《混凝土砌塊組裝式道路結(jié)構(gòu)》探索

【摘要】最新專利技術(shù)——砌塊組裝式道路結(jié)構(gòu)區(qū)別與常規(guī)道路結(jié)構(gòu)的特點是把道路基層作業(yè)工序用砌塊組裝方式進行替換，把養(yǎng)生期從現(xiàn)場轉(zhuǎn)移到預(yù)制場，從而達到縮短道路建設(shè)工期的目的。

【關(guān)鍵詞】砌塊組裝；工期縮短

一、項目研究背景

為保持城市道路的服務(wù)品質(zhì)，每年都需要對破損道路進行維修或翻建。在交通繁忙的大城市，道路維護特別是道路的翻建對城市交通、市容、空氣質(zhì)量都帶來極大的不利影響。歸納產(chǎn)生不利影響的因素主要有：

1、道路易翻漿。在東北地區(qū)道路在設(shè)計之初，是按地質(zhì)勘察報告提交時的土基含水量計算土基是否需要處理。而實際土基含水量是隨季節(jié)、降雨量而變化，因此翻漿普遍發(fā)生。

2、道路壽命短。許多道路面層尚未達到設(shè)計的使用壽命，僅因道路翻漿而不得不進行大修甚至翻建。

3、建設(shè)工期長。占用工期較長的工序主要是土基處理；石灰土的養(yǎng)生；二灰碎石的養(yǎng)生；養(yǎng)生期是制約道路施工周期的關(guān)鍵因素。

4、在道路翻建過程中，占道時間長，對交通影響大，灰土類材料的使用對環(huán)境造成污染等問題都是困擾市政部門的老大難問題。

二、結(jié)構(gòu)組合設(shè)計

2.1結(jié)構(gòu)組合模式探討

由于制約道路建設(shè)期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是養(yǎng)生期，因此面對基層和面層開展研究?，F(xiàn)將需要養(yǎng)生的基層結(jié)構(gòu)提出來，做如下對比分析：

第一方案：參考剛性路面組合設(shè)計。

使用預(yù)制砌塊替代水泥混凝土面層和二灰碎石基層，能夠避免現(xiàn)場養(yǎng)生問題，但是車輛行駛舒適性不佳。砌塊面層接縫多，平整性差，行車震動、噪音影響大。解決辦法是在砌塊上增設(shè)加鋪層。

第二方案：參考柔性路面組合設(shè)計

使用砌塊替代二灰碎石基層即可避免現(xiàn)場養(yǎng)生問題。優(yōu)點是：砌塊與上面層結(jié)合良好，并保持原有柔性路面行車舒適性良好的優(yōu)點。

但是對砌塊本身的早期強度及預(yù)制、搬運的工藝性要求高。參考有關(guān)資料可知，添加水泥、減水劑、碳酸鈉等物質(zhì)能夠有效增加二灰碎石早期強度指標(biāo)。

第三方案：剛?cè)岵M合設(shè)計

采用混凝土預(yù)制塊基層+瀝青混凝土加鋪層組合結(jié)構(gòu)。既可以提高基層穩(wěn)固性并延長道路面層使用壽命，又能發(fā)揮瀝青混凝土加鋪層的特點滿足磨耗層及改善行車舒適性要求。土基層及土基處理方式與常規(guī)結(jié)構(gòu)相同，技術(shù)要求相同。

試選結(jié)構(gòu)如下：

1、上層：

5cm中粒式4%SBS改性瀝青混凝土（AC-16），PC-3乳化瀝青粘層油0.5L/m2，設(shè)置目的是保持路面平整、防滑耐磨、減震降噪、密封防水。要求與基層有良好的結(jié)合性，而且對砌塊接縫不敏感，防治反射裂縫發(fā)生。也可以采用灑布粘層瀝青、Trupave聚酯玻纖布、SAMI瀝青橡膠碎石鋪設(shè)在混凝土砌塊頂面。

2、基層：

混凝土砌塊，砌塊高度分為40、60cm二個級別，混凝土預(yù)制砌塊采用碎石、石灰、粉煤灰、水泥混合材料。設(shè)置目的：砌塊組裝后必須具有足夠的強度和較好的整體穩(wěn)定性及抗凍融性。

