淺析預(yù)制裝配式道路發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

陸啟珂

宿遷市經(jīng)濟(jì)開發(fā)總公司

1 引言

裝配式道路在道路設(shè)計(jì)施工領(lǐng)域不是一項(xiàng)新技術(shù)，國內(nèi)上個(gè)世紀(jì)八九十年代已經(jīng)有不少專家學(xué)者開展研究試驗(yàn)，如“1989年310國道河南偃師營坊口路段試鋪了裝配式路面，通車兩年使用狀況良好且無斷板現(xiàn)象”。本世紀(jì)初隨著人們對(duì)道路舒適性要求不斷提高，各級(jí)道路在條件允許情況下大幅進(jìn)行“白改黑”，水泥路面加鋪瀝青面層改造尤為盛行。近年來，隨著施工技術(shù)水平及計(jì)算機(jī)BIM 技術(shù)的不斷應(yīng)用，一些裝配式建筑產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，裝配式道路有了進(jìn)一步發(fā)展。

2 發(fā)展現(xiàn)狀研究

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

裝配式道路要規(guī)模發(fā)展，必須有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支撐，2015年吉林省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布《預(yù)制裝配式道路基層工程技術(shù)規(guī)程》（DB22-JT135-2015），為預(yù)制裝配式道路基層設(shè)計(jì)、施工與質(zhì)量驗(yàn)收提供了參考依據(jù)。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

裝配式道路已經(jīng)廣泛用于施工臨時(shí)便道、臨時(shí)停車場(chǎng)、貨物堆場(chǎng)等工程，如雄安新區(qū)容東片區(qū)內(nèi)部施工通道工程、無錫萬達(dá)城酒店群項(xiàng)目臨時(shí)道路工程等，均采用預(yù)制裝配式道路。

2.3 工藝技術(shù)

目前，預(yù)制裝配式道路有水泥混凝土和瀝青混凝土道路兩種。裝配式水泥混凝土道路按照路寬設(shè)置基本單元尺寸，根據(jù)交通荷載等級(jí)確定混凝土標(biāo)號(hào)及布筋規(guī)格數(shù)量，面板單元搭接采用面板咬合或連接件搭接方式，搭接位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，非標(biāo)準(zhǔn)面板單元（含檢查井等）需要單獨(dú)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。裝配式瀝青混凝土道路基層采用水泥混凝土預(yù)制基塊，面層采用瀝青混凝土鋪設(shè)，美觀平順，基層混凝土基塊采用具備嵌鎖能力的復(fù)合結(jié)構(gòu)，四周用土工格柵包裹，基塊現(xiàn)場(chǎng)拼接，縫隙填入灌漿材料充實(shí)，基層與底基層之間設(shè)置調(diào)平層，基層與面層之間噴灑粘層油及石屑，基塊設(shè)置吊環(huán)，便于吊裝。

3 存在問題研究

3.1 社會(huì)普遍關(guān)注度不高

目前，各級(jí)路網(wǎng)已初具規(guī)模，新建道路增長率逐年下降，改擴(kuò)建道路受原道路設(shè)計(jì)影響，大都采用封閉施工、現(xiàn)場(chǎng)澆筑方式進(jìn)行。裝配式道路應(yīng)用不夠廣泛，社會(huì)綜合效益不明顯，不易引起社會(huì)普遍關(guān)注。

3.2 缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行道路設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、養(yǎng)護(hù)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)裝配式道路進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范，僅有地方技術(shù)規(guī)程難以滿足全國性應(yīng)用推廣需求，制約裝配式道路快速發(fā)展。

3.3 工廠化、規(guī)?；夹g(shù)水平不高

受制于裝配式道路預(yù)制構(gòu)件市場(chǎng)需求，全國形成規(guī)模道路預(yù)制構(gòu)件廠商不多，大型路用混凝土構(gòu)件生產(chǎn)沒有形成規(guī)?；?，技術(shù)設(shè)備、生產(chǎn)模具、材料性能不能適應(yīng)靈活多樣預(yù)制構(gòu)件市場(chǎng)需求。

