預制式水泥混凝土路面研究現狀及發展趨勢

王旭昊， 劉澤鑫， 李虎成， 田繼明, 李 程， 李 鵬

(1.長安大學公路學院， 西安 710064； 2. 中鐵第一勘察設計院集團有限公司， 西安 710043)

水泥混凝土路面雖具有強度高，耐久性好的特點，但其材料養生期長、開放交通較遲、病害維修難度大，也極大地影響了此類材料在路面結構中的使用。工廠預制式水泥混凝土路面的出現可以有效解決這一問題，在板塊預制期間可以對其質量進行嚴格控制，這一技術具有施工便捷、快速開放交通、快速修復、重復利用、工廠化生產等優點，可推廣應用于大型基建項目的施工場地硬化、施工道路及進站道路鋪裝、交通繁忙需快速開放交通的道路功能需求。

中外對于預制式水泥混凝土路面應用研究主要集中于混凝土預制塊路面、預制板拼接修復技術、連續裝配式混凝土路面、預應力裝配式混凝土路面4個方面。針對預制式路面的現有應用形式，分別從預制板塊的材料結構設計以及現場施工工藝兩個角度進行總結和論述，并通過對不同方案的優劣勢對比來供讀者參考優選，同時對部分形式推薦出較為常用的設計和施工方案。

1 混凝土預制塊路面

混凝土預制塊路面是指平面尺寸不大于30 cm×30 cm的預制塊鋪筑的路面形式[1]，這種路面具有結構單一、快速施工、快速修復、承載能力強等優點，但是由于使用預制塊會導致大量接縫的出現，表面平整度很難達到行車要求，所以其適應于對路面使用性能要求相對較低的道路。

1.1 混凝土預制塊體路面的結構性能

預制塊體常見的砌塊類型有矩形混凝土砌塊和混凝土嵌鎖塊兩種。矩形砌塊塊體整齊、受力形式單一、鋪筑效果整齊美觀；嵌鎖塊又分為四面嵌鎖和兩面嵌鎖的異形塊體，由于異形塊體間接觸面積較大的緣故，且利用不同砌塊之間的嵌鎖結構進行傳力，研究發現異形塊體的力學性能高于矩形塊體[2-4]，所以預制塊體的形狀在滿足施工條件和經濟性的前提下選擇異形塊體形式更優。

砌塊路面的力學結構性能主要包括路面使用性能(如安全性、舒適性、耐久性)、結構承載力、結構耐久性。路面使用性能的影響因素是接縫特性和砂墊層厚度；結構承載力的影響因素依次為: 基層類型、砂墊層厚度、接縫寬度、塊體尺寸；結構耐久性的影響因素為砂墊層厚度和荷載作用次數[1]，因此對砂墊層厚度和接縫特性的選擇成為決定預制塊路面性能的關鍵因素。隨著砂墊層厚度的增加，預制塊路面結構的承載能力和耐久性都在加強，但當其厚度超過4 cm后效果不再明顯，所以建議砂墊層厚度選取2～4 cm。接縫特性的主要影響因素有接縫填料，主要包括細砂、水泥+細砂、乳化瀝青砂漿3種，接縫寬度一般為2～8 mm及4種接縫組合形式(圖1)，經過對3種因素的不同組合形式驗證臨界彎沉值和應力值，發現采用乳化瀝青砂漿+2 mm接縫寬度+十字形接縫最為合理[1]，該方案是利用了乳化瀝青砂漿較好的膠結性能、接縫寬度越小砌塊分散荷載作用能力越強及十字形縫較高的傳荷性的特點。

圖1 預制砌塊路面的常用接縫形式[1]Fig.1 Common joint forms of concrete block pavement[1]

根據已有的研究成果總結出當路面鋪筑采用矩形預制塊時，建議采用的設計參數[5]如表1所示，異形塊參數數值可根據矩形塊形式進行適當調整。

表1 矩形預制塊路面推薦結構尺寸[5]Table 1 Recommended structure size of rectangular precast block pavement[5]

1.2 預制塊體路面的應用

預制塊路面在外國廣泛應用于低速交通道路、人行道及建筑區道路[6-8]。在人行道上鋪筑具有美學特征，還能提供給表面層的雨水滲入，減少路面表面雨水徑流量。

預制塊路面在中國主要應用于鄉村道路、市政道路、人行道和公園等。高速公路的附屬道路要求路面具有較大的行車摩阻力，所以預制塊路面還可應用于高速公路緊急停車道及服務區道路路口處[1,9-10]，如表2所示。

