預制裝配式透水混凝土路面磚道路的研究應用

呂　超（湖南華晨工程咨詢有限公司，湖南　長沙　410000）

?

預制裝配式透水混凝土路面磚道路的研究應用

呂超（湖南華晨工程咨詢有限公司，湖南長沙410000）

1　引言

隨著國網公司關于裝配式變電站理念的推廣，預制裝配式透水混凝土路面磚道路因其施工工期短，濕作業少，工廠化生產，投入使用快，重復利用率高，施工和養護修復技術簡單，修復后不影響道路路面整體美觀性等優點，在全國各地變電站建設中將會得到廣泛應用，成為今后變電站建設的一種新型模式。

預制裝配式透水混凝土路面磚道路在變電站的應用不但符合兩型一化中“追求變電站的基本功能和核心功能，剝離無用、重復、多余功能”的要求，而且作為臨時道路的路面還可以重復利用，采用預制裝配式透水混凝土路面磚是實現“兩型一化”變電站的積極舉措，具有十分重要的社會、經濟意義。

2　道路方案

2.1變電站道路現狀概況

變電站建設中常見的道路形式為現澆混凝土路面道路和瀝青路面道路，一般由于變電站建設時間緊，工期短，土建施工周期往往壓縮。受工期進度影響，場平施工時很多新近填土壓實不充分，回填土固結難以滿足要求時，就完成道路澆筑施工。隨著時間推移，新填土進一步固結，引起道路路基不均勻沉降，從而進一步引起路面開裂，嚴重情況下甚至出現斷裂、拱翹、窩洞等質量通病。

圖1　某變電站投運后道路拱翹、開裂實例

為改變道路出現開裂、斷裂、拱翹、窩洞等現象，我們改進常規道路的設計，引進預制透水磚技術，采用預制裝配式透水混凝土路面磚道路。

2.2現澆混凝土道路方案

現澆混凝土道路路面是一種剛度較大、擴散荷載應力能力強、穩定性好和使用壽命長的路面結構，它與其他路面相比，具有以下特點：優點：①強度高；②穩定性好；③耐久性好。

缺點：①現場施工水泥和水的需要量大，現場文明管理難度大；②施工周期長，受雨雪天氣、低氣溫條件影響較大；③開放交通較遲；④分塊較大，養護修復困難，影響交通運輸；⑤修復后路面影響整體美觀性。

2.3瀝青道路方案

瀝青道路路面提高了道路表面抵抗行車和自然因素對路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經久耐用。是一種柔性路面，它與其他路面相比，具有以下特點：

優點：①路面平整少塵、不透水；②增加強度和增強路面抵抗行車破壞的能力；③使路面具有抗水性；④行車舒適，噪音小。

缺點：①彈性路面強度不高，易出線裂縫、車轍；②受擠壓、疲勞荷載作用易出現側向位移；③在凍融時期易出現凍脹和翻漿現象；③養護修復較為困難，影響交通運輸；⑤修復后路面影響整體美觀性。

2.4預制裝配式透水混凝土路面磚道路方案

預制裝配式透水混凝土路面磚是一種生態和環保的路面材料。它有利于地表水的滲入，提高地表的透氣、透水性，具有增加大氣濕度、降低空氣含塵量、降低交通導致的噪音、降低“熱島效應”等優點。

預制裝配式透水混凝土路面磚提高了道路表面抗壓性、耐磨性、耐沖擊性及抗凍融性，使路面平整少塵、經久耐用。是一種集剛柔性一體的路面，它與其他路面相比，具有以下特點：

優點：

（1）強度高，抗壓性好；

（2）耐磨性、耐沖擊性及抗凍融性好；

（3）工程造價和養護成本低；

（4）使用周期長、路況穩定，耐久性好；

（5）工廠化生產，投入使用快，施工和養護修復技術簡單，修復后不影響路面整體美觀性；

（6）透氣、透水性、保水性強，可降低空氣含塵量、降低交通導致的噪音、降低“熱島效應”等優點。

圖2　預制裝配式透水混凝土路面磚路面實例

通過預制裝配式透水混凝土路面磚道路與現澆混凝土路面道路及瀝青路面道路方案的研究及對比，我們提出本站采用預制裝配式透水混凝土路面磚道路方案。

3　預制裝配式透水混凝土路面磚設計

3.1基本要求

（1）變電站道路設計應根據運行、檢修、消防和大件設備運輸等要求，結合站區總平面布置、豎向布置、站外道路狀況、自然條件和當地發展規劃等因素綜合確定。

（2）變電站進站道路按GB22《廠礦道路設計規范》規定的四級廠礦道路設計；站內道路除滿足運行、檢修、消防及設備安裝的要求外，還應符合帶電設備安全間距的要求。應滿足《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）和《變電站總布置設計技術規程》（DL/T5056-2007）的要求。

3.2設計參數

3.2.1荷載取值

（1）道路設計等級：四級廠礦道路；

（2）設計車流量：各種車輛折合成載重汽車的年平均日雙向交通流量在200輛以下；

（3）設計車輛荷載等級：公路-Ⅱ級；

（4）設計車行速度：20km/h；

（5）恒載：結構構件自重；

（6）風荷載：取當地60年一遇基本風壓。

3.2.2地基參數取值

地基承載力：

（1）耕土層（Q4el+dl）：fak=60kPa。

（2）粉質粘土：fak=240kPa。

（3）強風化泥質粉砂巖：fak=400kPa。

3.3材料選擇及本體設計

（1）基層

材料采用5%水泥碎石穩定層，要求實測平均無側限抗壓強度5.5MPa，平整度10mm，壓實度代表值K=97.2%，彎沉代表值lr=74（1/100mm），經計算其厚度為240mm。