3.4 外部環(huán)境影響大

裝配式道路適用范圍受地理環(huán)境、氣候條件、交通量、甲方特殊需求等因素影響，在干旱少雨、嚴(yán)寒凍融地區(qū)適用范圍較廣，特別是工期緊、施工條件惡劣等優(yōu)勢(shì)較為明顯。

3.5 行業(yè)水平參差不齊

國內(nèi)裝配式道路沒有引進(jìn)國外熟練的成套技術(shù)，設(shè)計(jì)模式、監(jiān)管體系、施工和技術(shù)人員的素養(yǎng)沒有整體提升。裝配式模式的建設(shè)研發(fā)需要專業(yè)設(shè)計(jì)支撐、建設(shè)資金大力投入、行業(yè)主管部門的激勵(lì)措施。

4 技術(shù)要點(diǎn)研究

裝配式道路與現(xiàn)澆混凝土路面相比，如何防止預(yù)制面板（基塊）錯(cuò)動(dòng)、翹曲、斷裂是主要的研究方向，在行車荷載作用下，面層會(huì)把荷載應(yīng)力傳遞到基層、墊層、路基，對(duì)各基礎(chǔ)層剛度要求高，因此要結(jié)合施工氣候與水文條件、材料與土質(zhì)特性、施工技術(shù)與方案措施來合理確定預(yù)制面板（基塊）的結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到技術(shù)可行、成效明顯。

4.1 面板（基塊）預(yù)制

面板（基塊）工廠規(guī)模化預(yù)制，必須嚴(yán)格按照預(yù)制混凝土構(gòu)件規(guī)范規(guī)程進(jìn)行。模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力組合件、面板連接件、混凝土原材料選擇必須根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求按批次進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)合格后進(jìn)行面板（基塊）預(yù)制施工。預(yù)應(yīng)力面板預(yù)制應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求選擇有無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝，張拉工藝參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)要求，并留檔備查。成品構(gòu)件質(zhì)量驗(yàn)收由建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等參建方聯(lián)合驗(yàn)收，構(gòu)件出廠前應(yīng)進(jìn)行試拼裝，檢測(cè)連接件（連接錨栓）綜合性能。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)土基處理

路基及底基層材質(zhì)、壓實(shí)度、彎沉值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，局部處理位置應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施，防止土基局部不均勻沉降。土基面層平整度直接影響面板（基塊）鋪設(shè)質(zhì)量，支撐不均勻影響面層耐久性，因此土基頂部必須設(shè)置結(jié)構(gòu)調(diào)平層。調(diào)平層選用適當(dāng)顆粒級(jí)配的天然砂、中粗砂、石屑，用輕型壓路機(jī)初壓后精平，亦可采用自流平砂漿進(jìn)行調(diào)平。土基處理不當(dāng)，易引起預(yù)制混凝土面板（基塊）錯(cuò)臺(tái)、位移，形成路面塌陷，因此土基壓實(shí)質(zhì)量是裝配式道路質(zhì)量控制重要指標(biāo)。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝

預(yù)制混凝土面板（基塊）生產(chǎn)過程中應(yīng)事先編號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)吊裝按照編號(hào)順序鋪設(shè)，位置準(zhǔn)確、縫隙均勻、凹槽對(duì)齊，設(shè)置預(yù)埋件的構(gòu)件應(yīng)詳細(xì)檢查、核對(duì)，確保組裝后面板（基塊）表面平整、穩(wěn)固。

4.4 接縫處理

接縫施工直接影響預(yù)制拼裝質(zhì)量，影響板間荷載傳遞，降低路面整體剛度，接縫破損或裂縫反射引起面層開裂。面板（基塊）設(shè)置傳力桿鋼筋的，傳力桿鋼筋宜布置在板厚的中間，位置與搭接槽一致。面板（基塊）直接咬合搭接的，應(yīng)確保咬合面搭接順齊、無剪切應(yīng)力，縫隙貫通無雜物。接縫材料應(yīng)與混凝土面板（基塊）有良好黏結(jié)性能，宜選用自流性能好、快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、無收縮、微膨脹、無污染材料，接觸面施工前應(yīng)噴水濕潤，接縫材料從低處開始施工，連續(xù)澆筑，多點(diǎn)澆筑時(shí)應(yīng)排成一線，不得隨意澆筑。接縫材料應(yīng)制作試件，標(biāo)養(yǎng)后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

