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【摘要】最新专利技术——砌块组装式道路结构区别与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
一、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修或翻建。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。在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季节、降雨量而变化，因此翻浆普遍发生。
2、道路寿命短。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、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。
二、结构组合设计
2.1结构组合模式探讨
由于制约道路建设期的关键环节是养生期，因此面对基层和面层开展研究。现将需要养生的基层结构提出来，做如下对比分析：
第一方案：参考刚性路面组合设计。
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，平整性差，行车震动、噪音影响大。解决办法是在砌块上增设加铺层。
第二方案：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，并保持原有柔性路面行车舒适性良好的优点。
但是对砌块本身的早期强度及预制、搬运的工艺性要求高。参考有关资料可知，添加水泥、减水剂、碳酸钠等物质能够有效增加二灰碎石早期强度指标。
第三方案：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。既可以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。
试选结构如下：
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0.5L/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，防治反射裂缝发生。也可以采用洒布粘层沥青、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二个级别，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聚合物砂浆结构，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滑或分离而降低砌塊之间的嵌挤与卯榫性能。
4、垫层：
15cm碎石（35#），设置目的：稳定基层、抗滑、透水。
总厚度：60、80cm（对应不同尺寸砌块）
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。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。
三、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卯榫组合特点。使平面中的单个砌体都能与周边8块砌块相互嵌挤与卯榫，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。在以木模块代替混凝土砌块的初步试验中，在组合砌块未灌浆的条件下，砌块组后整体嵌固性表现良好。
3.2砌块尺寸设计
1、砌块尺寸分级
基本型40cm高，用于小型车交通，加强型60cm高，用于混合交通或翻浆严重的路段。各型砌块平面尺寸1.2X1.0；
2、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。
3、与雨水收水口尺寸相匹配。
3.3砌块性能要求
1、砌块工艺性好。具备制造、堆放、运输、安装方便的特点。
2、砌块强度高。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。
3、砌块与周边接触体粘结性好。与面层及垫层结合良好，与砂浆结合良好。
四、砌块组装式道路基层结构的施工工艺
1、开槽弃土、2、处理土基、3、整平路基、4、铺设碎石及土工格栅，底层灌浆、5、运输、拼装、6、利用砌块灌浆孔道灌入砂浆、7、立缘石的按放与砌筑、8、道路面层沥青混凝土的摊铺及碾压。
五、结论与参考资料及附件
5.1结论
综上所述，砌块组装式道路基层结构，采用国内首创的新技术，设计目标是施工期短，易维护、社会效益、环境效益好。
因此该结构特别适用于以小型车交通为主的城市道路。在东北地区10月份以后的季节施工，预制砌块组装道路也具有良好的应用前景。
参考文献
[1]《聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗拉弯弹性模量试验研究》（公路2010-8；郑州大学水利与环境学院，张鹏，六晨辉，里清富）
[2]《嵌挤式混凝土块路面接缝剪切特性的探索》（公路交通报1990-9；长沙交通学院，邵腊庚，李宇峙）
[3]《二灰碎石加入化学添加剂进行力学性能改良的实验研究》（交通标准化2011-1，王志强，河北省武强县交通局）
[4]《高性能泡沫混凝土的研究》（西南科技大硕士论文2009，周顺鄂，卢忠远）
[5]《水性环氧改性CRTSII型砂浆的制备与性能研究》（武汉理工大学硕士论文2011）
【关键词】砌块组装；工期缩短
一、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修或翻建。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。在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季节、降雨量而变化，因此翻浆普遍发生。
2、道路寿命短。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、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。
二、结构组合设计
2.1结构组合模式探讨
由于制约道路建设期的关键环节是养生期，因此面对基层和面层开展研究。现将需要养生的基层结构提出来，做如下对比分析：
第一方案：参考刚性路面组合设计。
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，平整性差，行车震动、噪音影响大。解决办法是在砌块上增设加铺层。
第二方案：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，并保持原有柔性路面行车舒适性良好的优点。
但是对砌块本身的早期强度及预制、搬运的工艺性要求高。参考有关资料可知，添加水泥、减水剂、碳酸钠等物质能够有效增加二灰碎石早期强度指标。
第三方案：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。既可以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。
试选结构如下：
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0.5L/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，防治反射裂缝发生。也可以采用洒布粘层沥青、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二个级别，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聚合物砂浆结构，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滑或分离而降低砌塊之间的嵌挤与卯榫性能。
4、垫层：
15cm碎石（35#），设置目的：稳定基层、抗滑、透水。
总厚度：60、80cm（对应不同尺寸砌块）
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。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。
三、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卯榫组合特点。使平面中的单个砌体都能与周边8块砌块相互嵌挤与卯榫，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。在以木模块代替混凝土砌块的初步试验中，在组合砌块未灌浆的条件下，砌块组后整体嵌固性表现良好。
3.2砌块尺寸设计
1、砌块尺寸分级
基本型40cm高，用于小型车交通，加强型60cm高，用于混合交通或翻浆严重的路段。各型砌块平面尺寸1.2X1.0；
2、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。
3、与雨水收水口尺寸相匹配。
3.3砌块性能要求
1、砌块工艺性好。具备制造、堆放、运输、安装方便的特点。
2、砌块强度高。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。
3、砌块与周边接触体粘结性好。与面层及垫层结合良好，与砂浆结合良好。
四、砌块组装式道路基层结构的施工工艺
1、开槽弃土、2、处理土基、3、整平路基、4、铺设碎石及土工格栅，底层灌浆、5、运输、拼装、6、利用砌块灌浆孔道灌入砂浆、7、立缘石的按放与砌筑、8、道路面层沥青混凝土的摊铺及碾压。
五、结论与参考资料及附件
5.1结论
综上所述，砌块组装式道路基层结构，采用国内首创的新技术，设计目标是施工期短，易维护、社会效益、环境效益好。
因此该结构特别适用于以小型车交通为主的城市道路。在东北地区10月份以后的季节施工，预制砌块组装道路也具有良好的应用前景。
参考文献
[1]《聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗拉弯弹性模量试验研究》（公路2010-8；郑州大学水利与环境学院，张鹏，六晨辉，里清富）
[2]《嵌挤式混凝土块路面接缝剪切特性的探索》（公路交通报1990-9；长沙交通学院，邵腊庚，李宇峙）
[3]《二灰碎石加入化学添加剂进行力学性能改良的实验研究》（交通标准化2011-1，王志强，河北省武强县交通局）
[4]《高性能泡沫混凝土的研究》（西南科技大硕士论文2009，周顺鄂，卢忠远）
[5]《水性环氧改性CRTSII型砂浆的制备与性能研究》（武汉理工大学硕士论文2011）