表2 不同應用類型預制塊路面推薦形式[1,9-10]Table 2 Recommended forms of precast block pavement for different application types[1,9-10]

2 預制板拼接修復技術

預制板拼接修復技術是利用預制好的混凝土板塊來替換已經破壞的板塊，主要采用夜間維修的方式并且從修復開始到開放交通時間一般不超過5 h。這一做法改變了傳統的混凝土路面的維修方式，解決了維修后混凝土強度增長慢、開放交通遲的問題，有利于實現病害道路的快速通車，具有更高的經濟效益和環境效益，另外這一技術還可應用在搶險救災方面。

2.1 修復板塊設計

2.1.1 材料設計

由于傳統水泥混凝土路面的材料研究和應用已趨于成熟，大多研究者在預制技術的材料選擇上都與之相同。只有部分研究者認為，在板塊預制完成后，首先就是要對板塊進行運輸和吊裝，過重的板塊會造成板角或板邊的碰撞破壞，以及在板塊吊點位置出現混凝土受拉損傷現象，所以設計出一種更為輕質的混凝土材料更能滿足預制路面板的性能要求。

一種有效方法是利用輕質粗集料陶粒替換普通混凝土中的粗集料，形成新型的配合比形式用于拌合出次輕水泥混凝土。新拌混凝土的塌落度隨著陶粒取代率的增大逐漸增大，通過調整取代率為30%時混凝土既能滿足抗壓強度和抗折強度要求，又能保證塌落度和工作性能較優，這種方式可以有效降低板塊自重從而利于板塊吊運[11]。

2.1.2 結構設計

在尺寸設計上，通過對板塊尺寸與撓度、應力之間關系的計算如圖2、圖3所示，發現2.5 m×2.0 m 的小板相較于其他尺寸板塊而言，板底最大應力更大、板底最大撓度更小[12-13]，所以這種小尺寸板塊具有更高的承載能力，在進行修復時也不會出現大量的接縫，行車舒適性也能得到滿足。特別是在農村混凝土路面和市政道路工程的修復工藝中，研究者經室內計算和實際施工驗算分別采用尺寸為2.5 m×2.5 m、2.5 m×3 m和5 m×2 m的預制板塊[14-15]，發現其具有溫度翹曲應力小、可靠度高、橫縫較少、行車舒適性較好等優點。

圖3 板塊尺寸與撓度的關系[13]Fig.3 The relationship between plate size and deflection[13]

圖2 板塊尺寸與應力的關系[12]Fig.2 The relationship between plate size and stress[12]

在厚度設計上，拼裝板塊通常采用與原路面板塊厚度一致的設計，這樣可以使新舊板塊間的接觸面積達到最大，增大集料嵌鎖面積從而提高傳荷能力[16]；還可保證新舊路面板塊的接縫高度一致性，提高路面表面的平整度以及行車舒適性。在鋼筋設計上，有學者采用彈性設計準則進行預應力配筋設計，使其滿足方程：

σL+σΔT+σF≤σpy+fcm

(1)

式(1)中：σL為荷載拉應力；σΔT為溫度翹曲拉應力；σF為板底與基層摩擦應力；σpy為預應力鋼筋形成的預壓應力；fcm為混凝土的極限抗彎拉應力，即要求混凝土和預應力鋼筋的抗拉應力不小于外界環境產生的拉應力[17]。采用預應力配筋技術也可使板塊更薄、有效減輕板塊自重。在板塊設計時還應注意預制拼裝板塊的設計彎拉強度不應小于原路面板塊的彎拉強度[12]，這樣才能保證新舊路面具有相同的使用性能，同時滿足原道路等級的力學要求。

2.2 修復技術施工工藝

板塊修復技術的施工工藝流程大致分為：板塊預制、破板清除、基層處理、吊裝運輸和接縫處理。板塊修復的施工工藝技術具體如下。

2.2.1 板塊預制

搭模板→鋼筋綁扎→混凝土攪拌→澆筑→振搗→抹面→養生→脫模→堆放[18]，這些流程全部在室內完成，在施工質量上可達到更高的標準要求。

2.2.2 板塊清除

通過液壓沖擊鉆破碎或切割分塊吊裝兩種清除方式對原有破壞路面板塊進行清除：①在液壓式破碎清除過程中，為避免對其余板塊造成不必要的破壞，先用液壓破碎錘將距板邊30 cm內部進行破碎切除，剩余板邊四周用液壓鎬破除；②切割分塊吊裝清除是將大板塊切割為小板塊，再在板中埋入膨脹性螺栓，最后用吊車吊起螺栓清除板塊[15,19]。在進行破碎作業時，還應注意避免接觸到基層而使其產生破壞[12,18]。

