浅析预制装配式道路发展现状及应用前景

陆启珂

宿迁市经济开发总公司

1 引言

装配式道路在道路设计施工领域不是一项新技术，国内上个世纪八九十年代已经有不少专家学者开展研究试验，如“1989年310国道河南偃师营坊口路段试铺了装配式路面，通车两年使用状况良好且无断板现象”。本世纪初随着人们对道路舒适性要求不断提高，各级道路在条件允许情况下大幅进行“白改黑”，水泥路面加铺沥青面层改造尤为盛行。近年来，随着施工技术水平及计算机BIM 技术的不断应用，一些装配式建筑产品应运而生，装配式道路有了进一步发展。

2 发展现状研究

2.1 技术标准

装配式道路要规模发展，必须有相应的技术标准支撑，2015年吉林省住房和城乡建设厅发布《预制装配式道路基层工程技术规程》（DB22-JT135-2015），为预制装配式道路基层设计、施工与质量验收提供了参考依据。

2.2 应用实例

装配式道路已经广泛用于施工临时便道、临时停车场、货物堆场等工程，如雄安新区容东片区内部施工通道工程、无锡万达城酒店群项目临时道路工程等，均采用预制装配式道路。

2.3 工艺技术

目前，预制装配式道路有水泥混凝土和沥青混凝土道路两种。装配式水泥混凝土道路按照路宽设置基本单元尺寸，根据交通荷载等级确定混凝土标号及布筋规格数量，面板单元搭接采用面板咬合或连接件搭接方式，搭接位置根据现场设计，非标准面板单元（含检查井等）需要单独设计生产。装配式沥青混凝土道路基层采用水泥混凝土预制基块，面层采用沥青混凝土铺设，美观平顺，基层混凝土基块采用具备嵌锁能力的复合结构，四周用土工格栅包裹，基块现场拼接，缝隙填入灌浆材料充实，基层与底基层之间设置调平层，基层与面层之间喷洒粘层油及石屑，基块设置吊环，便于吊装。

3 存在问题研究

3.1 社会普遍关注度不高

目前，各级路网已初具规模，新建道路增长率逐年下降，改扩建道路受原道路设计影响，大都采用封闭施工、现场浇筑方式进行。装配式道路应用不够广泛，社会综合效益不明显，不易引起社会普遍关注。

3.2 缺乏相关技术标准

现行道路设计、监理、施工、养护等技术标准没有对装配式道路进行详细规范，仅有地方技术规程难以满足全国性应用推广需求，制约装配式道路快速发展。

3.3 工厂化、规模化技术水平不高

受制于装配式道路预制构件市场需求，全国形成规模道路预制构件厂商不多，大型路用混凝土构件生产没有形成规模化，技术设备、生产模具、材料性能不能适应灵活多样预制构件市场需求。

3.4 外部环境影响大

装配式道路适用范围受地理环境、气候条件、交通量、甲方特殊需求等因素影响，在干旱少雨、严寒冻融地区适用范围较广，特别是工期紧、施工条件恶劣等优势较为明显。

3.5 行业水平参差不齐

国内装配式道路没有引进国外熟练的成套技术，设计模式、监管体系、施工和技术人员的素养没有整体提升。装配式模式的建设研发需要专业设计支撑、建设资金大力投入、行业主管部门的激励措施。

4 技术要点研究

装配式道路与现浇混凝土路面相比，如何防止预制面板（基块）错动、翘曲、断裂是主要的研究方向，在行车荷载作用下，面层会把荷载应力传递到基层、垫层、路基，对各基础层刚度要求高，因此要结合施工气候与水文条件、材料与土质特性、施工技术与方案措施来合理确定预制面板（基块）的结构形式，达到技术可行、成效明显。

4.1 面板（基块）预制

面板（基块）工厂规模化预制，必须严格按照预制混凝土构件规范规程进行。模板、钢筋、预应力组合件、面板连接件、混凝土原材料选择必须根据设计及规范要求按批次进场检测，检测合格后进行面板（基块）预制施工。预应力面板预制应按照设计要求选择有无黏结预应力工艺，张拉工艺参数应符合相关要求，并留档备查。成品构件质量验收由建设、监理、设计、施工等参建方联合验收，构件出厂前应进行试拼装，检测连接件（连接锚栓）综合性能。

