嵌擠式砼塊路面現澆施工工法

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》是山西路橋建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是李彥、張明亮、蘇國森、李玉峰蘇國天。該工法適用於城市的廣場、人行步道、公園、二級和二級以下普通公路的平交道口、地質不良段、新舊路基沉降過渡段、應急臨時便道、堤壩型公路、地下管線道路的頂部等路面的鋪設。

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》主要的工法特點是：現澆的混凝土塊與基礎結合密實，側向位移小；嵌縫均勻，圖案整齊；平整度好；防水性好；路面受力性能提高；施工周期短，工效高；工序省，節省投資。

2011年9月30日，《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：嵌擠式砼塊路面現澆施工工法
• 工法編號：GJEJGF199-2010
• 完成單位：山西路橋建設集團有限公司
• 主要完成人：李彥、張明亮、蘇國森、李玉峰蘇國天
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

嵌擠式砼塊路面是指用較高強度混凝土塊作面層，藉助塊體之間的嵌擠作用擴散荷載的塊狀形路面。該路面也稱之為聯鎖塊路面，小型砌塊車行道路面等。2009年前，中國國內施工方法是將預製好的混凝土塊用砂墊層鋪築到路面基層之上，用砂料嵌縫後搗實成型。這種路面鋪築簡便，承受荷載範圍大、易修復、可重複利用，加上造型、色彩組合多，因而運用範圍廣泛。公路上常用於普通二級公路的平交道口、地質不良地段、地下管線道路的頂部等。不足之處是路面平整度差，行車舒適性差，防水性不良，養護維修費用高。究其原因，其一是砂墊層不易密實，經行車荷載擠壓、反覆受壓振動後易變形，產生不均勻滑移、下沉，使混凝土塊體間形成豎向位移和橫向變形；其二是塊體間表面縫隙受到行車荷載的衝擊後，在嵌擠受力過程中，縫隙受擠壓產生橫向變形；其三是墊層與嵌縫料均是砂料，其防水性差，滲水加劇了混凝土塊體間豎向與橫向之間的變形。在交通量大的路段，這種變形尤為嚴重。由於公路上採用這種路面結構是不得已的局部地段，加上要滿足行車荷載的要求與行車舒適性，採用的混凝土塊表面積和厚度相對較大，實際鋪築中砂墊層的厚度和嵌縫寬度很難達到較小變形的要求；在彎道曲率較大地段，曲率變化使標準的預製塊件之間嵌縫寬度無法均勻一致，嵌縫往往形成較大變形；在施工鋪築操作中，較大體積的混凝土塊增加了施工鋪築難度，亦很難達到平整密實要求。針對預製安裝混凝土塊施工工藝存在的缺陷，山西路橋建設集團有限公司通過兩個實例工程建設，總結研究形成了《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》。

工法特點

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的工法特點是：

所需模具及嵌縫板製作簡單，便於安裝拆卸，模具安裝呈條帶狀，適應規模現澆施工。路面基層採用水泥穩定砂礫結構即可滿足現澆混凝土塊的施工平台要求，使用效果良好，行車舒適性較預製安裝混凝土塊路段大為提高。

一、現澆的混凝土塊與基礎結合密實，側向位移小。

二、嵌縫均勻，圖案整齊。

三、平整度好。

四、防水性好。

五、路面受力性能提高。

六、施工周期短，工效高。

七、工序省，節省投資。

操作原理

適用範圍

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》適用於城市的廣場、人行步道、公園、二級和二級以下普通公路的平交道口、地質不良段、新舊路基沉降過渡段、應急臨時便道、堤壩型公路、地下管線道路的頂部等路面的鋪設。

工藝原理

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的工藝原理如下：

一、嵌擠式混凝土路面模具設計。直接用於現場澆築的模具具有連續性，易拆裝。以六角塊為例，塊邊長一般都應選在15~20厘米之間，厚度在10~16厘米之間。模具最大特點是：可在施工鋪築現場拼裝固定後，直接現澆使用，它不但在水平或具有一定坡度的路段、也可在有彎曲的路段上直接製作嵌擠式塊狀混凝土路面；並使嵌擠縫隙小、尺寸均勻、塊面平整，嵌擠縫密實、圖案整齊、美觀，包括行走或行車舒適、防水功能強。模具的設計及構成是：由組焊方法製作的嵌擠式混凝土塊路面的工裝模具，可分為二個部分，第一部分是：由鋼板和角鋼樑組焊而成的長方形構件，叫卡邊模板；第二部分是：由鋼板和角鋼組焊而成的設有製作混凝土塊的凹腔構件，叫現澆模板。直線段模具上其凹腔是固定的，彎道段使用的現澆模板上其凹腔能滑動調節，可以使製作混凝土塊的凹腔增大或縮小，以適應彎曲段路面幾何尺寸的變化。在卡邊模板和現澆模板的兩端分別設有連線鋼板和連線孔，使用鋼卡和夾緊工具可順序連線多套模具的卡邊模板和現澆模板，提高工作效率。

