目前，我国绝大多数城市道路采用密级配混凝土结构，路面密不透水，且多数城市道路缺乏完善的雨水收集和排放管道，其电力通讯设施与污水排放共用管道，一旦下暴雨极容易出现内涝[1-3]。因此，业界人士一直在寻求一种新型的透水路面铺装材料，以有效缓解城市内涝问题[4-6]。多孔隙聚氨酯碎石混合料（PorousPolyurethaneMixture，PPM）便是这样一种具有广阔应用前景的材料[7]。PPM不含细集料和填料，主要靠包裹在粗集料表面的聚氨酯胶粘剂氧化反应形成强度，并将碎石粘结成整体。为了保证PPM透水性满足要求，其较多由单档集料或间断级配骨料拌和而成。这种路面透水、透气性好，能提供地面以下动植物所需的水分和养分，并可改善周围环境的温度和湿度；对光线具有很好的反射作用，可缓解城市“热岛效应”；颜色丰富，路面美观，能与周围环境相互协调，可增加整体环境的美观性[8]。近期，PPM透水路面越来越多地被应用到城市道路铺筑工程中，但其具体施工工艺与质量控制技术尚未得到有效总结。因此，本文结合G50沪渝高速公路冷水服务区步行道试验路实体工程，总结PPM透水路面的施工工艺与质量控制技术，为PPM透水路面未来的推广应用提供有力的技术支持与施工质量保障。
1PPM透水路面的优点
PPM透水路面是由粘结性能优良的聚氨酯将普通碎石整合而成的坚固、稳定、开放的整体结构。其可长期在-40～80℃的环境中正常使用，具有较好的耐高、低温性能合良好的耐久性，不会出现天热路面软化变形或低温脆化现象，适用于人行道、停车场、景观、透水性路面的铺设。PPM透水路面具有良好的透水性，其空隙率可达到20%左右，雨水直接渗入地下不仅可以简化排水系统，而且还可以减小市政排水系统的压力，降雨结束后地面无积水，在寒冷地区使用PPM透水路面可有效防止路面结冰。PPM使用的胶结料是一种透明聚氨酯胶材料，其铺设的路面可以很好地展示石材本色，采用不同颜色的石料可以得到不同颜色的路面，且可以制作各种LOGO、几何图案、花型、文字等，极大地丰富了路面的视觉效果。PPM透水路面后期养护方便、快捷，可直接在破损基础上施工，2小时后即可开放交通。传统步行道路面所用材料如广场砖、花岗石地砖、透水砖等施工时速度较慢，一个工人每d仅可施工10m2左右。铺装完成后一旦被碾压损坏，会导致路面大面积松动、破损，且雨天容易产生唧泥，影响行人步行体验。另外，这类传统步行道路面维修成本较高，维修效果也不理想。但PPM透水路面则能有效解决上述问题。铺筑PPM时，采用机械+人工辅助的施工流程，每d能铺设约300m2，从而可极大地提高铺设效率，节省施工成本，同时维修方便、快捷，效果理想。
2冷水服务区步行道工后效果
冷水服务区位于G50沪渝高速公路重庆石柱土家族自治县境内。2015年7月，对冷水服务区步行道区域进行了PPM彩色透水路面的改造施工。该服务区原步行道路面用大理石砖铺筑，改造施工时，拆除了原有大理石砖，铺设了以黄色图案为主、红色图案为辅的PPM彩色透水路面，效果如图1所示。
3施工工艺
3.1原材料
PPM组成简单，由集料（以下均指碎石）和聚氨酯胶粘剂构成。3.1.1碎石PPM采用的碎石要求干燥、洁净、粉尘含量低、形状接近于立方体，其技术指标要求如表1所示。3.1.2聚氨酯胶粘剂聚氨酯胶粘剂由A、B组分混合而成，其质量比为100∶65。A组分为胶粘剂，呈琥珀色；B组分为固化剂，呈红棕色，空气中易发生氧化反应。两者拌和须快速、均匀，过程宜控制在1min内。聚氨酯胶粘剂的技术指标要求如表2所示。
3.2施工机械设备及辅助材料