2.2.3 基層修復

基層修復的檢驗標準主要是保證基層頂面具有較高的平整度。

(1)中國基層在修復時采用濕拌水泥混凝土、干拌水泥砂漿或自流平砂漿3種方式進行修復：①濕拌法利用濕拌混凝土調平基層，水泥混凝土凝結硬化方才恢復交通；②干拌法主要采用水灰比為0.2的干拌水泥砂漿調平，需要通過刮平或者板底標高來調平，恢復交通較快；③自流平砂漿具有自動流平、強度高、快速凝結、不離析等優點，不需要人工調平[12,18-21]。

(2)外國采用的是在路面板下使用常規膠凝材料或噴射高密度聚氨酯泡沫來填充空隙，其中聚氨酯泡沫是一種可膨脹材料，主要利用其膨脹性在板下形成穩定的緩沖層[22]。還有學者發現具有高流動性的灌漿材料和高孔隙率的級配碎石基層組合能提供給面板更高的強度，并推薦了一種灌漿材料與級配碎石基層的組合形式如表3所示[23]。

表3 推薦的一種級配碎石基層配合比[23]Table 3 A recommended mix ratio of graded crushed stone base[23]

在基層修復完成后，還應對基層壓實度和回彈模量進行檢測，要求基層壓實度在95%以上，回彈模量應滿足原路面設計值要求[21-23]。

2.2.4 吊裝運輸

吊裝方式主要采用四點吊裝或八點吊裝形式，即在板塊表面選取合適的點數和吊點位置，將帶有螺紋的吊環或者與工字鋼固定的吊環預埋入水泥中，完成板塊澆筑后用鐵鏈或者鋼絲繩進行板塊吊運，吊運完成后將凸出板塊表面的吊環進行切割處理以保證表面平整度[23-24]。

2.2.5 接縫處理

(1)對于無筋混凝土板塊修復拼裝時接縫處理采用集料嵌鎖傳荷的4種常用方式：填石環氧灌縫法、環氧砂漿塞滿法、改性瀝青灌入法和快硬高強水泥灌入法[25]。這4種方法采用石料或黏結劑作為接縫填料，其中石料的主要作用是提供嵌擠作用傳遞荷載，黏結劑的作用是填在縫隙頂端來防止水分的侵入。

(2)接縫設置為企口搭接的形式是通過企口縫進行榫接，以達到傳荷的作用[18]，企口搭接方式的傳荷效率通常高于集料嵌鎖形式。

(3)對原路面為傳力桿接縫形式進行修復時，預制板預留好安裝傳力桿的槽孔，將傳力桿插入后用環氧樹脂灌孔進行固定[20]，這種方式要求有更高的施工技術，同時也具有更高的傳荷效率。

預制修復技術在國外主要應用于對破損的混凝土路面接縫和面板進行間歇性的全深度修補。經過上述分析總結發現，將預制板運用于板塊維修時需要具備以下要求：板下充足支撐、接縫良好傳荷能力、新舊板塊之間高度的一致性、良好的長期使用性能等。

3 連續裝配式水泥混凝土路面

連續裝配式水泥混凝土路面是利用工廠預制板塊進行全道路裝配，相比傳統水泥路面具有更快的施工速度，更好的質量控制，更長期的耐久性，投入更少的維修成本，因此可以獲得更高的經濟效益[24]。主要針對現有的研究成果，從裝配式路面的尺寸、接縫、配筋、吊裝、基層等角度進行全面梳理總結。

3.1 結構設計

裝配式路面既要經受使用過程中環境和交通荷載的重復作用，也要經受得住安裝和拆除過程中的施工外力的作用，因此針對裝配式路面的力學結構設計尤為關鍵。

3.1.1 尺寸設計

裝配式水泥混凝土路面板的尺寸設計包括板長、板寬和厚度尺寸，其尺寸設計思路是在面層材料基本確定之后，設計其最佳的三維尺寸組合來滿足某一地區路面使用壽命期內的溫度與荷載疲勞應力作用下的路用性能要求。