4.5 水毀、唧泥防治

結(jié)構(gòu)層水主要由路面縫隙水、地下毛細(xì)水、路肩綠化帶水等滲入產(chǎn)生，在重載頻繁作用下，基層處于水飽和狀態(tài)，板塊受壓回彈形成真空，產(chǎn)生唧泥導(dǎo)致水毀。裝配式道路混凝土面板（基塊）極易產(chǎn)生水毀、唧泥現(xiàn)象，應(yīng)重點(diǎn)加以防治：一是提高路面排水能力，適當(dāng)增加路面、基層橫斷面設(shè)計(jì)坡度，平坡、反坡地段增加排水設(shè)施，保證路面水能夠及時(shí)排除。二是切斷基層下毛細(xì)水侵入途徑，面板（基塊）下宜設(shè)置隔斷層，隔斷層采用土工布（膜）、瀝青砂、油毛氈等不透水材料，阻斷毛細(xì)水侵入結(jié)構(gòu)上層。三是嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，各類原材料必須滿足施工質(zhì)量要求，基層施工前必須清理面板（基塊）、澆筑縫，混凝土澆筑必須嚴(yán)格控制振搗質(zhì)量，杜絕離析、蜂窩、麻面、掉角等質(zhì)量隱患，面板（基塊）厚度、彎拉強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.6 面板（基塊）更換

裝配式道路路面板（基塊）更換相比較現(xiàn)澆混凝土面板（水穩(wěn)類基層）具有明顯優(yōu)勢(shì)，更換前應(yīng)對(duì)路面破損原因進(jìn)行詳查。對(duì)于土基損害造成面板（基塊）不均勻沉降引起板塊斷裂的，應(yīng)對(duì)土基進(jìn)行局部處理，對(duì)于路面板（基塊）本身強(qiáng)度不足造成斷裂的，應(yīng)對(duì)路面板（基塊）施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，增加布筋率，優(yōu)化設(shè)計(jì)?；鶋K更換后應(yīng)在頂面加鋪玻璃纖維格柵等材料，增加整體抗拉強(qiáng)度，減少基塊位移，延遲疲勞破壞，防止和減少反射裂縫的產(chǎn)生。

5 應(yīng)用前景研究

5.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

裝配式道路應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著，一是適應(yīng)范圍廣，不受極端天氣、惡劣施工條件影響，無需大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，污染小，適用各類新建、擴(kuò)建、改建道路。二是對(duì)交通影響較小，明顯縮短工期，能夠快速開放交通，減少交通擁堵和安全隱患。三是耐久性強(qiáng)，工廠模塊化施工，不受外部環(huán)境影響，混凝土可在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行，強(qiáng)度與溫度和齡期增長曲線更高，混凝土面板（基塊）收縮徐變能夠較早完成，增加結(jié)構(gòu)耐久性。四是可制作高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，對(duì)于重載交通、城市主干道等道路，可預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋（鋼絞線）混凝土構(gòu)件，增加道路使用年限。五是養(yǎng)護(hù)方便，道路破損可及時(shí)更換路面板（基塊），施工便捷。

5.2 發(fā)展前景

隨著人們對(duì)裝配式道路認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)，新材料、新工藝在規(guī)?；a(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，預(yù)制裝配式道路將成為道路交通基礎(chǔ)設(shè)施中重要組成部分。同時(shí)也要清醒地認(rèn)識(shí)到，裝配式道路還存在諸多技術(shù)難題需要攻克，比如結(jié)構(gòu)材料選用、接縫材料黏結(jié)性能、拼裝結(jié)構(gòu)抗沖擊能力、造價(jià)成本控制等等，需要我們進(jìn)一步研究創(chuàng)新。不過我們堅(jiān)信，裝配式道路有著更加廣闊的發(fā)展空間，有著巨大的市場(chǎng)潛力，終將為實(shí)現(xiàn)交通行業(yè)節(jié)能減排，加快形成可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略布局，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。