PPM施工使用的机械设备与辅助材料如表3所示。手持式搅拌器用于拌和聚氨酯胶粘剂A、B组分，立式磨盘搅拌机用于拌和碎石与聚氨酯胶粘剂，驾驶型抹光机用于PPM摊铺后的轻量压实与收面。醋酸乙酯用于清洗粘上聚氨酯胶粘剂的工具、机械等，没有醋酸乙酯的情况下可用香蕉水代替。驾驶型抹光机如图2所示。
3.3施工工艺
3.3.1施工准备首先采用C20混凝土对原路面进行硬化、调平处理，并设置3%横坡排水，养生维护1周，然后铺设PPM。铺筑PPM透水路面前，应对现场技术人员及操作人员进行岗前技术交底和安全教育，并应对水泥调平层进行认真清扫。然后，用空压机顺风向吹净浮尘，使表面清洁、无杂质。同时，还应对构造物进行有效遮盖，以免施工时对PPM透水路面造成污染。另外，施工前应全面检查各种施工机械，并应调试设备以使其处于良好状态，且还需检查碎石是否洁净、干燥，检查聚氨酯胶粘剂是否存储良好，无任何变质迹象。3.3.2施工工艺3.3.2.1PPM设计碎石级配对PPM强度及路用性能影响不大，因此施工中通常采用单级配碎石，但有时也可采用间断级配碎石。目前工程中常用的碎石粒径为3～5、4～6、6～8、5～10mm。PPM胶粘剂用量范围应通过肯塔堡飞散试验和析漏试验来确定，而最佳胶粘剂用量则是根据PPM在胶粘剂用量范围内的强度变化特征来确定。现场拌制PPM时，应采用立式磨盘搅拌机进行搅拌，需先将称量好的碎石倒入搅拌机内，再开动电机搅拌，每锅最大搅拌质量为400kg。聚氨酯胶粘剂采用即配即用的方式，最佳胶粘剂掺量由室内试验确定。冷水服务区PPM彩色透水试验路采用的聚氨酯胶粘剂掺量为碎石质量的3%，A、B组分的质量比为100∶65。以400kg为例，聚氨酯胶粘剂掺量为12kg，A组分掺量为7.27kg，B组分掺量为4.73kg，向干燥洁净的容器中各加入A组分7.27kg、B组分4.73kg，然后用手持式搅拌器搅拌约50s，再均匀倒入装满400kg碎石的立式磨盘搅拌机中搅拌约3min，然后放料、运输至施工区域。3.3.2.2运输应根据施工进度、运量、运距及路况来选配合理的运输设备，建议使用方型板式斗车或微型自倾式货车。混合料运输过程中应防止漏料和污染路面等现象，并应注意减小车辆颠簸，以防聚氨酯胶粘剂因向下流淌而造成离析。3.3.2.3PPM摊铺PPM运至铺设区域后，先由人工用刮尺刮至初始平顺，找准平整度与排水坡度。摊铺厚度应考虑其松铺系数，松铺系数宜选取1.1，且施工时应确保边角处无缺料现象。摊铺完约10min后，用表面抹光机进行压实与收面。由于PPM空隙率较大、内部结构以点-点接触为主，故少部分集料存在面接触，这种组成特点使其受力存在薄弱环节，易产生应力集中现象。因此，实际施工中不能使用压路机等重型机械进行碾压。对于大面积透水路面工程而言，一般采用专门的施工机械（如表面抹光机）进行轻量压实收面；而对于面积较小、厚度较薄并且较为分散的局部区域也可由人工抹平收面，人工收面的作用同样是压实。混合料铺筑设不均匀处应派专人进行及时补料和铲料，再进行人工收面。PPM从搅拌机出料后，运至施工地点进行摊铺、压实直至毛面防滑处理完毕的最长时间不宜超过表4所示的推荐值。3.3.2.4接缝处理PPM铺筑尽量做到连续作业，避免较多的施工冷接缝，以保证PPM透水路面整体美观。当不可避免地出现冷接缝时，可用木条固定收边，并将接缝处理成垂直平顺的直线缝，做到规则、洁净。接缝时，保证新铺筑的PPM与已固结的PPM透水路面高程相同，以达起到淡化接缝的效果。3.3.2.5防滑处理为增强表面耐磨、防滑程度，待PPM透水路面面层固化后，每m2需滚涂0.1kg搅拌均匀的聚氨酯胶粘剂，并在其表面均匀撒上70～140目的石英砂（0.1kg/m2），以增强路面的防滑效果（视施工现场需要，可适当增减石英砂的用量，力求达到全亚光或半亚光效果）。