連續裝配式路面板塊在初步尺寸設計時需要盡量采用大板塊來減少路面接縫。當板塊形式為正方形時，板塊橫、縱向最大拉應力都隨邊長的增加而增加，并推薦采用邊長為3.5 m的正方體板塊進行后續研究[26]。當長方形板塊的尺寸大于3 m×4 m時，平面尺寸的變化對荷載作用下板底縱向拉應力最大值幾乎無影響，當尺寸大于7 m×8 m 時，溫度作用下產生的板底拉應力的尺寸效應也不明顯[27]，可見單調的增大板塊尺寸并不會一直提高板塊的抗彎拉強度。對于大板塊的尺寸設計，不應單純考慮減少接縫來增大板塊尺寸，還應在滿足荷載和溫度極限拉應力的前提下，以板塊吊裝板底拉應力作為控制指標。

在厚度分析上出現了不同的研究結論，有學者認為溫度翹曲應力隨著板厚的增大而減小，也有學者認為其隨板厚的增大先增大后減小并在板厚為22 cm處時出現峰值，如圖4所示[27-28]，筆者認為這種差異主要是后者考慮了實際情況中的重力和層間接觸作用。當預制板塊厚度增加時，面層荷載擴散能力增加，基層頂面壓應力也隨之減小[29]，所以建議在滿足經濟性的前提下選擇較厚尺寸。

圖4 不同厚度下板體最大溫度翹曲應力[27]Fig.4 Maximum temperature warping stress of plate under different thickness[27]

結合中國公路水泥混凝土路面設計規范[30]，路面板長度建議在4～6 m，寬度在3.5～4.5 m，厚度在22～26 cm，同時這也對板塊尺寸優化設計時提供了參考。外國研究者基于彎矩半概率分析方法，研究了不同板體尺寸與混凝土板厚之間的最佳組合形式如圖5所示，并建議道路使用板塊的最佳尺寸為長4.6 m，寬4.0 m，板厚為27.7 mm[31]。

圖5 板塊尺寸與板塊厚度之間的關系[31]Fig.5 The relationship between plate size and plate thickness[31]

3.1.2 接縫設計

裝配式板塊與修復技術的接縫類型相同，主要有3種接縫形式(表4)：集料嵌鎖式接縫、企口縫和傳力桿式接縫，其荷載傳遞方式分別對應于：板塊之間的摩擦作用、榫卯結構連接作用、傳力鋼筋傳力[32-33]。

表4 裝配式路面接縫設計常用形式Table 4 Commonly used forms of prefabricated road joint design

國外研究者利用有限元方法分析發現板坯在發生破壞之前板間接縫先發生破壞，所以保證接縫良好的傳荷性能更加重要，在使用傳力桿嵌入模型中時，傳荷效率最優，這是傳遞荷載的最佳系統[32]。傳力桿的選取原則是光滑、圓柱、實心的鋼筋，并通常在外側以熔結環氧涂層的形式提供腐蝕保護，在直徑選擇上：對于厚度小于25 cm的板塊，建議選用32 mm的鋼筋，當厚度小于36 cm時，建議選用 38 mm 的鋼筋；在長度選擇上，建議選取45 cm；傳力槽間距建議為12 cm。

3.1.3 配筋設計

通常無需使用加固鋼筋即可滿足車輛荷載要求，但是為了減少在吊裝和運輸過程中產生裂縫的可能性或者滿足飛機荷載的要求，建議在連續裝配式路面板上使用加固鋼筋[37-38]。

蘇聯在對機場道面研發第一套裝配式路面系統時，由于飛機質量過重以及沒有配筋導致混凝土脫落問題頻發[39]。國外研究者在研究機場預制道面的配筋設計時，研究了不同鋼筋直徑下鋼筋變形量與承荷能力之間的關系如圖6所示[40]，在滿足變形量要求和荷載要求的前提下建議選取小直徑鋼筋。目前常采用的配筋形式是采用上下雙鋼筋網[37]，在板的橫向和縱向至少應加固板橫截面積的0.2%，并采用雙環氧鋼筋以提高鋼筋抗腐蝕能力[41]。

圖6 鋼筋變形量與荷載大小的關系[40]Fig.6 The relationship between steel bar deformation and load[40]

3.2 吊裝設計

3.2.1 分析方法

板塊吊裝分析可以采用平面桿系和空間有限元兩種方法。平面桿系方法是將板塊簡化為梁模型，而有限元方法則是利用數值模擬軟件進行分析[20]，兩種方法都應滿足板底彎拉應力不大于混凝土的極限抗拉強度，保證板塊在吊裝過程中板底不會出現裂縫。

