聚氨酯碎石混合料施工工藝

1、聚氨酯碎石混合料施工工藝目前，我國絕大多數(shù)城市道路采用密級(jí)配混凝土結(jié)構(gòu)，路面密不 透水，且多數(shù)城市道路缺乏完善的雨水收集和排放管道，其電力通訊 設(shè)施與污水排放共用管道，一旦下暴雨極容易出現(xiàn)內(nèi)澇1-3。因此， 業(yè)界人士一直在尋求一種新型的透水路面鋪裝材料，以有效緩解城市 內(nèi)澇問題4-6。多孔隙聚氨酯碎石混合料為了保證PPM透水性滿足 要求，其較多由單檔集料或間斷級(jí)配骨料拌和而成。這種路面透水、 透氣性好，能提供地面以下動(dòng)植物所需的水分和養(yǎng)分，并可改善周圍 環(huán)境的溫度和濕度；對(duì)光線具有很好的反射作用，可緩解城市“熱島 效應(yīng)”；顏色豐富，路面美觀，能與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)，可增加整體 環(huán)境的美觀性8。近

2、期，PPM透水路面越來越多地被應(yīng)用到城市道 路鋪筑工程中，但其具體施工工藝與質(zhì)量控制技術(shù)尚未得到有效總 結(jié)。因此，本文結(jié)合G50滬渝高速公路冷水服務(wù)區(qū)步行道試驗(yàn)路實(shí)體 工程，總結(jié)PPM透水路面的施工工藝與質(zhì)量控制技術(shù)，為PPM透水路 面未來的推廣應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持與施工質(zhì)量保障。1PPM透水路面的優(yōu)點(diǎn)PPM透水路面是由粘結(jié)性能優(yōu)良的聚氨酯將普通碎石整合而成的 堅(jiān)固、穩(wěn)定、開放的整體結(jié)構(gòu)。其可長期在-4080笆的環(huán)境中正常 使用，具有較好的耐高、低溫性能合良好的耐久性，不會(huì)出現(xiàn)天熱路 面軟化變形或低溫脆化現(xiàn)象，適用于人行道、停車場(chǎng)、景觀、透水性 路面的鋪設(shè)。PPM透水路面具有良好的透水性，其

3、空隙率可達(dá)到20% 左右，雨水直接滲入地下不僅可以簡化排水系統(tǒng)，而且還可以減小市 政排水系統(tǒng)的壓力，降雨結(jié)束后地面無積水，在寒冷地區(qū)使用PPM透 水路面可有效防止路面結(jié)冰。PPM使用的膠結(jié)料是一種透明聚氨酯膠 材料，其鋪設(shè)的路面可以很好地展示石材本色，采用不同顏色的石料 可以得到不同顏色的路面，且可以制作各種LOGO、幾何圖案、花型、 文字等，極大地豐富了路面的視覺效果。PPM透水路面后期養(yǎng)護(hù)方便、快捷，可直接在破損基礎(chǔ)上施工， 2小時(shí)后即可開放交通。傳統(tǒng)步行道路面所用材料如廣場(chǎng)磚、花崗石 地磚、透水磚等施工時(shí)速度較慢，一個(gè)工人每d僅可施工10山2左右。 鋪裝完成后一旦被碾壓損壞，會(huì)導(dǎo)致路面大

4、面積松動(dòng)、破損，且雨天 容易產(chǎn)生唧泥，影響行人步行體驗(yàn)。另外，這類傳統(tǒng)步行道路面維修 成本較高，維修效果也不理想。但PPM透水路面則能有效解決上述問 題。鋪筑PPM時(shí)，采用機(jī)械+人工輔助的施工流程，每d能鋪設(shè)約300m2, 從而可極大地提高鋪設(shè)效率，節(jié)省施工成本，同時(shí)維修方便、快捷， 效果理想。2冷水服務(wù)區(qū)步行道工后效果冷水服務(wù)區(qū)位于G50滬渝高速公路重慶石柱土家族自治縣境內(nèi)。 2022年7月，對(duì)冷水服務(wù)區(qū)步行道區(qū)域進(jìn)行了 PPM彩色透水路面的 改造施工。該服務(wù)區(qū)原步行道路面用大理石磚鋪筑，改造施工時(shí)，拆 除了原有大理石磚，鋪設(shè)了以黃色圖案為主、紅色圖案為輔的PPM彩 色透水路面，效果如圖1所

