十一、預(yù)制混凝土大型砌塊在市政道路基礎(chǔ)層上的應(yīng)用

作者：由平均1 張旭2 郭高2 李仲海3

1、長(zhǎng)春市市政設(shè)施維護(hù)管理中心；2.長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司；3.吉林省九盛綠色建材股份有限公司

（2015-07-31??? 發(fā)表于《建筑砌塊與砌塊建筑》）

【摘? 要】簡(jiǎn)要介紹一種預(yù)制混凝土大型砌塊裝配式路基技術(shù)，在長(zhǎng)春市的工程試驗(yàn)情況，包括大型砌塊的塊型設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝技術(shù)、鋪裝施工技術(shù)等。

【關(guān)鍵詞】道路基礎(chǔ);混凝土砌塊;立體嵌擠;裝配基層

1 引言

?? 為提高軟地基條件下道路基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，城區(qū)市政道路最常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是:在路面材料層(瀝青混凝土、水泥混凝土、塊材等)的下方，設(shè) 計(jì) 一 層 現(xiàn) 澆混凝土層。但它有兩個(gè)顯著的缺點(diǎn)：一是當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降變形時(shí)，這層混凝土層也很容易被“折斷”而發(fā)生開裂、變形；二是施工時(shí)澆注混凝土后需較長(zhǎng)時(shí)間后才能進(jìn)行上層的施工，工程施工周期較長(zhǎng)。

??? 在長(zhǎng)春等北方地區(qū)，由于受一年中可施工時(shí)間較短的影響，對(duì)于道路工程施工周期非常敏感；另外，當(dāng)已有市政道路出現(xiàn)路段破損、需要修補(bǔ)時(shí)，若涉及到更換現(xiàn)澆混凝土層，也是一件比較復(fù)雜的事。 這就提出一個(gè)設(shè)想：有無(wú)可能用預(yù)制塊體來(lái)替代道路基礎(chǔ)中的現(xiàn)澆混凝土層，一是可以明顯縮短施工周期;二是該混凝土層也具有了一點(diǎn)點(diǎn)“柔性”，在下層土壤基礎(chǔ)發(fā)生少量不均勻沉降時(shí),可承受所帶來(lái)的變形，而不會(huì)波及到路面材料層；三是便于道路使用過(guò)程中的區(qū)域修補(bǔ)施工。

?? 由長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院開發(fā)、吉林省九盛綠色建材股份有限公司生產(chǎn)、長(zhǎng)春市市政設(shè)施維護(hù)管理中心實(shí)施驗(yàn)證的預(yù)制混凝土大型砌塊裝配式路基技術(shù)，在長(zhǎng)春市有關(guān)部門的支持下，自 2013 年~2015年 9 月，在長(zhǎng)春市進(jìn)行了多次工程試驗(yàn)。 現(xiàn)將有關(guān)情況簡(jiǎn)要描述，以便與同行共同探討之。

2 裝配式路面基層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖 1 系按預(yù)制混凝土大型砌塊做道路基層的道路組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剖面示意圖。 基礎(chǔ)層采用預(yù)制大型砌塊和砌塊之間縫隙內(nèi)的砂漿組成。 路基側(cè)邊（四邊）則仍使用現(xiàn)澆混凝土封邊穩(wěn)固。 當(dāng)土壤地基的穩(wěn)定性不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，為提高基層的穩(wěn)定性，可以增設(shè)土工格柵。

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3預(yù)制混凝土大型砌塊的形狀、材性及生產(chǎn)工藝

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?? 預(yù)制混凝土大型砌塊只有 1 種規(guī)格(見圖 2）。 尺寸為 103cm×88cm×30cm， 形狀是上下表面為平面，側(cè)面則由兩對(duì)陽(yáng)斜面和陰斜面組成。 為吊裝方便在底部長(zhǎng)邊設(shè)有 1 對(duì)插槽；橫凹槽的設(shè)置是為加強(qiáng)砂漿與砌塊之間嵌鎖牢度。施工鋪設(shè)拼裝時(shí),采用一橫一豎顛倒的方式進(jìn)行鋪筑施工。

?? 目前這種大型砌塊的成型，采用在工廠內(nèi)模具濕 法澆注成型工藝進(jìn)行,由于大型砌塊結(jié)構(gòu)上存在細(xì)小 尺寸構(gòu)造，因此在材料配合比設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮選擇適當(dāng)?shù)拇旨献畲罅匠叽?。大型砌塊的生產(chǎn)在吉林省九盛綠色建材股份有限公司進(jìn)行，見圖 3 和圖 4。結(jié)合砌塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并綜合考慮運(yùn)輸、吊裝等要求，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值 為 C20（指混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體試件的抗壓強(qiáng)度，而不是混凝土砌塊強(qiáng)度），新拌混凝 土 的坍落度取30mm ~50mm。為降低成本、提高新拌混凝土成型時(shí)的和易性，在配合比中摻 加了一定量的粉煤灰，并降低水泥用量；另外，還進(jìn)行了添加 再生粗集料的試 驗(yàn)，證明對(duì)大型砌塊的物理性能沒有影響。

??? 雖然大型砌塊單個(gè)塊體體積達(dá) 0.26m3 ，但仍屬于素混凝土預(yù)制件。 吉林久盛公司生產(chǎn)時(shí)的基準(zhǔn)配合比是：P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥；粒徑 9.5mm~19mm、 19mm~31.5mm 兩種粗骨料，經(jīng)試驗(yàn)后按 35:65 比例摻 配；細(xì)骨料為當(dāng)?shù)仄胀ê由?；粉煤灰為吉林“泉眼”?商用粉煤灰。 生產(chǎn)時(shí)混凝土的基準(zhǔn)配合比見表 1。

