淺析預制裝配式道路發展現狀及應用前景

陸啟珂

宿遷市經濟開發總公司

1 引言

裝配式道路在道路設計施工領域不是一項新技術，國內上個世紀八九十年代已經有不少專家學者開展研究試驗，如“1989年310國道河南偃師營坊口路段試鋪了裝配式路面，通車兩年使用狀況良好且無斷板現象”。本世紀初隨著人們對道路舒適性要求不斷提高，各級道路在條件允許情況下大幅進行“白改黑”，水泥路面加鋪瀝青面層改造尤為盛行。近年來，隨著施工技術水平及計算機BIM 技術的不斷應用，一些裝配式建筑產品應運而生，裝配式道路有了進一步發展。

2 發展現狀研究

2.1 技術標準

裝配式道路要規模發展，必須有相應的技術標準支撐，2015年吉林省住房和城鄉建設廳發布《預制裝配式道路基層工程技術規程》（DB22-JT135-2015），為預制裝配式道路基層設計、施工與質量驗收提供了參考依據。

2.2 應用實例

裝配式道路已經廣泛用于施工臨時便道、臨時停車場、貨物堆場等工程，如雄安新區容東片區內部施工通道工程、無錫萬達城酒店群項目臨時道路工程等，均采用預制裝配式道路。

2.3 工藝技術

目前，預制裝配式道路有水泥混凝土和瀝青混凝土道路兩種。裝配式水泥混凝土道路按照路寬設置基本單元尺寸，根據交通荷載等級確定混凝土標號及布筋規格數量，面板單元搭接采用面板咬合或連接件搭接方式，搭接位置根據現場設計，非標準面板單元（含檢查井等）需要單獨設計生產。裝配式瀝青混凝土道路基層采用水泥混凝土預制基塊，面層采用瀝青混凝土鋪設，美觀平順，基層混凝土基塊采用具備嵌鎖能力的復合結構，四周用土工格柵包裹，基塊現場拼接，縫隙填入灌漿材料充實，基層與底基層之間設置調平層，基層與面層之間噴灑粘層油及石屑，基塊設置吊環，便于吊裝。

3 存在問題研究

3.1 社會普遍關注度不高

目前，各級路網已初具規模，新建道路增長率逐年下降，改擴建道路受原道路設計影響，大都采用封閉施工、現場澆筑方式進行。裝配式道路應用不夠廣泛，社會綜合效益不明顯，不易引起社會普遍關注。

3.2 缺乏相關技術標準

現行道路設計、監理、施工、養護等技術標準沒有對裝配式道路進行詳細規范，僅有地方技術規程難以滿足全國性應用推廣需求，制約裝配式道路快速發展。

3.3 工廠化、規模化技術水平不高

受制于裝配式道路預制構件市場需求，全國形成規模道路預制構件廠商不多，大型路用混凝土構件生產沒有形成規模化，技術設備、生產模具、材料性能不能適應靈活多樣預制構件市場需求。

3.4 外部環境影響大

裝配式道路適用范圍受地理環境、氣候條件、交通量、甲方特殊需求等因素影響，在干旱少雨、嚴寒凍融地區適用范圍較廣，特別是工期緊、施工條件惡劣等優勢較為明顯。

3.5 行業水平參差不齊

國內裝配式道路沒有引進國外熟練的成套技術，設計模式、監管體系、施工和技術人員的素養沒有整體提升。裝配式模式的建設研發需要專業設計支撐、建設資金大力投入、行業主管部門的激勵措施。

4 技術要點研究

裝配式道路與現澆混凝土路面相比，如何防止預制面板（基塊）錯動、翹曲、斷裂是主要的研究方向，在行車荷載作用下，面層會把荷載應力傳遞到基層、墊層、路基，對各基礎層剛度要求高，因此要結合施工氣候與水文條件、材料與土質特性、施工技術與方案措施來合理確定預制面板（基塊）的結構形式，達到技術可行、成效明顯。

4.1 面板（基塊）預制

面板（基塊）工廠規模化預制，必須嚴格按照預制混凝土構件規范規程進行。模板、鋼筋、預應力組合件、面板連接件、混凝土原材料選擇必須根據設計及規范要求按批次進場檢測，檢測合格后進行面板（基塊）預制施工。預應力面板預制應按照設計要求選擇有無黏結預應力工藝，張拉工藝參數應符合相關要求，并留檔備查。成品構件質量驗收由建設、監理、設計、施工等參建方聯合驗收，構件出廠前應進行試拼裝，檢測連接件（連接錨栓）綜合性能。