（2）文明施工混凝土層

材料采用C20混凝土層，彎拉強度標準值5.0MPa，經計算其厚度為200mm。

（3）砂墊層

采用堅硬干凈的大河沙，其淤泥和粘土的含量不大于3%，墊層砂在4.75mm方孔篩上的篩余量不大于5%，經計算其厚度為40mm。

（4）面層預制塊（預制透水混凝土路面磚）

面層采用預制透水混凝土路面磚，采用高強度混凝土，設計抗壓強度40MPa，抗彎拉強度5.0MPa，需經檢測，各項指標要求達到一等品要求。經計算其厚度需120mm。

（5）邊緣約束

采用C25預制混凝土路緣石進行約束橫向位移。

圖3　預制裝配式透水混凝土路面磚道路斷面圖

3.4地基驗算

道路基礎埋深：基礎頂面標高為0.10m（假設場地設計標高為±0.00mm），基礎底面標高為－0.5m，道路標高較場地設計標高高出100mm。

地基承載力及變形要求：fak≥130kPa；若地基fak＜130kPa，則對地基采取灰土換填、砂石換填等處理方式以滿足承載力及變形要求。

4　施工方法

4.1施工流程

預制裝配式透水混凝土路面磚施工流程如圖4所示。

4.2質量工藝要求

施工質量工藝要求如下：

（1）在鋪設砌塊前必須把文明施工混凝土層清掃干凈，對破損之處進行修復。

圖4　預制裝配式透水混凝土路面磚施工流程圖

（2）測量放樣時用儀器定出路面中線和邊線，樁的密度要密一些，以便施工。施工時由現場人員用工程線加密控制每塊預制塊的橫向方向，保證線形美觀。

（3）墊層砂按設計要求控制在40mm厚，攤鋪長度可根據現場情況來控制。攤鋪時砂用人工壓實、抹平，并且用卷尺量四邊的高度，以便控制路面標高。

（4）每塊透水混凝土路面磚都用3m直尺控制平整度。橫坡的控制與底層砂面的控制有密切關系。

4.3施工技術關鍵點控制

（1）鋪設預制裝配式透水混凝土路面磚時應注意彎道部分的施工，防止出現一端接縫過大或過小的現象。砌塊的壓紋與行車方向垂直并且對齊使路面有足夠的粗糙度，保證行車安全。

（2）路面鋪設完后，按照設計要求對接縫砂進行篩分，把砂填在縫中。并且用人工把砂均勻撒在砌塊整體表面，厚度控制在3cm，用10t以上的振動壓路機輾壓，輾壓時要保持砂的厚度在3cm。

4.4成品保護要求

（1）對到現場的預制裝配式透水混凝土路面磚按照規格統一堆放，堆放時不得與土壤直接接觸。

（2）堆放場地應堅實、平整、干燥，堆放時板不得直接接觸地面，應鋪設柔性墊層一道，墊層厚度不小于300mm，以免路面磚塊體邊緣出現啃邊和剝落。

（3）預制塊填縫及壓實后應及時把路面的砂清掃干凈，當填縫出現空隙的時候，用砂填滿，保證路基的穩定和行車安全。

5　效益分析

5.1技術性分析

變電站采用預制裝配式透水混凝土路面磚道路設計與施工方案，其亮點如下：

（1）工廠化加工制作透水混凝土路面磚，現場安裝，節能環保，貫徹落實“兩型一化”和“綠色施工”的精神。

（2）預制裝配式透水混凝土路面磚由面料及底料按1：6組成，成品成型時，使用普通的摩擦壓磚機或震動壓磚機就能滿足工藝要求。

（3）預制裝配式透水混凝土路面磚施工周期短，投入使用快，施工、養護和修復技術簡單，砌塊重復使用率高，且修復后不影響路面整體美觀性。

（4）預制裝配式透水混凝土路面磚采用壓磚機技術，一次成型，投運后，后期免維護。

（5）與常規混凝土現澆路面道路及瀝青路面道路相比，工期可以提前50%左右。

5.2社會效益分析

采用預制裝配式透水混凝土路面磚具有以下主要社會效益：

（1）路面磚采用壓磚機技術，一次成型，進行工廠化加工，節能節材，減少租地，低碳環保，符合國網公司“兩型一化”的思想，大大提高了企業聲譽和社會競爭力，具有良好的社會效益。

（2）預制裝配式透水混凝土路面磚道路整體美觀性好、觀感強，各項技術指標均達到優質工程質量標準，為工程創國優、網優等創造良好條件，提高了電網建設質量水平。

（3）預制裝配式透水混凝土路面磚施工周期短，可重復利用率高，且該路面無需養護期，施工結束后，即可開放交通，有利于現場安全文明施工管理。

6　結束語

通過預制裝配式透水混凝土路面磚道路與現澆混凝土路面道路及瀝青路面道路方案的研究及對比，預制裝配式透水混凝土路面磚道路施工工期短，濕作業少，工廠化生產，投入使用快，施工和養護修復技術簡單，且修復后不影響道路路面整體美觀性，全壽命造價較低。故我們提出采用預制裝配式透水混凝土路面磚道路方案為本工程變電站道路方案。

呂 超（1982-），男，工程師，本科，主要從事電力工程設計工作。

U414

A

2095-2066（2016）12-0040-03

2016-4-10