5、示。3施工工藝3.1原材料PPM組成簡單，由集料（以下均指碎石）和聚氨酯膠粘劑構(gòu)成。3.1.1碎石PPM采用的碎石要求干燥、潔凈、粉塵含量低、形狀接近 于立方體，其技術(shù)指標(biāo)要求如表1所示。3.1.2聚氨酯膠粘劑聚氨酯 膠粘劑由A、B組分混合而成，其質(zhì)量比為100 : 65OA組分為膠粘劑， 呈琥珀色；B組分為固化劑，呈紅棕色，空氣中易發(fā)生氧化反應(yīng)。兩 者拌和須快速、均勻，過程宜控制在1min內(nèi)。聚氨酯膠粘劑的技術(shù) 指標(biāo)要求如表2所示。3.2施工機(jī)械設(shè)備及輔助材料PPM施工使用的機(jī)械設(shè)備與輔助材料如表3所示。手持式攪拌器 用于拌和聚氨酯膠粘劑A、B組分，立式磨盤攪拌機(jī)用于拌和碎石與 聚氨酯膠粘劑

6、，駕駛型抹光機(jī)用于PPM攤鋪后的輕量壓實(shí)與收面。醋 酸乙酯用于清洗粘上聚氨酯膠粘劑的工具、機(jī)械等，沒有醋酸乙酯的 情況下可用香蕉水代替。駕駛型抹光機(jī)如圖2所示。3.3施工工藝3.3.1施工準(zhǔn)備首先采用C20混凝土對(duì)原路面進(jìn)行硬化、調(diào)平處 理，并設(shè)置3%橫坡排水，養(yǎng)生維護(hù)1周，然后鋪設(shè)PPM。鋪筑PPM透 水路面前，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及操作人員進(jìn)行崗前技術(shù)交底和安全教 育，并應(yīng)對(duì)水泥調(diào)平層進(jìn)行認(rèn)真清掃。然后，用空壓機(jī)順風(fēng)向吹凈浮 塵，使表面清潔、無雜質(zhì)。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)構(gòu)造物進(jìn)行有效遮蓋，以免 施工時(shí)對(duì)PPM透水路面造成污染。另外，施工前應(yīng)全面檢查各種施工 機(jī)械，并應(yīng)調(diào)試設(shè)備以使其處于良好狀態(tài)，且還需

7、檢查碎石是否潔凈、 干燥，檢查聚氨酯膠粘劑是否存儲(chǔ)良好，無任何變質(zhì)跡象。3.3.2施工工藝3.3.2.1PPM設(shè)計(jì)碎石級(jí)配對(duì)PPM強(qiáng)度及路用性 能影響不大，因此施工中通常采用單級(jí)配碎石，但有時(shí)也可采用間斷 級(jí)配碎石。目前工程中常用的碎石粒徑為35、46、68、510mm。 PPM膠粘劑用量范圍應(yīng)通過肯塔堡飛散試驗(yàn)和析漏試驗(yàn)來確定，而最 佳膠粘劑用量則是根據(jù)PPM在膠粘劑用量范圍內(nèi)的強(qiáng)度變化特征來 確定?，F(xiàn)場(chǎng)拌制PPM時(shí)，應(yīng)采用立式磨盤攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，需先將稱 量好的碎石倒入攪拌機(jī)內(nèi)，再開動(dòng)電機(jī)攪拌，每鍋?zhàn)畲髷嚢栀|(zhì)量為 400kg。聚氨酯膠粘劑采用即配即用的方式，最佳膠粘劑摻量由室內(nèi) 試驗(yàn)確定。