4.2 現場土基處理

路基及底基層材質、壓實度、彎沉值應滿足設計及規范要求，局部處理位置應采取補強措施，防止土基局部不均勻沉降。土基面層平整度直接影響面板（基塊）鋪設質量，支撐不均勻影響面層耐久性，因此土基頂部必須設置結構調平層。調平層選用適當顆粒級配的天然砂、中粗砂、石屑，用輕型壓路機初壓后精平，亦可采用自流平砂漿進行調平。土基處理不當，易引起預制混凝土面板（基塊）錯臺、位移，形成路面塌陷，因此土基壓實質量是裝配式道路質量控制重要指標。

4.3 現場安裝

預制混凝土面板（基塊）生產過程中應事先編號，現場吊裝按照編號順序鋪設，位置準確、縫隙均勻、凹槽對齊，設置預埋件的構件應詳細檢查、核對，確保組裝后面板（基塊）表面平整、穩固。

4.4 接縫處理

接縫施工直接影響預制拼裝質量，影響板間荷載傳遞，降低路面整體剛度，接縫破損或裂縫反射引起面層開裂。面板（基塊）設置傳力桿鋼筋的，傳力桿鋼筋宜布置在板厚的中間，位置與搭接槽一致。面板（基塊）直接咬合搭接的，應確保咬合面搭接順齊、無剪切應力，縫隙貫通無雜物。接縫材料應與混凝土面板（基塊）有良好黏結性能，宜選用自流性能好、快硬、早強、高強、無收縮、微膨脹、無污染材料，接觸面施工前應噴水濕潤，接縫材料從低處開始施工，連續澆筑，多點澆筑時應排成一線，不得隨意澆筑。接縫材料應制作試件，標養后進行抗壓強度試驗。

4.5 水毀、唧泥防治

結構層水主要由路面縫隙水、地下毛細水、路肩綠化帶水等滲入產生，在重載頻繁作用下，基層處于水飽和狀態，板塊受壓回彈形成真空，產生唧泥導致水毀。裝配式道路混凝土面板（基塊）極易產生水毀、唧泥現象，應重點加以防治：一是提高路面排水能力，適當增加路面、基層橫斷面設計坡度，平坡、反坡地段增加排水設施，保證路面水能夠及時排除。二是切斷基層下毛細水侵入途徑，面板（基塊）下宜設置隔斷層，隔斷層采用土工布（膜）、瀝青砂、油毛氈等不透水材料，阻斷毛細水侵入結構上層。三是嚴格控制施工質量，各類原材料必須滿足施工質量要求，基層施工前必須清理面板（基塊）、澆筑縫，混凝土澆筑必須嚴格控制振搗質量，杜絕離析、蜂窩、麻面、掉角等質量隱患，面板（基塊）厚度、彎拉強度必須達到設計要求。

4.6 面板（基塊）更換

裝配式道路路面板（基塊）更換相比較現澆混凝土面板（水穩類基層）具有明顯優勢，更換前應對路面破損原因進行詳查。對于土基損害造成面板（基塊）不均勻沉降引起板塊斷裂的，應對土基進行局部處理，對于路面板（基塊）本身強度不足造成斷裂的，應對路面板（基塊）施工質量進行嚴格控制，增加布筋率，優化設計。基塊更換后應在頂面加鋪玻璃纖維格柵等材料，增加整體抗拉強度，減少基塊位移，延遲疲勞破壞，防止和減少反射裂縫的產生。

5 應用前景研究

5.1 應用優勢分析

裝配式道路應用優勢顯著，一是適應范圍廣，不受極端天氣、惡劣施工條件影響，無需大規模現場養護，污染小，適用各類新建、擴建、改建道路。二是對交通影響較小，明顯縮短工期，能夠快速開放交通，減少交通擁堵和安全隱患。三是耐久性強，工廠模塊化施工，不受外部環境影響，混凝土可在標準養護條件下進行，強度與溫度和齡期增長曲線更高，混凝土面板（基塊）收縮徐變能夠較早完成，增加結構耐久性。四是可制作高強預應力構件，對于重載交通、城市主干道等道路，可預制預應力鋼筋（鋼絞線）混凝土構件，增加道路使用年限。五是養護方便，道路破損可及時更換路面板（基塊），施工便捷。

5.2 發展前景

隨著人們對裝配式道路認識不斷增強，新材料、新工藝在規模化生產中應用越來越廣泛，預制裝配式道路將成為道路交通基礎設施中重要組成部分。同時也要清醒地認識到，裝配式道路還存在諸多技術難題需要攻克，比如結構材料選用、接縫材料黏結性能、拼裝結構抗沖擊能力、造價成本控制等等，需要我們進一步研究創新。不過我們堅信，裝配式道路有著更加廣闊的發展空間，有著巨大的市場潛力，終將為實現交通行業節能減排，加快形成可持續發展戰略布局，推動經濟實現高質量發展作出積極貢獻。