1工程概況
西安大明宮國家遺址公園(簡稱大明宮遺址公園)是一項(xiàng)國家重大文化項(xiàng)目，公園南北約2.4km，東西約1.5km。公園內(nèi)部廣場及一、二級園路均采用露骨料透水混凝土。其中，公園廣場地面石子顏色為純黃色，二級園路地面石子顏色為黃灰3∶1，一級園路兩側(cè)地面石子顏色為黃灰1∶3，中間地面石子顏色為純灰色，如圖1所示。
西安世界園藝博覽會(huì)(簡稱世園會(huì))露骨料透水混凝土鋪裝范圍是長安花谷內(nèi)廣場及A，B，C，D區(qū)山坡道路。鋪裝景觀如圖2所示。
2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與施工特點(diǎn)
2.1路面結(jié)構(gòu)
由于公園內(nèi)部地基大部分為濕陷性黃土，如采用“直滲型”路面，遇雨后會(huì)造成路基沉陷，因此采用“導(dǎo)向滲透型”路面結(jié)構(gòu)，先鋪設(shè)普通混凝土路面作為基層，基層之上再鋪設(shè)透水混凝土層，透水層由結(jié)構(gòu)層和面層組成(見圖3)，雨水從基層兩側(cè)的綠化帶滲入土壤。
大明宮遺址公園工程中結(jié)構(gòu)層碎石粒徑為10～20cm，面層石子粒徑為5～10cm。二級園路為6cm結(jié)構(gòu)層+4cm面層，一級園路為8cm結(jié)構(gòu)層+4cm面層。道路設(shè)計(jì)剖面如圖4所示。世園會(huì)工程中結(jié)構(gòu)層碎石粒徑為8～10cm，面層石子粒徑為3～6cm。透水層除需滿足承載力要求外，還需滿足變形性能、耐久性和表面裝飾性要求。
露骨料透水混凝土強(qiáng)度等級為C25;抗折強(qiáng)度等級≥2.2MPa;透水系數(shù)≥1mm/s;要求成型路面孔隙和石子顆粒分布均勻，大面平整度良好，黏結(jié)牢固。
2.2施工技術(shù)要點(diǎn)
2.2.1大明宮遺址公園工程特點(diǎn)
1)面層石子分黃灰兩種顏色，根據(jù)路段不同黃灰比例分別采用1∶3或3∶1，在混凝土上料時(shí)需嚴(yán)格計(jì)量，否則會(huì)出現(xiàn)相鄰路面顏色不一致的情況。
2)透水混凝土面層在普通混凝土基層上施工，兩側(cè)是綠化帶，透水混凝土與普通混凝土寬度相同，增加了支模難度。
3)工期為2010年6—9月，且8月初氣溫達(dá)37℃以上。攤鋪完畢后的混凝土受太陽直射和本身水化熱影響，白天溫度達(dá)到70℃以上，對混凝土沖洗時(shí)間影響很大，氣候條件同時(shí)也影響混凝土的攪拌與運(yùn)輸。
4)本工程為國家重點(diǎn)文化工程，質(zhì)量要求高，工期緊，不同工種交叉作業(yè)較多，一條路施工結(jié)束后才可進(jìn)行下一條路的路面施工。為全天施工，要求上午攤鋪完的路面下午施工前沖洗完畢，下午攤鋪完的路面第二天早晨施工前沖洗完畢。
5)運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)處將近2km，混凝土在用小翻斗車運(yùn)輸途中水分散失較多，對混凝土工作性的保持提出更高要求。
2.2.2世園會(huì)工程特點(diǎn)1)面層石子分純黃和純灰兩種，其中黃色石子與大明宮遺址公園石子產(chǎn)地相同，質(zhì)軟易碎。2)長安花谷內(nèi)廣場鋪裝面積不規(guī)則，個(gè)別地方不能使用平板振動(dòng)器，增加了底料振實(shí)施工難度。3)世園會(huì)工程屬冬季施工，氣候因素對外加劑摻量、混凝土鋪裝及沖洗時(shí)間影響很大，施工過程中需采取保溫措施。
4)世園會(huì)工期為2010年11到2011年1月，夜間最低溫度達(dá)－10℃，日最低溫度為2℃，需對沖洗時(shí)間嚴(yán)格控制。
5)大明宮遺址公園和世園會(huì)兩個(gè)工程分別屬于夏季和冬季施工，對沖洗時(shí)間要求不同;即使是在同一個(gè)工程，晝夜溫差較大時(shí)，也要視施工情況對配合比作適當(dāng)調(diào)整。
3混凝土配合比
3.1原材料