3.3.2.6养生及交通管制每一段压实抹面完成并检查合格后，应立即开始养护。路面养护期间应封闭交通，其目的是：1）保持孔隙内清洁，使其不被泥土、油类等污染；2）防止在聚氨酯碎石透水路面未达到设计强度前受到冲击力而受损。通常养护5h（养护温度28℃）方可开放交通。养护时间可根据养护温度进行适当调整，若养护温度较高则可提前开放交通。3.3.2.7施工组织与作业段划分应保证各工序紧密衔接，尽量缩短从拌和到完成碾压之间的停滞时间，整个过程要在规定时间内完成，故选取的施工段不宜过长。当路段较长时，可增加工作面，但要综合考虑下列因素：1）施工机械和运输车辆的效率及数量；2）工人操作的熟练程度；3）每一作业段的合理长度。
4施工过程质量控制
4.1原材料质量控制
混合料集料必须选用洁净、坚硬密实、无杂质的碎石，以确保其质量。碎石不宜含有较多针片状颗粒，形状宜接近于立方体，以保证碎石间有足够的接触面积。现场施工时应保证碎石不受潮、不受杂质污染、干燥、清洁。聚氨酯胶粘剂采用指定厂家生产的聚氨酯胶粘剂，A、B组分进场时应有产品合格证及化验单，并随时进行抽验，禁止使用质量不合要求的胶粘剂原材料。由于水对聚氨酯胶粘剂性能影响较大，故应禁止在雨天进行PPM透水路面施工，且基层表面潮湿未完全干燥时也不允许施工。
4.2检测验收
施工过程中路面的质量管理包括外形尺寸的控制和检查以及质量的控制和检查。外形尺寸检查项目、频度和质量标准应符合表5的要求，质量控制项目、频度和质量标准应符合表6的要求。交工验收的目的是判断铺筑的PPM透水路面结构是否满足相关技术要求，应按表7要求对工程质量进行检查验收。
4.3日常维护
随着使用时间的增加，PPM透水路面的孔隙会被泥土、垃圾等污染物阻塞，致使其透水性能逐渐降低，这是大孔隙结构物不可避免的损坏。因此，要做到预防与治理相结合，安排专门养护人员定期清理污染物；此外还须定期使用高压水枪（3～5MPa）冲洗，或采用压缩空气冲刷孔隙以去除堵塞物，也可使用真空泵将堵塞物吸出。采用高压水枪冲洗时，虽然规范对其冲洗压力作了限制，但这只是对普通工程而言，准确的冲洗压力还需根据具体工程选取，以免对路面产生破坏性损坏。在严寒地区，应采取及时清雪等措施防止路面结冰，不宜采用机械、撒砂或灰渣等方式除冰。当PPM透水路面出现裂缝或碎石脱落等现象时，必须及时维修。若破损面积较大，则应先将路面疏松碎石及其周边部分铲除，挖成规则的坑槽；然后，清洗并去除坑槽内的灰尘及杂物，待坑槽干燥后才能填补新料，并用整平装置整平；常温（28℃）下养护5h即可开放交通。
5结语
PPM透水路面作为新型的城市路面铺设技术，美观、防滑、环保、快捷是其最主要的优点，同时它为解决城市内涝问题、建设“海绵城市”提供了一个有效可行的方案，未来具有良好的发展空间。随着环保、节能理念的不断推进，该工艺将在城市道路建设领域创造良好的经济效益和社会效益。本文在总结PPM透水路面试验路施工经验的基础上，对PPM透水路面施工工艺及质量控制方法进行了探讨，并得到如下结论。1）聚氨酯胶粘剂使用过程中应避免发生氧化变质，应尽量置于干燥阴凉处，尤其是B组分使用完毕后需及时密封，防止变质。2）碎石应保持清洁、干燥，有粉尘或湿润的碎石应进行除尘或干燥处理后才能使用，且雨天禁止施工。3）经济类b类期刊PPM透水路面施工过程中应注重补料环节，缺料处需安排专人进行补料、抹平。4）施工冷接缝应尽量做到横平竖直，保证路面的整体美观。
作者：徐周聪 王火明 李汝凯 陈飞 单位：招商局重庆交通科研设计院有限公司