8、冷水服務(wù)區(qū)PPM彩色透水試驗(yàn)路采用的聚氨酯膠粘劑摻量 為碎石質(zhì)量的3%，A、B組分的質(zhì)量比為100 : 65。以400kg為例， 聚氨酯膠粘劑摻量為12kg，A組分摻量為7.27kg，B組分摻量為 4.73kg，向干燥潔凈的容器中各加入入組分7.27kg、B組分4.73kg， 然后用手持式攪拌器攪拌約50s，再均勻倒入裝滿400kg碎石的立式 磨盤攪拌機(jī)中攪拌約3min，然后放料、運(yùn)輸至施工區(qū)域。3.3.2.2運(yùn)輸應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度、運(yùn)量、運(yùn)距及路況來選配合理的 運(yùn)輸設(shè)備，建議使用方型板式斗車或微型自傾式貨車?；旌狭线\(yùn)輸過 程中應(yīng)防止漏料和污染路面等現(xiàn)象，并應(yīng)注意減小車輛顛簸，以防聚 氨酯膠粘劑因

9、向下流淌而造成離析。3.3.2.3PPM攤鋪PPM運(yùn)至鋪設(shè)區(qū)域后，先由人工用刮尺刮至初 始平順，找準(zhǔn)平整度與排水坡度。攤鋪厚度應(yīng)考慮其松鋪系數(shù)，松鋪 系數(shù)宜選取1.1,且施工時(shí)應(yīng)確保邊角處無缺料現(xiàn)象。攤鋪完約10min 后，用表面抹光機(jī)進(jìn)行壓實(shí)與收面。由于PPM空隙率較大、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 以點(diǎn)-點(diǎn)接觸為主，故少部分集料存在面接觸，這種組成特點(diǎn)使其受 力存在薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，實(shí)際施工中不能使用 壓路機(jī)等重型機(jī)械進(jìn)行碾壓。對(duì)于大面積透水路面工程而言，一般采 用專門的施工機(jī)械（如表面抹光機(jī)）進(jìn)行輕量壓實(shí)收面；而對(duì)于面積 較小、厚度較薄并且較為分散的局部區(qū)域也可由人工抹平收面，人工 收面的

10、作用同樣是壓實(shí)?；旌狭箱佒O(shè)不均勻處應(yīng)派專人進(jìn)行及時(shí)補(bǔ) 料和鏟料，再進(jìn)行人工收面PPM從攪拌機(jī)出料后，運(yùn)至施工地點(diǎn)進(jìn) 行攤鋪、壓實(shí)直至毛面防滑處理完畢的最長時(shí)間不宜超過表4所示的 推薦值。3.3.2.4接縫處理PPM鋪筑盡量做到連續(xù)作業(yè)，避免較多的施工 冷接縫，以保證PPM透水路面整體美觀。當(dāng)不可避免地出現(xiàn)冷接縫時(shí)， 可用木條固定收邊，并將接縫處理成垂直平順的直線縫，做到規(guī)則、 潔凈。接縫時(shí)，保證新鋪筑的PPM與已固結(jié)的PPM透水路面高程相同， 以達(dá)起到淡化接縫的效果。3.3.2.5防滑處理為增強(qiáng)表面耐磨、防滑程度，待PPM透水路面 面層固化后，每m2需滾涂0.1kg攪拌均勻的聚氨酯膠粘劑，并

11、在其 表面均勻撒上70140目的石英砂（0.1kg/m2），以增強(qiáng)路面的防滑 效果（視施工現(xiàn)場(chǎng)需要，可適當(dāng)增減石英砂的用量，力求達(dá)到全亞光 或半亞光效果）。3.3.2.6養(yǎng)生及交通管制每一段壓實(shí)抹面完成并檢 查合格后，應(yīng)立即開始養(yǎng)護(hù)。路面養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)封閉交通，其目的是： 1）保持孔隙內(nèi)清潔，使其不被泥土、油類等污染；2 ）防止在聚氨酯 碎石透水路面未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前受到?jīng)_擊力而受損。通常養(yǎng)護(hù)5h （養(yǎng) 護(hù)溫度28笆）方可開放交通。養(yǎng)護(hù)時(shí)間可根據(jù)養(yǎng)護(hù)溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào) 整，若養(yǎng)護(hù)溫度較高則可提前開放交通。4.1原材料質(zhì)量控制混合料集料必須選用潔凈、堅(jiān)硬密實(shí)、無雜質(zhì)的碎石，以確保其 質(zhì)量。碎石不宜含有較多