1)水泥P·O42.5級水泥，初凝時(shí)間131min;終凝時(shí)間216min;3d抗壓強(qiáng)度21.8MPa，彎拉強(qiáng)度4.2MPa;28d抗壓強(qiáng)度44.1MPa，彎拉強(qiáng)度6.9MPa;沸煮法檢驗(yàn)安定性為合格。
2)骨料骨料檢驗(yàn)指標(biāo)如表1所示，顆粒級配均合格。
3)大明宮遺址公園工程采用夏季施工外加劑(粉)和聚羧酸高效減水劑(液)，世園會(huì)工程采用冬季施工外加劑(粉)和聚羧酸高效減水劑(液)。
3.2混凝土配合比設(shè)計(jì)
1)設(shè)計(jì)原理透水混凝土配合比設(shè)計(jì)參照體積法進(jìn)行計(jì)算，目標(biāo)孔隙率計(jì)算公式如式(1)所示:
式中:mg為骨料質(zhì)量;ρc為骨料表觀密度;mc為水泥質(zhì)量;ρg為水泥表觀密度;mf為外加劑質(zhì)量;ρf為外加劑表觀密度;mw拌合水質(zhì)量;ρw為拌合水表觀密度。
2)配合比確定根據(jù)透水系數(shù)的設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場施工條件，目標(biāo)孔隙率定為15%，坍落度定為20～50mm，經(jīng)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)室試配，最終確定透水混凝土的配合比如表2所示。
4混凝土制備與攤鋪
4.1混凝土上料與攪拌
透水混凝土結(jié)構(gòu)層采用鏟車計(jì)量，面層采用鏟車與人工小車計(jì)量，水泥以袋計(jì)量，外加劑采用容器計(jì)量。
攪拌機(jī)料斗上升之前需要啟動(dòng)攪拌機(jī)，原材料進(jìn)入料斗的同時(shí)按下水泵按鈕，原材料卸載完畢后添加減水劑，攪拌約30s后再次按下水泵按鈕，整個(gè)攪拌時(shí)間不得超過2.5min。
混凝土攪拌時(shí)需對攪拌時(shí)間和減水劑添加量進(jìn)行嚴(yán)格控制，出料狀態(tài)與溫度及天氣狀況有關(guān)。最終出料時(shí)混凝土必須攪拌均勻，當(dāng)水泥漿將骨料包裹均勻且不跑漿(石子棱角顯露出來即為跑漿)后即可出料。
4.2混凝土運(yùn)輸
透水混凝土屬于干硬性混凝土，高溫天氣水分蒸發(fā)較快，不利于施工。大明宮遺址公園施工期間天氣炎熱，且運(yùn)距較長，攪拌后的混凝土從攪拌站卸料到運(yùn)輸至現(xiàn)場的過程中必須用濕布覆蓋，避免陽光照射，防止水分蒸發(fā)。如果混凝土不進(jìn)行覆蓋，運(yùn)至現(xiàn)場后表面一層會(huì)硬化發(fā)干引起施工困難;若已經(jīng)被硬化水泥所包裹的石子被鋪于面層，會(huì)影響沖洗效果;還會(huì)引起混凝土顆粒黏結(jié)松散，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。
世園會(huì)施工期間溫度較低，攪拌后的混凝土必須覆蓋，避免在運(yùn)輸過程中表層混凝土結(jié)冰。
4.3模板支設(shè)
大明宮遺址公園透水混凝土在普通混凝土路基上進(jìn)行攤鋪，透水混凝土路面與普通混凝土路基寬度基本相同，道路兩側(cè)為綠化帶，所施工區(qū)段為公園園路，二級園路彎曲段較多，而一級園路直段較多，模板支設(shè)方法各有其特點(diǎn)。
4.3.1直路段模板支設(shè)
用槽鋼作為邊模支設(shè)直路段時(shí)，背后采用木方作背楞，在綠化種植土上也需植入木方，頂住槽鋼背后的木方背楞，防止跑模，模板外側(cè)250cm范圍內(nèi)不得有高于模板的木方，確保振動(dòng)梁向前推進(jìn);槽鋼連接處兩側(cè)均需設(shè)置木方，內(nèi)側(cè)用沖擊鉆打孔，打孔深度≥10cm，然后插入鋼筋，在鋼筋與槽鋼之間用
木方固定。
4.3.2彎曲段模板支設(shè)彎曲段模板根據(jù)弧度大小采用不同支設(shè)方法，弧度較小路段將槽鋼彎曲進(jìn)行支設(shè)，弧度較大路段采用槽鋼與木膠板相結(jié)合的支設(shè)方法。不論彎曲段模板采用哪種材料，均需在模板兩側(cè)設(shè)置固定鋼筋，防止跑模(見圖5)。
