一、混凝土砌块组装式道路结构的探索

郭高 马淑勋  徐俭 赵健淳

（长春市市政工程设计研究院有限责任公司）

（2013-06-06    发表于《科技与企业》）

【摘要】最新专利技术——砌块组装式道路结构区别于常规道路结构的特点是把道路基层作业工序用砌块组装方式进行替换，把养生期从现场转移到预制场，从而达到缩短道路建设工期的目的。

【关键词】砌块组装 工期缩短

1项目研究背景

   为保持城市道路的服务品质，每年都需要对破损道路进行维护或翻建。在交通繁忙的大城市，道路维护特别是道路的翻建对城市交通、市容、空气质量都带来极大的不利影响。归纳产生不利影响的因素主要有：①、道路易翻浆。东北地区道路在设计之初是按地质勘察报告提交时的土基含水量计算土基是否需要处理。而实际土基含水量是随着季节、降雨量而变化，因此翻浆普遍发生；②、道路命短。许多道路面层尚未达到设计的使用寿命，仅因道路翻浆而不得不进行大修甚至翻建；③、建设工期长。占用工期较长的工序主要是土基处理、石灰土的养生、二灰碎石的养生，养生期是制约道路施工周期的关键因素；④、环境污染大。在道路翻建过程中，占道时间长，对交通影响大，灰土类材料的使用对环境造成污染等问题都是困扰市政部门的老大难问题。

2结构组合设计

2.1结构组合模式探讨

    由于制约道路建设周期的关键环节是养生期，因此面对基层开展对比分析：①、参考刚性路面组合结构设计。使用预制砌块替代水泥混凝土面层和二灰碎石基层，能够避免现场养生问题。但是车辆行驶舒适性不佳，砌块面层接缝多，平整度差，行车震动、噪音影响大。解决办法是在砌块上增设沥青混凝土加铺层；②、参考柔性路面组合设计。使用砌块替代二灰碎石基层即可避免现场养生问题。优点是砌块与上面层结合良好，并保持原有路面行车舒适的良好特点。但是对砌块本身的早期强度及预制、搬运的工艺性要求较高；③、刚柔并济组合设计。采用混凝土预制块基层+沥青混凝土加铺层组合结构。即可提高基层稳固性并延长道路面层使用寿命，又能发挥沥青混凝土加铺层的特点满足磨耗层及改善行车舒适性要求。土基层及土基处理方式与常规结构相同，技术要求相同。

2.2试选结构如下：

   道路组合结构设计包括沥青面层、基层、加固层、垫层，其中加固层由土工格栅灌砂浆构成、基层由预制块接缝灌注砂浆构成。①、上层：5cm中粒式4%SBS改性沥青混凝土（AC-16),PC-3乳化沥青粘层油0.5/m2,设置目的是保持路面平整、防滑耐磨、减震降噪、密封防水。要求与基层有良好的结合性，而且对砌块接缝不敏感，防止反射裂缝发生。也可以采用撒布粘层沥青、Trupave聚酯玻纤布、SAMI沥青橡胶碎石铺设在混凝土砌块顶面；②、基层：混凝土砌块，砌块高度分为40、60cm两个级别，混凝土预制砌块采用碎石、石灰、粉煤灰、水泥混合材料。设置目的：砌块组装后必须具有足够的强度和较好的整体稳定性及抗冻融性；③、加固层：在基层底部采用双向土工格栅灌入改性环氧树脂砂浆结构，设置目的：增加相邻砌块之间的粘结性，防止砌块底部因受横向力发生侧向滑移或分离而降低砌块之间的嵌挤与榫卯性能；④、垫层：15cm 碎石（35#），设置目的：稳定基层、抗滑、透水；⑤、灌缝砂浆——增加砌块组合后的整体粘结稳定性，缓解砌块边缘的应力集中。砂浆需具有良好的韧性及与混凝土的粘合性，有足够的抗拉、抗剪强度，较低的温度收缩率，良好的流动度。对应不同尺寸的砌块尺寸，路面结构厚度为60、80cm。意向采用聚合物砂浆类型。我院现正在开展相关试验，预计年底可以得到主要试验数据。

3关键技术环节

3.1砌块外形结构设计

   混凝土砌块（专利技术、另文专述），砌块外形长宽比例近似正方形，其结构外形设计具备限制砌块单体沿X、Y、Z三轴移动及转动的立体嵌挤与榫卯组合特征。使平面中的单个砌块都能与周边8个砌块相互嵌挤与榫卯，从而相互限制水平及垂直移动及转动，并以此增加砌块组合体整体结构强度，进一步提高应对地质病害或自然环境造成的路基塌陷的抵抗力。在以木模块替代混凝土砌块的初步试验中，在组合砌块未灌浆的条件下，砌块组合后整体嵌固性表现良好。砌块尺寸分级：基本型40cm高，用于小型车交通，加强型60cm高，用于混合型交通或翻浆严重的路段。各型砌块平面尺寸1.2X1.0米。砌块尺寸应与道路宽度匹配，服务道路宽度在，7、8、9、12米，砌块组合后总宽度应与道路宽度相符。砌块尺寸应与雨水收水口尺寸相匹配。

3.2砌块性能要求

   砌块工艺性好。具备制造、堆放、运输、安装方便的特点。砌块具备早期强度高，拆模周期短、边角处在交通荷载条件下不开裂、抗冻融。砌块与周边接触粘结性好，与面层及垫层结合良好，与砂浆结合良好。

3.3砌块组装式道路基层结构的施工工艺

    按施工作业顺序：开槽弃土、处理土基、平整路基，铺设碎石及土工格栅和底层灌浆、砌块运输、利用砌块灌浆孔道灌入砂浆、立缘石的安放与砌筑、道路面层沥青混凝土的摊铺及碾压。

4、结论

    综上所述，砌块组装式道路基层结构，采用国内外首创的新技术，设计目的是施工周期短，易维护、社会效益、环境效益好。因此该结构特别适用与以小型车交通为主的城市道路及东北地区10月份以后的季节施工，预制砌块组装式道路也具有良好的应用前景。

参考文献

[1] 张鹏,六晨辉,里清富.聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗拉弯弹性模量试验研究[J].公路.2010-8

[2] 邵腊庚,李宇峙.嵌挤式混凝土块路面接缝剪切特性的探索. [J]公路交通报.1990-9

[3] 王志强.二灰碎石加入化学添加剂进行力学性能改良的实验研究. [J]交通标准化.2011-1,

[4] 周顺鄂,卢忠远.高性能泡沫混凝土的研究. [J]西南科技大硕士论文2009

[5] 水性环氧改性CRTSI型砂浆的制备与性能研究.[J]武汉理工大学硕士论文.201