十一、预制混凝土大型砌块在市政道路基础层上的应用

作者：由平均1 张旭2 郭高2 李仲海3

1、长春市市政设施维护管理中心；2.长春市市政工程设计研究院有限责任公司；3.吉林省九盛绿色建材股份有限公司

（2015-07-31    发表于《建筑砌块与砌块建筑》）

【摘  要】简要介绍一种预制混凝土大型砌块装配式路基技术，在长春市的工程试验情况，包括大型砌块的块型设计、生产工艺技术、铺装施工技术等。

【关键词】道路基础;混凝土砌块;立体嵌挤;装配基层

1 引言

   为提高软地基条件下道路基础的结构稳定性，城区市政道路最常见的结构设计是:在路面材料层(沥青混凝土、水泥混凝土、块材等)的下方，设 计 一 层 现 浇混凝土层。但它有两个显著的缺点：一是当路基发生不均匀沉降变形时，这层混凝土层也很容易被“折断”而发生开裂、变形；二是施工时浇注混凝土后需较长时间后才能进行上层的施工，工程施工周期较长。

    在长春等北方地区，由于受一年中可施工时间较短的影响，对于道路工程施工周期非常敏感；另外，当已有市政道路出现路段破损、需要修补时，若涉及到更换现浇混凝土层，也是一件比较复杂的事。 这就提出一个设想：有无可能用预制块体来替代道路基础中的现浇混凝土层，一是可以明显缩短施工周期;二是该混凝土层也具有了一点点“柔性”，在下层土壤基础发生少量不均匀沉降时,可承受所带来的变形，而不会波及到路面材料层；三是便于道路使用过程中的区域修补施工。

   由长春市市政工程设计研究院开发、吉林省九盛绿色建材股份有限公司生产、长春市市政设施维护管理中心实施验证的预制混凝土大型砌块装配式路基技术，在长春市有关部门的支持下，自 2013 年~2015年 9 月，在长春市进行了多次工程试验。 现将有关情况简要描述，以便与同行共同探讨之。

2 装配式路面基层结构特点

图 1 系按预制混凝土大型砌块做道路基层的道路组合结构设计剖面示意图。 基础层采用预制大型砌块和砌块之间缝隙内的砂浆组成。 路基侧边（四边）则仍使用现浇混凝土封边稳固。 当土壤地基的稳定性不符合设计要求时，为提高基层的稳定性，可以增设土工格栅。

    

3预制混凝土大型砌块的形状、材性及生产工艺

 

   预制混凝土大型砌块只有 1 种规格(见图 2）。 尺寸为 103cm×88cm×30cm， 形状是上下表面为平面，侧面则由两对阳斜面和阴斜面组成。 为吊装方便在底部长边设有 1 对插槽；横凹槽的设置是为加强砂浆与砌块之间嵌锁牢度。施工铺设拼装时,采用一横一竖颠倒的方式进行铺筑施工。

   目前这种大型砌块的成型，采用在工厂内模具湿 法浇注成型工艺进行,由于大型砌块结构上存在细小 尺寸构造，因此在材料配合比设计时,必须考虑选择适当的粗集料最大粒径尺寸。大型砌块的生产在吉林省九盛绿色建材股份有限公司进行，见图 3 和图 4。结合砌块结构设计提出的设计强度，并综合考虑运输、吊装等要求，混凝土设计强度值 为 C20（指混凝土标准立方体试件的抗压强度，而不是混凝土砌块强度），新拌混凝 土 的坍落度取30mm ~50mm。为降低成本、提高新拌混凝土成型时的和易性，在配合比中掺 加了一定量的粉煤灰，并降低水泥用量；另外，还进行了添加 再生粗集料的试 验，证明对大型砌块的物理性能没有影响。

    虽然大型砌块单个块体体积达 0.26m3 ，但仍属于素混凝土预制件。 吉林久盛公司生产时的基准配合比是：P.O 42.5 普通硅酸盐水泥；粒径 9.5mm~19mm、 19mm~31.5mm 两种粗骨料，经试验后按 35:65 比例掺 配；细骨料为当地普通河沙；粉煤灰为吉林“泉眼”牌 商用粉煤灰。 生产时混凝土的基准配合比见表 1。

