十七、嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构的试验应用

孙宏亮,赵健淳,郭高

(长春市市政工程设计研究院有限责任公司，吉林长春130033)

（2014-07-10发表于《市政技术》）

【摘要】介绍了嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构的试验过程,论述了其道路组合设计方案及施工注意事项。嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构大幅度节约了施工时间,提高了工程质量。

【关键词】道路;基层;嵌挤组装式砌块;试验

    目前,长春市新建与翻建道路的基层大多以二灰碎石为材料进行施工,二灰碎石基层属于半刚性类型。具有明显的水硬性、缓凝性、板体性及一定的抗裂性!二灰碎石基层所用材料来源广泛,可就地取材,且施工方便,强度高。形成板体后,具有类似贫混凝土的性质，水稳性、抗裂性也较好。由于这些优点,使二灰碎石基层得到广泛应用12)。但其抗磨性差,强度形成受温度和湿度的影响很大,且二灰碎石养生期较长(28d),这使得二灰碎石在实际施工时受到工期的局限。笔者该次试验研究的内容为嵌挤组装式混凝土砌块基层,分别采用嵌挤度为18,1/6,1/4的混凝土砌块组合作为道路试验段基层进行研究,目的是寻找一种能够替代二灰碎石,缩短工期,保证基层稳定性的基层材料。

 

 

                             图1砌块结构图

1 试验段场地的选择

    长春市飞跃中路位于欧亚卖场正门方向,工程起点为开运街,终点为规划路,全长538m。由于飞跃中路地处欧亚卖场商业圈内,道路两侧多为商铺,日交通量较大，且车辆组成类型较复杂,因此能够满足试验期间道路对交通量的需求,可检验出车辆荷载对试验区的真实影响。同时,该工程为道路拓宽翻建工程,目前正在进行道路土基部分的施工,能满足试验的时间要求。综合上述因素,经项目组研究一致决定选取该路段作为嵌挤组装式混凝土砌块基层的试验场地。

2 道路原设计参数

    原设计道路荷载标准为双轮组单轴载BZZ-100,采用路面分析与设计系统PADS软件计算。设计弯沉值为23.4(1/100mm),原设计道路结构为:5cm中粒式沥青混凝土AC-16(4%SBS);乳化沥青黏层油PC-3(0.5L/m);8cm粗粒式沥青混凝土AC-25;乳化沥青透层油PC-2(1.01/m2),撒15号钉子石(0.3m/100㎡);40cm二灰碎石(质量比为6:14:80);30cm白灰土(质量比为12:88);土基碾压密实度≥90%。

3试验路设计方案

    该次试验目的是在外界条件相同的情况下，将3种嵌挤度的混凝土砌块组和二灰碎石分别进行对比。通过实验观察总结这两种材料的区别与优缺点，同时也总结出同为混凝土砌块组但嵌挤度不同的组合在经过一段时间的累计轴载后各自的优缺点,通过试验得出满足条件的最优嵌挤度下的砌块组合形式。为了确保试验顺利完成,试验单独设置1处嵌挤度为1/4采用 C20混凝土作为砌块,用高强度灌浆料代替M10水泥砂浆的试验段。道路组合设计方案如表1所示。

以上两组方案的区别在于底基层的组成:

1)碎石垫层属于柔性基层,在掺入M10水泥砂浆后变为半刚性基层,主要作用是从横向和纵向上通过砌块下底面的凸点与碎石本身的空隙对混凝土砌块起到约束作用。优点是承载力高;缺点是道路结构整体造价偏高。

2)水泥稳定石屑属于黏合层,起到连接混凝土砌块基层和石灰土底基层的作用,同时也能通过砌块下表1道路组合设计方案。底面的凸点与钢带土工格栅对砌块起到约束作用。优点是造价低,施工速度快;缺点是承载力偏低,与碎石垫层相比容易出现沉降。