3.2.2 應力分析

研究發現，較小板塊不配置受拉鋼筋也能滿足要求，而較大板塊雖可避免更多接縫的出現，但其在吊裝時隨著板體尺寸或長寬比的增大，板底最大拉應力和撓度都會增加[29,36]，在板塊吊裝過程中易出現破壞斷裂或者拉斷現象，這需要在板塊尺寸設計時就進行考慮分析。隨著吊點向板塊中間轉移，最大橫向拉應力出現的位置由板底移動到板頂，由板塊跨中移動到接近吊點的位置[29]，所以應在板塊吊裝之前根據設計尺寸選擇合理的配筋位置和吊點位置。

3.3 基層設計

基層與面板的均勻接觸對裝配式路面的性能影響尤為關鍵，在基層與面層間發生不均勻接觸時會出現脫空狀態，由于在路面荷載作用下板塊受力不均勻極易出現斷裂現象。研究發現，當板底脫空形狀無論表現為有規則還是無規則的椎體和柱體，面板所受不均勻荷載應力大小只與板底脫空的總面積大小有關，而與脫空深度無關[42-43]，可見基層與面層的理想狀態是脫空面積最小即基層與面板完全接觸。

3.4 施工工藝

3.4.1 中國施工技術研究

目前中國常用的裝配式混凝土路面施工流程如下[43-47]。

(1)基層處理：方法①采用壓實和填平操作，在基層表面鋪一層3～5 cm的中粗砂層。方法②采用底部灌漿方式，需利用嵌在面板內的螺紋螺栓將板塊進行提升后通過預留孔道對板底進行灌漿填充處理如圖7所示。

1為扳手; 2為預制板; 3為基層; 4為調平螺栓; 5為套筒

(2)模板制作與安裝：需采用30°角鋼作為路面的鋼護角，兩條錨固鋼的距離為30 cm，側模可采用廢棄的鋼板，底部通常放置一層防水塑料布用于維持平整。

(3)綁扎鋼筋：安好底模后布置鋼筋網，捆扎兩層鋼筋的同時設置鋼筋的支撐層及放置保護層墊塊。鋼筋常用直徑205～212 mm，間距為200 mm。

(4)吊鉤預埋安裝：路面板塊的吊裝有鋼絲繩婁底、四角吊環兩種吊裝方式。在吊裝點內埋設長度大于35 cm的圓形鋼筋作為吊環，吊環需要嵌入到路面底部與面板下的鋼筋捆扎，露出的鋼筋部分需要做防銹蝕處理。

(5)混凝土澆筑：檢查側模、底模、鋼筋及預埋件的質量后使用混凝土泵來澆筑混凝土。

(6)養護和拆模：當混凝土澆筑12 h之后對面板進行澆水處理，以及不少于7 d的覆蓋物養護工作，拆板須在澆筑混凝土1 d后進行。

(7)道路板拆出：利用撬動鐵棒撬動路面板保證其完整，再由工作人員用吊裝設備吊起吊運至目的地。

(8)使用安裝：在施工現場按照設計要求進行道路板裝配，應保證基層的平整性以及接縫的傳荷性能。

3.4.2 國外施工技術研究

國外裝配式路面施工技術整體流程與國內大致相似，現將國外常用裝配式路面系統及施工技術特點總結如表5[39-55]所示。

表5 國外裝配式路面系統[39-55]Table 5 Foreign precast pavement system[39-55]

4 預應力裝配式水泥混凝土路面

水泥混凝土抗拉強度遠小于抗壓強度是在進行板塊設計時要考慮的重要因素，對于提高板塊的抗彎拉強度設計至關重要。預應力裝配式混凝土路面是通過后張法張拉鋼筋建造的一種尺寸更大的裝配式路面，這種方法可以增強板的結構特性并提高混凝土的抗彎拉強度，抵消荷載和溫度相關的應力，并使板內的接縫緊密閉合[38]，同時也可減小路面板厚度和橫向接縫數量。其關鍵設計和構造功能主要包括：混凝土要求、接縫處理、環境條件、荷載傳遞、板塊加固及預應力、板塊生產和安裝效率。該路面已廣泛應用于高速公路和機場的建設中，尤其在歐美等發達國家得到了廣泛的應用。

圖8 鋪沙找平[37]Fig.8 Leveling with sand[37]

圖9 用玻璃纖維和高密度聚合物填充切縫[39]Fig.9 Fill the kerf with glass fiber and high-density polymer[39]