二、現澆混凝土塊施工。將拌好的混合料通過模具直接澆築在基層之上，塊間用嵌縫板相隔，與預製鋪裝路面區別在於取消了砂墊層，嵌縫料不同。塊體直接澆築在基層上，受力後豎直方向不會產生因砂墊層因素出現的較大變形，塊體底面與基層連線密實，既使混凝土塊頂面保持相對平整，又阻止了路面浸水在底面流通；用嵌縫板相隔混凝土塊，防止了因剪力傳遞出現的“啃邊”現象，塊間頂面邊緣不再留“企口防剪”，施工中的塊間整平解決了塊間頂面的不平整問題。現澆混凝土塊路面經行車碾壓，也有“嵌擠成型、穩定、失效三階段”，也有“拱”效應。現澆路面接縫均勻、平整，使荷載應力擴散較預製安裝路面分布均勻，塊體受力後基層形成彎沉盆，產生拱效應，形成嵌擠導致塊間擠壓傳遞剪力，產生荷載擴散，因嵌縫板料厚度小於5米且均勻，保證了塊間接縫均勻，使應力向周邊擴散效果好，又因塊底面與基層連線緊密，在荷載碾壓過程中，塊間相互約束和塊與基層變形約束能力增強，增加了整體強度使嵌擠穩定期長。產生嵌擠失效往往是因路基本身失穩，產生較大變形深陷，導致路面翻修。現澆混凝土塊路面與預製安裝路面相比，改善了混凝土塊路面平整度，提高了水穩性，使混凝土塊路面的廣泛套用成為現實。

施工工藝

• 模板的組成

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的模板組成要點如下：

一、直線段模板的組成

1.卡邊模板由角鋼和鋼板組焊構成，並且在兩端設有順序連線另一件卡邊模板的連線鋼板和聯接孔。

2.現澆模板由角鋼樑、鋼板、支撐筋組焊構成，鋼板所構成的固定凹形腔體用於現澆混凝土塊。要現澆嵌擠式混凝土塊路面端邊時，應先將現澆模板與卡邊模板合模、卡邊模板端邊布置，並且用鋼卡等夾具固定，隨後將混合料填入鋼板和卡邊模板所構腔體中，成型凝固後，將現澆模板卸開、移動模板。

3.在前次現澆混凝土塊後接著現澆時，現澆模板與前次澆築混凝土塊凸出部分與模板凸出部分的位置吻合即可，隨後用鋼卡等夾具將現澆模板的位置固定，再次將混合料填人鋼板腔體前，須在前一次已現澆成的混凝土塊的各個側面上放置好保持嵌擠縫隙厚度的隔縫板，以保證嵌擠縫隙小、均勻，且構成的縫隙圖案美觀。由於在鋪築現場現澆作業，容易控制製作質量。現澆模板上設有連線鋼板和連線孔，可順序連線另一套模具的現澆模板快速施工。

二、彎道模板的組成

彎道現澆模板與直線模板的區別在於：活動模板能順著模板活動槽滑動，構成的滑動凹腔適量變大或變小，使彎曲路段的混凝土塊隨著地形不同而變化；現澆模板上設有連線鋼板和連線孔，使用鋼卡等夾緊工具可順序連線另一套模具的現澆模板，便於連續施工。如下圖所示。

模板組成示意圖

工藝流程

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的工藝流程：

下圖中嵌擠式混凝土塊路面的現澆施工工法包括準備階段、成型階段、後處理階段。

工藝流程圖

工藝步驟為：

一、清掃整平基層表面並灑水。

二、按路面施工圖幾何尺寸及技術要求放樣，劃線做標記。

三、按照放樣劃線所做的標記安置模具，模具固定安裝完成後，在凹腔內壁上塗刷隔離劑，然後將嵌縫板貼上在澆築好的混凝土塊凸出面上（嵌縫板一般採用5毫米厚度的三合板，高度稍高於混凝土塊模板5毫米為宜）。每次施工長度應保證在50米左右，便於模板的周轉。

