十七、嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)應(yīng)用

孫宏亮,趙健淳,郭高

(長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，吉林長(zhǎng)春130033)

（2014-07-10發(fā)表于《市政技術(shù)》）

【摘要】介紹了嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)過(guò)程,論述了其道路組合設(shè)計(jì)方案及施工注意事項(xiàng)。嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)大幅度節(jié)約了施工時(shí)間,提高了工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】道路;基層;嵌擠組裝式砌塊;試驗(yàn)

??? 目前,長(zhǎng)春市新建與翻建道路的基層大多以二灰碎石為材料進(jìn)行施工,二灰碎石基層屬于半剛性類型。具有明顯的水硬性、緩凝性、板體性及一定的抗裂性!二灰碎石基層所用材料來(lái)源廣泛,可就地取材,且施工方便,強(qiáng)度高。形成板體后,具有類似貧混凝土的性質(zhì)，水穩(wěn)性、抗裂性也較好。由于這些優(yōu)點(diǎn),使二灰碎石基層得到廣泛應(yīng)用12)。但其抗磨性差,強(qiáng)度形成受溫度和濕度的影響很大,且二灰碎石養(yǎng)生期較長(zhǎng)(28d),這使得二灰碎石在實(shí)際施工時(shí)受到工期的局限。筆者該次試驗(yàn)研究的內(nèi)容為嵌擠組裝式混凝土砌塊基層,分別采用嵌擠度為18,1/6,1/4的混凝土砌塊組合作為道路試驗(yàn)段基層進(jìn)行研究,目的是尋找一種能夠替代二灰碎石,縮短工期,保證基層穩(wěn)定性的基層材料。

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???????????????????????????? 圖1砌塊結(jié)構(gòu)圖

1 試驗(yàn)段場(chǎng)地的選擇

??? 長(zhǎng)春市飛躍中路位于歐亞賣場(chǎng)正門方向,工程起點(diǎn)為開(kāi)運(yùn)街,終點(diǎn)為規(guī)劃路,全長(zhǎng)538m。由于飛躍中路地處歐亞賣場(chǎng)商業(yè)圈內(nèi),道路兩側(cè)多為商鋪,日交通量較大，且車輛組成類型較復(fù)雜,因此能夠滿足試驗(yàn)期間道路對(duì)交通量的需求,可檢驗(yàn)出車輛荷載對(duì)試驗(yàn)區(qū)的真實(shí)影響。同時(shí),該工程為道路拓寬翻建工程,目前正在進(jìn)行道路土基部分的施工,能滿足試驗(yàn)的時(shí)間要求。綜合上述因素,經(jīng)項(xiàng)目組研究一致決定選取該路段作為嵌擠組裝式混凝土砌塊基層的試驗(yàn)場(chǎng)地。

2 道路原設(shè)計(jì)參數(shù)

??? 原設(shè)計(jì)道路荷載標(biāo)準(zhǔn)為雙輪組單軸載BZZ-100,采用路面分析與設(shè)計(jì)系統(tǒng)PADS軟件計(jì)算。設(shè)計(jì)彎沉值為23.4(1/100mm),原設(shè)計(jì)道路結(jié)構(gòu)為:5cm中粒式瀝青混凝土AC-16(4%SBS);乳化瀝青黏層油PC-3(0.5L/m);8cm粗粒式瀝青混凝土AC-25;乳化瀝青透層油PC-2(1.01/m2),撒15號(hào)釘子石(0.3m/100㎡);40cm二灰碎石(質(zhì)量比為6:14:80);30cm白灰土(質(zhì)量比為12:88);土基碾壓密實(shí)度≥90%。

3試驗(yàn)路設(shè)計(jì)方案

??? 該次試驗(yàn)?zāi)康氖窃谕饨鐥l件相同的情況下，將3種嵌擠度的混凝土砌塊組和二灰碎石分別進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察總結(jié)這兩種材料的區(qū)別與優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也總結(jié)出同為混凝土砌塊組但嵌擠度不同的組合在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累計(jì)軸載后各自的優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)試驗(yàn)得出滿足條件的最優(yōu)嵌擠度下的砌塊組合形式。為了確保試驗(yàn)順利完成,試驗(yàn)單獨(dú)設(shè)置1處嵌擠度為1/4采用 C20混凝土作為砌塊,用高強(qiáng)度灌漿料代替M10水泥砂漿的試驗(yàn)段。道路組合設(shè)計(jì)方案如表1所示。

以上兩組方案的區(qū)別在于底基層的組成:

1)碎石墊層屬于柔性基層,在摻入M10水泥砂漿后變?yōu)榘雱傂曰鶎?主要作用是從橫向和縱向上通過(guò)砌塊下底面的凸點(diǎn)與碎石本身的空隙對(duì)混凝土砌塊起到約束作用。優(yōu)點(diǎn)是承載力高;缺點(diǎn)是道路結(jié)構(gòu)整體造價(jià)偏高。

2)水泥穩(wěn)定石屑屬于黏合層,起到連接混凝土砌塊基層和石灰土底基層的作用,同時(shí)也能通過(guò)砌塊下表1道路組合設(shè)計(jì)方案。底面的凸點(diǎn)與鋼帶土工格柵對(duì)砌塊起到約束作用。優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低,施工速度快;缺點(diǎn)是承載力偏低,與碎石墊層相比容易出現(xiàn)沉降。