圖10 板塊懸空灌漿法[40]Fig.10 Grouting method of slab suspension [40]

4.1 結構設計

現在中外對于預應力裝配式路面主要采用有限元法來分析來研究路面性能，主要需要設計參數包括尺寸、厚度、接縫、預應力等[56]。

4.1.1 尺寸設計

外國學者根據工程實際經驗對設計尺寸進行相關建議如表6所示。

表6 預應力裝配式混凝土路面建議尺寸范圍[38,55,57]Table 6 Recommended size range of prestressed fabricated concrete pavement[38,55,57]

4.1.2 厚度設計

在對厚度進行設計時需要考慮預應力的影響，板塊的厚度可以隨著預應力的增大而減小如圖11所示，但其最低不應小于150 mm。接縫設計：為了減少對傳力桿槽的數量從而節約施工時間，有研究者設計出了只采用一根傳力桿件一種垛式接縫如圖12所示，其接縫傳荷系數可以達到97%[58]；提高接縫傳荷能力的另一種有效方式就是增加預應力水平[33]。

圖11 預應力與板塊厚度的關系[58]Fig.11 The relationship between prestress and plate thickness[58]

圖12 垛式接縫[58]Fig.12 Stacked joint[58]

4.1.3 吊裝設計

建議吊點放置在板長的1/4處，并且在吊點處只需要頂部鋼筋而不需要底部鋼筋[58]。還有學者提出將預制板塊中間部分設為空心，并在板塊受拉下側貼一層玻璃纖維布，在增加強度的同時減少鋼筋用量，降低工程造價[59]。

4.1.4 預應力設計

預制板塊的最大應力強度比隨混凝土模量、預應力、基層剛度的增加而減小，而較低的計算應力強度比表明路面具有較高的承載能力以及更好的預期性能[60]，這意味著在進行預應力預制板塊路面設計時，還應考慮到混凝土和基層性能對路面體系的影響。目前預應力筋的張拉有三處位置可供選擇：面板中心、面板表面以及接縫處[55]，且建議使用與預張拉絞線橫向且同向的單層普通鋼筋[37]。

4.2 施工工藝

預應力鋼筋混凝土路面在施工工藝上與連續裝配式路面大致相同，如基層處理，吊裝運輸，接縫處理等都較為相似，區別最大之處在于預應力路面在進行板塊預制時需要對鋼筋進行張拉處理。

在應用預制預應力技術修復混凝土路面時，也可以利用修復板塊錨固預應力鋼筋的方式保持與原有板塊之間的鋼筋連續性，用快凝現澆材料來澆筑空隙[17]。鋼筋張拉分為初始張拉和最終張拉兩個階段進行，張拉應力分別為設計張拉應力值的70%和105%[33]，這種張拉方式可有效減少接縫寬度，使板塊結合更加緊密成為整體。也可采用無黏結預應力施工方法進行張拉，將無黏結預應力筋與普通鋼筋進行綁扎，當混凝土強度達到設計強度的75%時進行張拉，張拉后用錨具進行錨固[43]。施加預應力后的板間傳荷方式也變為預應力鋼筋與混凝土材料的摩擦與接縫傳荷二者綜合作用。

5 結論與展望

通過中外對預制式水泥混凝土路面的研究和應用中總結發現，這一研究技術雖然起步較晚，但其在設計和施工中都有了較為豐富的研究經驗和總結。目前該技術在應用前景方面使用還不夠廣泛，主要原因有：①目前該技術沒有明確的設計和施工規范，大部分結論都是根據模擬計算以及現場施工經驗總結而成，缺乏較為統一的標準；②在部分設計和施工過程中，還存在一些問題不能滿足實際工程需求，亟待進一步解決；③該技術的初期經濟成本相對于普通混凝土路面較高，很多投資者還沒有看到其長期的經濟價值和使用價值。

未來的研究方向主要應聚焦到適用于預制式水泥混凝土路面板塊的高性能材料和結構性能的完善。在材料上可以向著具有非常高的抗壓或抗彎強度、更小的密度、更好的施工和易性、更易于工廠預制性等方向發展，還可以向著吸收噪音、吸收汽車廢氣等環保方向發展；在結構上可以綜合考慮利用工廠預制的優勢設計出不同的板塊尺寸、特殊的接縫形式，優化選擇出更加適合預制式路面的結構類型，并著重于吊裝和基層兩個角度對施工工藝進行完善。