4 试验段工期

    嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构试验段，于2013年9月19日确认场地范围,9月30日第1批砌块运至场地.10月1日开始组装,10月9日砌块组装完毕,10月10日-13日灌浆,10月15日-17日道路罩面.10月20日完成道路弯沉检测。

       图2 砌块拼装示意图

5 试验段施工

5.1 砌块运输砌块于9月19日开始制造,每天生产3种型号，各20块。9月30日开始运至现场,工地使用挖掘机套钢丝绳进行吊装,比较顺利,1次可以吊装2个砌块,在堆放场地可以3块叠放。使用夹具后,使吊装更加顺利。

5.2块组装

先在路基测定砌块边界、挂线,然后在路槽内铺设土工格栅,接缝处搭接0.4m,四边留出0.5m。砌块沿着挂线铺设,双向摆正、预留缝隙,个别边缝不平行时可以用撬棍调整。砌块在组装前,要打掉侧面横槽端部的混凝土浆飞边,以利于砂浆在横槽内流动,保证砂浆在横槽内呈连续网孔结构。砌块结构及砌块拼装方法分别如图1、2所示。

5.3 砂浆灌注

在现场做砂浆配合比调试试验,检验砂浆在实际作业情况下的初凝时间、流动度、早期强度指标。检验砂浆拌和设备使用情况,拌和的均匀性。砂浆灌注后可构成砌块底部圈梁,更好地起到固定作用。

6 施工注意事项

    新型道路基层结构在施工过程中难免遇到一些问题,项目组经过详细论证,总结出嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构的施工经验,提出了施工注意事项,可在将来施工时借鉴。

1)道路底基层的平整度及强度至关重要。底基层的平整度在很大程度上会影响嵌挤组装式砌块基层表面的平整度。如果有大块碎石垫在砌块脚趾下，会导致砌块平整度降低,因此,垫层碎石的粒径要控制在1~3cm范围内,且要尺寸均匀,不能有大块,并进行适当碾压;2)土工格栅铺设时要摆正,边缘处留足富裕,一般留0.5m,接缝处重叠0.4m;3)按道路设计要求放线、挂线,挂线高度与砌块顶面齐平,在砌块横向界限处做(画、夹、栓)标记;4)组装时砌块要对齐,缝隙要均匀,大小要适当，可以使用撬棍调整砌块间隙、距离,避免注浆不均匀;5)对安放不平的砌块做标记,先少量灌注砂浆使其稳定,再大量注浆进行接缝;6)砂浆灌注时应严格执行材料配合比;7)同一块试验区应尽可能按顺序一次完成砂浆灌注.分批多次灌注将影响灌注质量。无序随意灌注可能会在砌块底部出现空洞;8)在砂浆灌注完成后,应维护现场交通,防止施工机械在试验区上行驶、作业。

7 结语

    试验段经过弯沉及平整度的检测,很好地达到了设计的预期效果。该试验采用工厂预制的嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构替代传统的二灰碎石结构基层,能够显著提高工程质量,缩短工期,延长道路使用寿命,尤其是在大中修项目密集的夏季，可避免大量的工程开工使市内交通出现严重堵塞和尾气污染。在工程建设期间,传统的二灰碎石基层材料的养生占用时间最长,而嵌挤组装式混凝土砌块的养生是在预制场完成的,因此,可减少施工封闭交通所带来的影响。由此可见,嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构的研究、推广,对于未来的道路工程建设是十分必要的。它是一项创新型研究,该结构工艺可行,符合国家产业政策。根据试验计划,将进行扩大试验,以便采集和积累足够的数据,并进一步优化材料配合比，完善施工工艺,固化设计参数，为适时鉴定、推广奠定基础。

参考文献:

[1]刘毅.半刚性基层材料收缩性能实验方法探讨[1].湖南交通

科技,1999,25(1):16-18.

[2]吴德军.排水性沥青路面防裂材料及结构优化研究[D].西安:

长安大学,2012:102.