预制装配式透水混凝土路面砖道路的研究应用

吕　超（湖南华晨工程咨询有限公司，湖南　长沙　410000）



预制装配式透水混凝土路面砖道路的研究应用

吕超（湖南华晨工程咨询有限公司，湖南长沙410000）

1　引言

随着国网公司关于装配式变电站理念的推广，预制装配式透水混凝土路面砖道路因其施工工期短，湿作业少，工厂化生产，投入使用快，重复利用率高，施工和养护修复技术简单，修复后不影响道路路面整体美观性等优点，在全国各地变电站建设中将会得到广泛应用，成为今后变电站建设的一种新型模式。

预制装配式透水混凝土路面砖道路在变电站的应用不但符合两型一化中“追求变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能”的要求，而且作为临时道路的路面还可以重复利用，采用预制装配式透水混凝土路面砖是实现“两型一化”变电站的积极举措，具有十分重要的社会、经济意义。

2　道路方案

2.1变电站道路现状概况

变电站建设中常见的道路形式为现浇混凝土路面道路和沥青路面道路，一般由于变电站建设时间紧，工期短，土建施工周期往往压缩。受工期进度影响，场平施工时很多新近填土压实不充分，回填土固结难以满足要求时，就完成道路浇筑施工。随着时间推移，新填土进一步固结，引起道路路基不均匀沉降，从而进一步引起路面开裂，严重情况下甚至出现断裂、拱翘、窝洞等质量通病。

图1　某变电站投运后道路拱翘、开裂实例

为改变道路出现开裂、断裂、拱翘、窝洞等现象，我们改进常规道路的设计，引进预制透水砖技术，采用预制装配式透水混凝土路面砖道路。

2.2现浇混凝土道路方案

现浇混凝土道路路面是一种刚度较大、扩散荷载应力能力强、稳定性好和使用寿命长的路面结构，它与其他路面相比，具有以下特点：优点：①强度高；②稳定性好；③耐久性好。

缺点：①现场施工水泥和水的需要量大，现场文明管理难度大；②施工周期长，受雨雪天气、低气温条件影响较大；③开放交通较迟；④分块较大，养护修复困难，影响交通运输；⑤修复后路面影响整体美观性。

2.3沥青道路方案

沥青道路路面提高了道路表面抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。是一种柔性路面，它与其他路面相比，具有以下特点：

优点：①路面平整少尘、不透水；②增加强度和增强路面抵抗行车破坏的能力；③使路面具有抗水性；④行车舒适，噪音小。

缺点：①弹性路面强度不高，易出线裂缝、车辙；②受挤压、疲劳荷载作用易出现侧向位移；③在冻融时期易出现冻胀和翻浆现象；③养护修复较为困难，影响交通运输；⑤修复后路面影响整体美观性。

2.4预制装配式透水混凝土路面砖道路方案

预制装配式透水混凝土路面砖是一种生态和环保的路面材料。它有利于地表水的渗入，提高地表的透气、透水性，具有增加大气湿度、降低空气含尘量、降低交通导致的噪音、降低“热岛效应”等优点。

预制装配式透水混凝土路面砖提高了道路表面抗压性、耐磨性、耐冲击性及抗冻融性，使路面平整少尘、经久耐用。是一种集刚柔性一体的路面，它与其他路面相比，具有以下特点：

优点：

（1）强度高，抗压性好；

（2）耐磨性、耐冲击性及抗冻融性好；

（3）工程造价和养护成本低；

（4）使用周期长、路况稳定，耐久性好；

（5）工厂化生产，投入使用快，施工和养护修复技术简单，修复后不影响路面整体美观性；

（6）透气、透水性、保水性强，可降低空气含尘量、降低交通导致的噪音、降低“热岛效应”等优点。

图2　预制装配式透水混凝土路面砖路面实例

通过预制装配式透水混凝土路面砖道路与现浇混凝土路面道路及沥青路面道路方案的研究及对比，我们提出本站采用预制装配式透水混凝土路面砖道路方案。

3　预制装配式透水混凝土路面砖设计

3.1基本要求

（1）变电站道路设计应根据运行、检修、消防和大件设备运输等要求，结合站区总平面布置、竖向布置、站外道路状况、自然条件和当地发展规划等因素综合确定。

（2）变电站进站道路按GB22《厂矿道路设计规范》规定的四级厂矿道路设计；站内道路除满足运行、检修、消防及设备安装的要求外，还应符合带电设备安全间距的要求。应满足《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）和《变电站总布置设计技术规程》（DL/T5056-2007）的要求。

3.2设计参数

3.2.1荷载取值

（1）道路设计等级：四级厂矿道路；

（2）设计车流量：各种车辆折合成载重汽车的年平均日双向交通流量在200辆以下；

（3）设计车辆荷载等级：公路-Ⅱ级；

（4）设计车行速度：20km/h；

（5）恒载：结构构件自重；

（6）风荷载：取当地60年一遇基本风压。

3.2.2地基参数取值

地基承载力：

（1）耕土层（Q4el+dl）：fak=60kPa。

（2）粉质粘土：fak=240kPa。

（3）强风化泥质粉砂岩：fak=400kPa。

3.3材料选择及本体设计

（1）基层

材料采用5%水泥碎石稳定层，要求实测平均无侧限抗压强度5.5MPa，平整度10mm，压实度代表值K=97.2%，弯沉代表值lr=74（1/100mm），经计算其厚度为240mm。