   每块大型砌块的预制模具分为 4 块侧板和1块底板，需占用作业场地约 9m2 。 预制作业工序分为：装配模、涂脱模剂、浇注混凝土、静停养护、拆模、砌块吊 运、清理模具，共七个步骤。

    在生产车间内， 每 4 块砌块叠层堆置为 1 垛，不需要在每层砌块底部设置垫块；使用小型叉车进行车间内倒运，以及将大型砌块装载到汽车上 （成垛装卸），并不需额外设置加固措施。

4 预制混凝土大型砌块的铺装施工

   当运输车辆到达施工现场后，用 2 台小型叉车协同作业对 1 辆运输车卸车，26 分钟能完成 24 垛大型砌块（96 块、约可铺 96 平米路基）的卸车作业，简单方便。

    大型砌块铺装时使用小型挖掘机为临时吊装工具，一个作业面可以配置 2 台挖掘机进行铺装施工(见图 5)，工作效率约为 90 块/小时(90m2 /h)。 每项工程可视情况安排 2 个或更多的作业面同时进行作业，以快速铺设道路基层。

    铺设完成大型砌块后，再用现浇混凝土进行封边 及砌筑路缘石的作业施工， 然后进行砂浆灌注作业， 填满砌块之间的空隙。 可以使用干粉砂浆+砂浆泵配 合作业，也可以使用预拌砂浆进行灌注作业。 对于道 路抢修工程，在砂浆灌注 24 小时后，即可进行道路面 层沥青混凝土的摊铺作业。

  

 

        

5 工程应用情况

    首次工程铺装试验于 2013 年进行， 在长春市飞跃中路进行实验路段的施工，竣工后又进行了两年的跟踪调查，路面无裂缝、平整度好，质量优良。 后又在长春市世纪大街与营口路路口进行了重载交通路段的应用试验；长春市文化街试验路全长 466 米，路宽10 米，首次实现全路段道路基层及排水构筑物的全预制化铺筑施工。 表 2 列出近三年来所进行大型砌块装配式道路路基试验的工程情况。 通过多条城区道路工程的实际施工， 显示出砌块铺筑道路基层施工周期短、结构强度高的优秀特性。

6 小结

1） 大型砌块装配式路面基层的性能装配式路面基层结构是预制混凝土砌

块（新型连锁砌块）在路槽内按立体嵌挤方式装配、并用砂浆灌注缝隙形成的一种道路结构。 其特点是采用独特的立体嵌挤原理设计砌块， 装配后砌块之间相互嵌挤、 形成类似的板体结构， 从而避免了单个块体的不均匀沉降，合理地解决了块与块之间的联锁排列问题。 其结构受力方式确定、设计参数可控；而由于采用预制成型、现场装配的工艺，可大幅缩短道路建设工期。

2）根据长春市工程铺装试验验证，这种大型砌块装配式道路基层工程技术，适用于新建、扩建城市道路工程，管道开挖后的路面结构恢复工程，以及港口、厂区道路，还适用于公路收费站及服务区道路、有重荷载车辆通过路段、物流场站等道路工程。

3）由于该大型砌块是做道路基层使用，对强度等级及耐磨性应区别于混凝土路面砖。 目前采用的湿法浇注成型工艺生产的大型砌块能满足道路基层的设计要求，但生产效率偏低。 今后可以考虑采用振动压制成型工艺，干硬性混凝土砌块生产线上成型生产大型砌块，以进一步降低生产成本、提高生产效率，有利于推动装配式道路基层技术的应用与发展。

    该技术已通过吉林省住建厅组织的科技成果鉴定，申请获授权专利 11 项，并编辑出版了吉林省《预制装配式路基工程施工及验收规程》， 形成了整套技术体系。

参考资料：

[1] 《预制装配式道路基层工程技术规程》DB22/JT135-2015.

[2] 孙宏亮《嵌挤组装式混凝土砌块道路基层结构的试验应用》; 市政技

术,2014.04.