12、針片狀顆粒，形狀宜接近于立方體，以保證 碎石間有足夠的接觸面積?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)保證碎石不受潮、不受雜質(zhì) 污染、干燥、清潔。聚氨酯膠粘劑采用指定廠家生產(chǎn)的聚氨酯膠粘劑， A、B組分進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)有產(chǎn)品合格證及化驗(yàn)單，并隨時(shí)進(jìn)行抽驗(yàn)，禁止 使用質(zhì)量不合要求的膠粘劑原材料。由于水對(duì)聚氨酯膠粘劑性能影響 較大，故應(yīng)禁止在雨天進(jìn)行PPM透水路面施工，且基層表面潮濕未完 全干燥時(shí)也不允許施工。4.2檢測(cè)驗(yàn)收施工過程中路面的質(zhì)量管理包括外形尺寸的控制和檢查以及質(zhì) 量的控制和檢查。外形尺寸檢查項(xiàng)目、頻度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表5的 要求，質(zhì)量控制項(xiàng)目、頻度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表6的要求。交工驗(yàn)收 的目的是判斷鋪筑的PPM透水路

13、面結(jié)構(gòu)是否滿足相關(guān)技術(shù)要求，應(yīng)按 表7要求對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收。4.3日常維護(hù)隨著使用時(shí)間的增加，PPM透水路面的孔隙會(huì)被泥土、垃圾等污 染物阻塞，致使其透水性能逐漸降低，這是大孔隙結(jié)構(gòu)物不可避免的 損壞。因此，要做到預(yù)防與治理相結(jié)合，安排專門養(yǎng)護(hù)人員定期清理 污染物；此外還須定期使用高壓水槍（35MPa）沖洗，或采用壓縮 空氣沖刷孔隙以去除堵塞物，也可使用真空泵將堵塞物吸出。采用高 壓水槍沖洗時(shí)，雖然規(guī)范對(duì)其沖洗壓力作了限制，但這只是對(duì)普通工 程而言，準(zhǔn)確的沖洗壓力還需根據(jù)具體工程選取，以免對(duì)路面產(chǎn)生破 壞性損壞。在嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)采取及時(shí)清雪等措施防止路面結(jié)冰，不宜 采用機(jī)械、撒砂或灰渣等方

14、式除冰。當(dāng)PPM透水路面出現(xiàn)裂縫或碎石 脫落等現(xiàn)象時(shí)，必須及時(shí)維修。若破損面積較大，則應(yīng)先將路面疏松 碎石及其周邊部分鏟除，挖成規(guī)則的坑槽；然后，清洗并去除坑槽內(nèi) 的灰塵及雜物，待坑槽干燥后才能填補(bǔ)新料，并用整平裝置整平；常 溫（28C）下養(yǎng)護(hù)5h即可開放交通。5結(jié)語PPM透水路面作為新型的城市路面鋪設(shè)技術(shù)，美觀、防滑、環(huán)保、 快捷是其最主要的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它為解決城市內(nèi)澇問題、建設(shè)“海綿城 市”提供了一個(gè)有效可行的方案，未來具有良好的發(fā)展空間。隨著環(huán) 保、節(jié)能理念的不斷推進(jìn)，該工藝將在城市道路建設(shè)領(lǐng)域創(chuàng)造良好的 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文在總結(jié)PPM透水路面試驗(yàn)路施工經(jīng)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，對(duì)PPM透水路面施工工藝及質(zhì)量控制方法進(jìn)行了探討，并得到 如下結(jié)論。1）聚氨酯膠