（2）文明施工混凝土层

材料采用C20混凝土层，弯拉强度标准值5.0MPa，经计算其厚度为200mm。

（3）砂垫层

采用坚硬干净的大河沙，其淤泥和粘土的含量不大于3%，垫层砂在4.75mm方孔筛上的筛余量不大于5%，经计算其厚度为40mm。

（4）面层预制块（预制透水混凝土路面砖）

面层采用预制透水混凝土路面砖，采用高强度混凝土，设计抗压强度40MPa，抗弯拉强度5.0MPa，需经检测，各项指标要求达到一等品要求。经计算其厚度需120mm。

（5）边缘约束

采用C25预制混凝土路缘石进行约束横向位移。

图3　预制装配式透水混凝土路面砖道路断面图

3.4地基验算

道路基础埋深：基础顶面标高为0.10m（假设场地设计标高为±0.00mm），基础底面标高为－0.5m，道路标高较场地设计标高高出100mm。

地基承载力及变形要求：fak≥130kPa；若地基fak＜130kPa，则对地基采取灰土换填、砂石换填等处理方式以满足承载力及变形要求。

4　施工方法

4.1施工流程

预制装配式透水混凝土路面砖施工流程如图4所示。

4.2质量工艺要求

施工质量工艺要求如下：

（1）在铺设砌块前必须把文明施工混凝土层清扫干净，对破损之处进行修复。

图4　预制装配式透水混凝土路面砖施工流程图

（2）测量放样时用仪器定出路面中线和边线，桩的密度要密一些，以便施工。施工时由现场人员用工程线加密控制每块预制块的横向方向，保证线形美观。

（3）垫层砂按设计要求控制在40mm厚，摊铺长度可根据现场情况来控制。摊铺时砂用人工压实、抹平，并且用卷尺量四边的高度，以便控制路面标高。

（4）每块透水混凝土路面砖都用3m直尺控制平整度。横坡的控制与底层砂面的控制有密切关系。

4.3施工技术关键点控制

（1）铺设预制装配式透水混凝土路面砖时应注意弯道部分的施工，防止出现一端接缝过大或过小的现象。砌块的压纹与行车方向垂直并且对齐使路面有足够的粗糙度，保证行车安全。

（2）路面铺设完后，按照设计要求对接缝砂进行筛分，把砂填在缝中。并且用人工把砂均匀撒在砌块整体表面，厚度控制在3cm，用10t以上的振动压路机辗压，辗压时要保持砂的厚度在3cm。

4.4成品保护要求

（1）对到现场的预制装配式透水混凝土路面砖按照规格统一堆放，堆放时不得与土壤直接接触。

（2）堆放场地应坚实、平整、干燥，堆放时板不得直接接触地面，应铺设柔性垫层一道，垫层厚度不小于300mm，以免路面砖块体边缘出现啃边和剥落。

（3）预制块填缝及压实后应及时把路面的砂清扫干净，当填缝出现空隙的时候，用砂填满，保证路基的稳定和行车安全。

5　效益分析

5.1技术性分析

变电站采用预制装配式透水混凝土路面砖道路设计与施工方案，其亮点如下：

（1）工厂化加工制作透水混凝土路面砖，现场安装，节能环保，贯彻落实“两型一化”和“绿色施工”的精神。

（2）预制装配式透水混凝土路面砖由面料及底料按1：6组成，成品成型时，使用普通的摩擦压砖机或震动压砖机就能满足工艺要求。

（3）预制装配式透水混凝土路面砖施工周期短，投入使用快，施工、养护和修复技术简单，砌块重复使用率高，且修复后不影响路面整体美观性。

（4）预制装配式透水混凝土路面砖采用压砖机技术，一次成型，投运后，后期免维护。

（5）与常规混凝土现浇路面道路及沥青路面道路相比，工期可以提前50%左右。

5.2社会效益分析

采用预制装配式透水混凝土路面砖具有以下主要社会效益：

（1）路面砖采用压砖机技术，一次成型，进行工厂化加工，节能节材，减少租地，低碳环保，符合国网公司“两型一化”的思想，大大提高了企业声誉和社会竞争力，具有良好的社会效益。

（2）预制装配式透水混凝土路面砖道路整体美观性好、观感强，各项技术指标均达到优质工程质量标准，为工程创国优、网优等创造良好条件，提高了电网建设质量水平。

（3）预制装配式透水混凝土路面砖施工周期短，可重复利用率高，且该路面无需养护期，施工结束后，即可开放交通，有利于现场安全文明施工管理。

6　结束语

通过预制装配式透水混凝土路面砖道路与现浇混凝土路面道路及沥青路面道路方案的研究及对比，预制装配式透水混凝土路面砖道路施工工期短，湿作业少，工厂化生产，投入使用快，施工和养护修复技术简单，且修复后不影响道路路面整体美观性，全寿命造价较低。故我们提出采用预制装配式透水混凝土路面砖道路方案为本工程变电站道路方案。

吕 超（1982-），男，工程师，本科，主要从事电力工程设计工作。

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2095-2066（2016）12-0040-03

2016-4-10