? ?每塊大型砌塊的預(yù)制模具分為 4 塊側(cè)板和1塊底板，需占用作業(yè)場(chǎng)地約 9m2 。 預(yù)制作業(yè)工序分為：裝配模、涂脫模劑、澆注混凝土、靜停養(yǎng)護(hù)、拆模、砌塊吊 運(yùn)、清理模具，共七個(gè)步驟。

??? 在生產(chǎn)車間內(nèi)， 每 4 塊砌塊疊層堆置為 1 垛，不需要在每層砌塊底部設(shè)置墊塊；使用小型叉車進(jìn)行車間內(nèi)倒運(yùn)，以及將大型砌塊裝載到汽車上 （成垛裝卸），并不需額外設(shè)置加固措施。

4 預(yù)制混凝土大型砌塊的鋪裝施工

?? 當(dāng)運(yùn)輸車輛到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，用 2 臺(tái)小型叉車協(xié)同作業(yè)對(duì) 1 輛運(yùn)輸車卸車，26 分鐘能完成 24 垛大型砌塊（96 塊、約可鋪 96 平米路基）的卸車作業(yè)，簡(jiǎn)單方便。

??? 大型砌塊鋪裝時(shí)使用小型挖掘機(jī)為臨時(shí)吊裝工具，一個(gè)作業(yè)面可以配置 2 臺(tái)挖掘機(jī)進(jìn)行鋪裝施工(見圖 5)，工作效率約為 90 塊/小時(shí)(90m2 /h)。 每項(xiàng)工程可視情況安排 2 個(gè)或更多的作業(yè)面同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，以快速鋪設(shè)道路基層。

??? 鋪設(shè)完成大型砌塊后，再用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行封邊 及砌筑路緣石的作業(yè)施工， 然后進(jìn)行砂漿灌注作業(yè)， 填滿砌塊之間的空隙。 可以使用干粉砂漿+砂漿泵配 合作業(yè)，也可以使用預(yù)拌砂漿進(jìn)行灌注作業(yè)。 對(duì)于道 路搶修工程，在砂漿灌注 24 小時(shí)后，即可進(jìn)行道路面 層瀝青混凝土的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

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5 工程應(yīng)用情況

??? 首次工程鋪裝試驗(yàn)于 2013 年進(jìn)行， 在長(zhǎng)春市飛躍中路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)路段的施工，竣工后又進(jìn)行了兩年的跟蹤調(diào)查，路面無(wú)裂縫、平整度好，質(zhì)量?jī)?yōu)良。 后又在長(zhǎng)春市世紀(jì)大街與營(yíng)口路路口進(jìn)行了重載交通路段的應(yīng)用試驗(yàn)；長(zhǎng)春市文化街試驗(yàn)路全長(zhǎng) 466 米，路寬10 米，首次實(shí)現(xiàn)全路段道路基層及排水構(gòu)筑物的全預(yù)制化鋪筑施工。 表 2 列出近三年來(lái)所進(jìn)行大型砌塊裝配式道路路基試驗(yàn)的工程情況。 通過(guò)多條城區(qū)道路工程的實(shí)際施工， 顯示出砌塊鋪筑道路基層施工周期短、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的優(yōu)秀特性。

6 小結(jié)

1） 大型砌塊裝配式路面基層的性能裝配式路面基層結(jié)構(gòu)是預(yù)制混凝土砌

塊（新型連鎖砌塊）在路槽內(nèi)按立體嵌擠方式裝配、并用砂漿灌注縫隙形成的一種道路結(jié)構(gòu)。 其特點(diǎn)是采用獨(dú)特的立體嵌擠原理設(shè)計(jì)砌塊， 裝配后砌塊之間相互嵌擠、 形成類似的板體結(jié)構(gòu)， 從而避免了單個(gè)塊體的不均勻沉降，合理地解決了塊與塊之間的聯(lián)鎖排列問(wèn)題。 其結(jié)構(gòu)受力方式確定、設(shè)計(jì)參數(shù)可控；而由于采用預(yù)制成型、現(xiàn)場(chǎng)裝配的工藝，可大幅縮短道路建設(shè)工期。

2）根據(jù)長(zhǎng)春市工程鋪裝試驗(yàn)驗(yàn)證，這種大型砌塊裝配式道路基層工程技術(shù)，適用于新建、擴(kuò)建城市道路工程，管道開挖后的路面結(jié)構(gòu)恢復(fù)工程，以及港口、廠區(qū)道路，還適用于公路收費(fèi)站及服務(wù)區(qū)道路、有重荷載車輛通過(guò)路段、物流場(chǎng)站等道路工程。

3）由于該大型砌塊是做道路基層使用，對(duì)強(qiáng)度等級(jí)及耐磨性應(yīng)區(qū)別于混凝土路面磚。 目前采用的濕法澆注成型工藝生產(chǎn)的大型砌塊能滿足道路基層的設(shè)計(jì)要求，但生產(chǎn)效率偏低。 今后可以考慮采用振動(dòng)壓制成型工藝，干硬性混凝土砌塊生產(chǎn)線上成型生產(chǎn)大型砌塊，以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，有利于推動(dòng)裝配式道路基層技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

??? 該技術(shù)已通過(guò)吉林省住建廳組織的科技成果鑒定，申請(qǐng)獲授權(quán)專利 11 項(xiàng)，并編輯出版了吉林省《預(yù)制裝配式路基工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》， 形成了整套技術(shù)體系。

參考資料：

[1] 《預(yù)制裝配式道路基層工程技術(shù)規(guī)程》DB22/JT135-2015.

[2] 孫宏亮《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》; 市政技

術(shù),2014.04.

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