3、加固層：

在基層底部采用雙向土工格柵灌入改性環(huán)氧聚合物砂漿結(jié)構(gòu)，設(shè)置目的：增加相鄰砌塊之間的粘結(jié)性，防止砌塊底部因受橫向力發(fā)生側(cè)滑或分離而降低砌塊之間的嵌擠與卯榫性能。

4、墊層：

15cm碎石（35#），設(shè)置目的：穩(wěn)定基層、抗滑、透水。

總厚度：60、80cm（對應(yīng)不同尺寸砌塊）

5、灌縫砂漿——增加砌塊組合后的整體粘結(jié)穩(wěn)定性，緩解砌塊邊緣的應(yīng)力集中。砂漿需具有良好的韌性及與混凝土的粘合性，有足夠的抗拉、抗剪強度，較低的溫度收縮率，良好的流動度。意向采用聚合物砂漿類型。

我院現(xiàn)正在開展相關(guān)試驗，預(yù)計年底可以得到主要試驗數(shù)據(jù)。

三、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)

3.1砌塊外形結(jié)構(gòu)設(shè)計

混凝土砌塊（專利技術(shù)、另文專述）。砌塊外形長寬比例近似正方形，其結(jié)構(gòu)外形設(shè)計具備限制砌塊單體沿X、Y、Z三軸移動及轉(zhuǎn)動的立體嵌擠與卯榫組合特點。使平面中的單個砌體都能與周邊8塊砌塊相互嵌擠與卯榫，從而相互限制水平及垂直移動及轉(zhuǎn)動，并以此增加砌塊組合體整體結(jié)構(gòu)強度，進一步提高應(yīng)對地質(zhì)病害或自然環(huán)境造成的路基塌陷的抵抗力。在以木模塊代替混凝土砌塊的初步試驗中，在組合砌塊未灌漿的條件下，砌塊組后整體嵌固性表現(xiàn)良好。

3.2砌塊尺寸設(shè)計

1、砌塊尺寸分級

基本型40cm高，用于小型車交通，加強型60cm高，用于混合交通或翻漿嚴(yán)重的路段。各型砌塊平面尺寸1.2X1.0；

2、與道路寬度匹配：服務(wù)道路寬度在，7、8、9、12米，砌塊組合后總寬度應(yīng)與道路寬度相符。

3、與雨水收水口尺寸相匹配。

3.3砌塊性能要求

1、砌塊工藝性好。具備制造、堆放、運輸、安裝方便的特點。

2、砌塊強度高。具備早期強度高拆模周期短、邊角處在交通荷載條件下不開裂、抗凍融。

3、砌塊與周邊接觸體粘結(jié)性好。與面層及墊層結(jié)合良好，與砂漿結(jié)合良好。

四、砌塊組裝式道路基層結(jié)構(gòu)的施工工藝

1、開槽棄土、2、處理土基、3、整平路基、4、鋪設(shè)碎石及土工格柵，底層灌漿、5、運輸、拼裝、6、利用砌塊灌漿孔道灌入砂漿、7、立緣石的按放與砌筑、8、道路面層瀝青混凝土的攤鋪及碾壓。

五、結(jié)論與參考資料及附件

5.1結(jié)論

綜上所述，砌塊組裝式道路基層結(jié)構(gòu)，采用國內(nèi)首創(chuàng)的新技術(shù)，設(shè)計目標(biāo)是施工期短，易維護、社會效益、環(huán)境效益好。

因此該結(jié)構(gòu)特別適用于以小型車交通為主的城市道路。在東北地區(qū)10月份以后的季節(jié)施工，預(yù)制砌塊組裝道路也具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻

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[2]《嵌擠式混凝土塊路面接縫剪切特性的探索》（公路交通報1990-9；長沙交通學(xué)院，邵臘庚，李宇峙）

[3]《二灰碎石加入化學(xué)添加劑進行力學(xué)性能改良的實驗研究》（交通標(biāo)準(zhǔn)化2011-1，王志強，河北省武強縣交通局）

[4]《高性能泡沫混凝土的研究》（西南科技大碩士論文2009，周順鄂，盧忠遠）

[5]《水性環(huán)氧改性CRTSII型砂漿的制備與性能研究》（武漢理工大學(xué)碩士論文2011）