4.2 现场土基处理

路基及底基层材质、压实度、弯沉值应满足设计及规范要求，局部处理位置应采取补强措施，防止土基局部不均匀沉降。土基面层平整度直接影响面板（基块）铺设质量，支撑不均匀影响面层耐久性，因此土基顶部必须设置结构调平层。调平层选用适当颗粒级配的天然砂、中粗砂、石屑，用轻型压路机初压后精平，亦可采用自流平砂浆进行调平。土基处理不当，易引起预制混凝土面板（基块）错台、位移，形成路面塌陷，因此土基压实质量是装配式道路质量控制重要指标。

4.3 现场安装

预制混凝土面板（基块）生产过程中应事先编号，现场吊装按照编号顺序铺设，位置准确、缝隙均匀、凹槽对齐，设置预埋件的构件应详细检查、核对，确保组装后面板（基块）表面平整、稳固。

4.4 接缝处理

接缝施工直接影响预制拼装质量，影响板间荷载传递，降低路面整体刚度，接缝破损或裂缝反射引起面层开裂。面板（基块）设置传力杆钢筋的，传力杆钢筋宜布置在板厚的中间，位置与搭接槽一致。面板（基块）直接咬合搭接的，应确保咬合面搭接顺齐、无剪切应力，缝隙贯通无杂物。接缝材料应与混凝土面板（基块）有良好黏结性能，宜选用自流性能好、快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀、无污染材料，接触面施工前应喷水湿润，接缝材料从低处开始施工，连续浇筑，多点浇筑时应排成一线，不得随意浇筑。接缝材料应制作试件，标养后进行抗压强度试验。

4.5 水毁、唧泥防治

结构层水主要由路面缝隙水、地下毛细水、路肩绿化带水等渗入产生，在重载频繁作用下，基层处于水饱和状态，板块受压回弹形成真空，产生唧泥导致水毁。装配式道路混凝土面板（基块）极易产生水毁、唧泥现象，应重点加以防治：一是提高路面排水能力，适当增加路面、基层横断面设计坡度，平坡、反坡地段增加排水设施，保证路面水能够及时排除。二是切断基层下毛细水侵入途径，面板（基块）下宜设置隔断层，隔断层采用土工布（膜）、沥青砂、油毛毡等不透水材料，阻断毛细水侵入结构上层。三是严格控制施工质量，各类原材料必须满足施工质量要求，基层施工前必须清理面板（基块）、浇筑缝，混凝土浇筑必须严格控制振捣质量，杜绝离析、蜂窝、麻面、掉角等质量隐患，面板（基块）厚度、弯拉强度必须达到设计要求。

4.6 面板（基块）更换

装配式道路路面板（基块）更换相比较现浇混凝土面板（水稳类基层）具有明显优势，更换前应对路面破损原因进行详查。对于土基损害造成面板（基块）不均匀沉降引起板块断裂的，应对土基进行局部处理，对于路面板（基块）本身强度不足造成断裂的，应对路面板（基块）施工质量进行严格控制，增加布筋率，优化设计。基块更换后应在顶面加铺玻璃纤维格栅等材料，增加整体抗拉强度，减少基块位移，延迟疲劳破坏，防止和减少反射裂缝的产生。

5 应用前景研究

5.1 应用优势分析

装配式道路应用优势显著，一是适应范围广，不受极端天气、恶劣施工条件影响，无需大规模现场养护，污染小，适用各类新建、扩建、改建道路。二是对交通影响较小，明显缩短工期，能够快速开放交通，减少交通拥堵和安全隐患。三是耐久性强，工厂模块化施工，不受外部环境影响，混凝土可在标准养护条件下进行，强度与温度和龄期增长曲线更高，混凝土面板（基块）收缩徐变能够较早完成，增加结构耐久性。四是可制作高强预应力构件，对于重载交通、城市主干道等道路，可预制预应力钢筋（钢绞线）混凝土构件，增加道路使用年限。五是养护方便，道路破损可及时更换路面板（基块），施工便捷。

5.2 发展前景

随着人们对装配式道路认识不断增强，新材料、新工艺在规模化生产中应用越来越广泛，预制装配式道路将成为道路交通基础设施中重要组成部分。同时也要清醒地认识到，装配式道路还存在诸多技术难题需要攻克，比如结构材料选用、接缝材料黏结性能、拼装结构抗冲击能力、造价成本控制等等，需要我们进一步研究创新。不过我们坚信，装配式道路有着更加广阔的发展空间，有着巨大的市场潜力，终将为实现交通行业节能减排，加快形成可持续发展战略布局，推动经济实现高质量发展作出积极贡献。