4.4結(jié)構(gòu)層、面層攤鋪
結(jié)構(gòu)層混凝土采用自卸式翻斗車進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，取下覆蓋物人工攤鋪，松鋪系數(shù)為1.3～1.4，然后用平板振動(dòng)器進(jìn)行壓實(shí)，不能用機(jī)器振搗的部位采取人工插搗振實(shí)。
面層混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后先進(jìn)行人工攤鋪，松鋪系數(shù)為1.05～1.08，模板上需鋪設(shè)厚度為3～5mm厚鐵片，確保人工收面后面層混凝土攤鋪厚度，需用振動(dòng)梁兩次振動(dòng)壓實(shí)并配以人工補(bǔ)料;輥壓后的面層進(jìn)行人工修整壓實(shí)，并設(shè)專人控制路面坡度。對于不平整處應(yīng)人工壓實(shí)抹平，麻面較大處應(yīng)補(bǔ)料后抹平;攤鋪過程中設(shè)專人用噴霧器適時(shí)給鋼輥噴水，以保持鋼輥表面清潔。
4.5表面處理
為達(dá)到表面露骨料效果，修整好的混凝土路面需立即噴涂緩凝劑，天氣炎熱時(shí)在噴涂緩凝劑之前要先噴一層水霧以保證緩凝效果，然后覆蓋塑料薄膜和彩條布，相鄰塑料薄膜搭接寬度不得低于10cm，需緊貼石子，覆蓋完畢后不得拖動(dòng)。冬季施工攤鋪完畢后需在塑料薄膜和彩條布之間加鋪草簾或棉氈，保證水泥水化熱不散發(fā)，加快水泥硬化。待混凝土內(nèi)部硬化后，用水槍沖洗石子表面的水泥漿，使骨料顯露出來。沖洗時(shí)高壓水槍不能直向沖洗混凝土表面，應(yīng)在距表面30～50cm側(cè)向沖洗，噴水呈扇形水霧。透水混凝土沖洗完畢后需及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期最少為7d，灑水養(yǎng)護(hù)至少每天一次(高溫時(shí)灑水上下午各一次，低溫時(shí)應(yīng)在中午高溫時(shí)灑水一次)，灑水后及時(shí)覆膜，保證四周密閉壓實(shí)。如局部路面不能沖洗干凈，原因可能有3種:①緩凝劑噴涂不到位;②緩凝劑噴涂時(shí)間過晚;③塑料薄膜覆蓋不密實(shí)。
4.6混凝土縮脹縫處理
路面伸縮縫一般5m一道，縫寬3～8mm;脹縫設(shè)為15～20m一道，縫寬20～25mm。伸縮縫和脹縫均采用泡沫棒填充，上面涂填縫膠，脹縫需在填縫膠表面粘石子，以保證視覺效果及行走舒適度。每天攤鋪結(jié)束或攤鋪中斷時(shí)間超過30min時(shí)，應(yīng)設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)與伸縮縫重合。切縫宜在混凝土強(qiáng)度達(dá)到10～15MPa時(shí)，一般在路面成型3d后進(jìn)行。
5結(jié)語
西安大明宮國家遺址公園和2011西安世界園藝博覽會(huì)景觀工程對透水混凝土的工作性要求很高。露骨料透水混凝土的制備是施工的第一道工序，配合比、上料計(jì)量精度、攪拌時(shí)間、氣候條件、骨料材質(zhì)等都對混凝土的性能產(chǎn)生影響。事先根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并在施工過程中依現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)整。
露骨料透水混凝土的現(xiàn)場攤鋪及表面處理與成型路面的厚度、平整度、表面沖洗、視覺效果等關(guān)系密切，施工中需對沖洗劑噴刷時(shí)間、整平輥的振動(dòng)時(shí)間等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保路面沖洗干凈，表面觀感達(dá)到預(yù)期效果。大明宮國家遺址公園和2011西安世界園藝博覽會(huì)景觀工程表面石子天然色澤充分顯露，且透水性良好，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。
