水混凝土路面出现裂碎、下沉等现象发生。
92.在一些实施例中，透水防护层23比如可以是硅氟密封剂。
93.进一步地，在步骤s102之前，该施工方法还包括：
94.沿路基所在的路线的延伸方向，在蓄水层1的两侧设置支护侧板；
95.当在蓄水层1上需要铺设多个路面本体2时，在相邻的两个路面本体2的接合处设置两个相对设置的立板31，两个相对的立板31之间限定出填料腔。
96.相应地，上述步骤s102具体包括：
97.在支护侧板和填料腔之间以及相邻的两个填料腔之间，从下至上依次浇筑铺设透水层21和透水磨耗层22。
98.其中，浇筑透水磨耗层22的水泥、水、骨料、减水剂、增强剂、陶粒，以及浇筑透水层21的水泥、水、骨料、减水剂、增强剂，均可以是提前配料并搅拌好，现场施工时，将其运输过来直接进行现场浇筑即可，施工效率高。当然，也可以是在蓄水层1养护的过程中，现场配料并搅拌。
99.上述步骤s102之后还包括：
100.在填料腔内填充密封填料32，其中，密封填料32包括填料层321和密封层322，并且填料层321和密封层322沿从下至上的方向依次填充在填料腔内。
101.在此需要说明的是，上述在填料腔内填充密封填料32与步骤s103没有先后顺序之分，也就是说，在步骤s102之后，可以先在填料腔内填充密封填料32，再在透水磨耗层22的顶面设置透水防护层23。当然，也可以先在透水磨耗层22的顶面设置透水防护层23，再在填料腔内填充密封填料32。根据具体的工况可以任意选用，在此不做过多限制。
102.其中，填料层321比如可以是干砂层。
103.密封层322比如可以采用弹性聚氨酯勾缝形成。
104.具体的技术特征与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述。具体可参照上述实施例的描述。
105.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
106.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。