4 試驗(yàn)段工期

??? 嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)試驗(yàn)段，于2013年9月19日確認(rèn)場(chǎng)地范圍,9月30日第1批砌塊運(yùn)至場(chǎng)地.10月1日開(kāi)始組裝,10月9日砌塊組裝完畢,10月10日-13日灌漿,10月15日-17日道路罩面.10月20日完成道路彎沉檢測(cè)。

???? ??圖2 砌塊拼裝示意圖

5 試驗(yàn)段施工

5.1 砌塊運(yùn)輸砌塊于9月19日開(kāi)始制造,每天生產(chǎn)3種型號(hào)，各20塊。9月30日開(kāi)始運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),工地使用挖掘機(jī)套鋼絲繩進(jìn)行吊裝,比較順利,1次可以吊裝2個(gè)砌塊,在堆放場(chǎng)地可以3塊疊放。使用夾具后,使吊裝更加順利。

5.2塊組裝

先在路基測(cè)定砌塊邊界、掛線,然后在路槽內(nèi)鋪設(shè)土工格柵,接縫處搭接0.4m,四邊留出0.5m。砌塊沿著掛線鋪設(shè),雙向擺正、預(yù)留縫隙,個(gè)別邊縫不平行時(shí)可以用撬棍調(diào)整。砌塊在組裝前,要打掉側(cè)面橫槽端部的混凝土漿飛邊,以利于砂漿在橫槽內(nèi)流動(dòng),保證砂漿在橫槽內(nèi)呈連續(xù)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。砌塊結(jié)構(gòu)及砌塊拼裝方法分別如圖1、2所示。

5.3 砂漿灌注

在現(xiàn)場(chǎng)做砂漿配合比調(diào)試試驗(yàn),檢驗(yàn)砂漿在實(shí)際作業(yè)情況下的初凝時(shí)間、流動(dòng)度、早期強(qiáng)度指標(biāo)。檢驗(yàn)砂漿拌和設(shè)備使用情況,拌和的均勻性。砂漿灌注后可構(gòu)成砌塊底部圈梁,更好地起到固定作用。

6 施工注意事項(xiàng)

??? 新型道路基層結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中難免遇到一些問(wèn)題,項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)詳細(xì)論證,總結(jié)出嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗(yàn),提出了施工注意事項(xiàng),可在將來(lái)施工時(shí)借鑒。

1)道路底基層的平整度及強(qiáng)度至關(guān)重要。底基層的平整度在很大程度上會(huì)影響嵌擠組裝式砌塊基層表面的平整度。如果有大塊碎石墊在砌塊腳趾下，會(huì)導(dǎo)致砌塊平整度降低,因此,墊層碎石的粒徑要控制在1~3cm范圍內(nèi),且要尺寸均勻,不能有大塊,并進(jìn)行適當(dāng)碾壓;2)土工格柵鋪設(shè)時(shí)要擺正,邊緣處留足富裕,一般留0.5m,接縫處重疊0.4m;3)按道路設(shè)計(jì)要求放線、掛線,掛線高度與砌塊頂面齊平,在砌塊橫向界限處做(畫、夾、栓)標(biāo)記;4)組裝時(shí)砌塊要對(duì)齊,縫隙要均勻,大小要適當(dāng)，可以使用撬棍調(diào)整砌塊間隙、距離,避免注漿不均勻;5)對(duì)安放不平的砌塊做標(biāo)記,先少量灌注砂漿使其穩(wěn)定,再大量注漿進(jìn)行接縫;6)砂漿灌注時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行材料配合比;7)同一塊試驗(yàn)區(qū)應(yīng)盡可能按順序一次完成砂漿灌注.分批多次灌注將影響灌注質(zhì)量。無(wú)序隨意灌注可能會(huì)在砌塊底部出現(xiàn)空洞;8)在砂漿灌注完成后,應(yīng)維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)交通,防止施工機(jī)械在試驗(yàn)區(qū)上行駛、作業(yè)。

7 結(jié)語(yǔ)

??? 試驗(yàn)段經(jīng)過(guò)彎沉及平整度的檢測(cè),很好地達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。該試驗(yàn)采用工廠預(yù)制的嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)的二灰碎石結(jié)構(gòu)基層,能夠顯著提高工程質(zhì)量,縮短工期,延長(zhǎng)道路使用壽命,尤其是在大中修項(xiàng)目密集的夏季，可避免大量的工程開(kāi)工使市內(nèi)交通出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞和尾氣污染。在工程建設(shè)期間,傳統(tǒng)的二灰碎石基層材料的養(yǎng)生占用時(shí)間最長(zhǎng),而嵌擠組裝式混凝土砌塊的養(yǎng)生是在預(yù)制場(chǎng)完成的,因此,可減少施工封閉交通所帶來(lái)的影響。由此可見(jiàn),嵌擠組裝式混凝土砌塊道路基層結(jié)構(gòu)的研究、推廣,對(duì)于未來(lái)的道路工程建設(shè)是十分必要的。它是一項(xiàng)創(chuàng)新型研究,該結(jié)構(gòu)工藝可行,符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃,將進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn),以便采集和積累足夠的數(shù)據(jù),并進(jìn)一步優(yōu)化材料配合比，完善施工工藝,固化設(shè)計(jì)參數(shù)，為適時(shí)鑒定、推廣奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]劉毅.半剛性基層材料收縮性能實(shí)驗(yàn)方法探討[1].湖南交通

科技,1999,25(1):16-18.

[2]吳德軍.排水性瀝青路面防裂材料及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D].西安:

長(zhǎng)安大學(xué),2012:102.

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