四、將攪拌好的混合料填充到已貼上上嵌逢板的凹腔內。

五、用振搗器振搗混合料，使混凝土密實。

六、用壓面工具對混凝土塊進行壓面作業，包括製作凹下的直線、曲線或多邊形幾何圖案。

七、用已灑水並能保濕的防護簾或罩對混凝土塊養護。

八、達到規範要求，拆除模具（模板一般應在混凝土強度達到50%以上時拆除），繼續對已拆模的混凝土塊進行養護。

九、將已現澆製作好的混凝土塊作為卡邊模板並重複工藝。

操作要點

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的操作要點如下：

一、基層頂面須平整，有坑凹須補平。

二、嚴格控制標高，橫坡、彎道處移動模具應保證順適。

三、模具固定順適，底邊不得有漏漿，模具內腔均勻刷隔離劑。

四、現澆前，清理乾淨模具內灑落的混合料殘餘。

五、嵌縫板應貼上平整，不可超出混凝土頂面。

六、振搗應密實，去掉浮漿，整平抹面。

七、養護到位，及時灑水養護與覆蓋，養護不少於一周。為保證混凝土的成型強度，28天內禁止一切車輛通行。

材料設備

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》所用的主要機具設備見下表。

質量控制

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量控制

1、混凝土塊現澆路面應重點檢查抗壓強度、厚度，保證達到標準。

2、相鄰塊間高差不大於3毫米。

3、彎道與直線段銜接順適。

4、嚴格控制混凝土水灰比，按配合比控制用水量。

二、質量評定標準

砼塊路面現澆施工質量評定標準見下圖。

砼塊路面現澆施工質量評定標準

安全措施

採用《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、施工前應對施工現場、機具設備及安全防護設施等進行全面檢查，確認符合安全要求後方可施工。

二、對進場施工人員必須進行安全教育，遵守安全操作規程，正確使用安全勞動保護用品。

三、特殊工種操作人員須經有關部門專業培訓合格後持證上崗。

四、施工安全請參照《公路工程施工安全技術規程》JTJ 076-95中的有關規定。嵌擠式混凝土塊路面現澆過程中應嚴格按有關安全生產、勞動保護的法律法規進行，具體落實到作業班組的每個人員。

五、施工現場架空輸電線路與機械的安全距離應符合規範要求。

六、攪拌機應按說明書進行，應有熟練的專業人員進行指揮、操作。

七、夜間作業應有安全照明措施。

八、照明、電機、電源須採用完好電纜線，並經過“兩級”漏電保護。

九、作業人員須穿戴整齊的勞保用品。

十、施工現場的所有機具設備、安全裝置須經常進行檢查，確保完好和使用安全。

十一、作業後應及時對機具進行清洗和全方位保養。

環保措施

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的環保措施如下：

建立環境保護責任制度，採取有效措施，防止生產建設過程中產生廢水、廢渣、噪聲等對環境產生的污染和危害。

一、建立環境保護機構，專人負責。

二、建立學習教育制度，組織學習《環境保護法》。

三、結合嵌擠式混凝土塊路面現澆施工工法特點，採取具體措施：

1、棄土、棄渣按規定地點堆放。

2、避免破壞農田排灌系統。

3、廢水等處理要妥當，經檢驗符合標準後再排放。

4、施工時儘量降低噪聲，噪聲較大的施工機械避免夜間作業。

效益分析

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的效益分析如下：

一、社會效益分析

1.工藝優勢性：一是工序省了兩道，即減少了安裝與運輸兩個環節，節省了投資；二是取消了砂墊層，直接澆築於路面基層之上，省去了混凝土塊與砂墊層鋪築工費與砂材料費。

2.安全舒適性：一是由於採用了現澆工藝，其頂面平整度通過施工控制可以大為提高；二是由於混凝土塊直接現澆在基層上，其底面與基層接觸良好，增加了穩定性，提高了抗變形能力，消除了塊間錯台現象，提高了平整性，增加了行車舒適性與安全性。

3.力學特性：提高了整體強度，塊與塊間設立了嵌縫板，減少了由變形引起的塊間表面剪下損壞，增加了塊件之間剪力傳遞功能，從而整體提高了路面強度。

4.綜合效益：採用現澆工藝提高了工效，縮短了工期，克服了傳統工藝缺陷，增加了使用範圍，特別適用南方堤路合一的壩頂路面鋪設，緊急時可當防洪材料，社會效益顯著。

二、經濟效益分析

1.按交通部定額分析對比

1999年預製鋪裝單價為175.39元/平方米，現澆單價為91.38元/平方米，差為84.01元/平方米。2005年預製鋪裝單價為177.07元/平方米，現澆單價為94.76元/平方米，差為82.31元/平方米。2007年預製鋪裝單價為208.16元/平方米，現澆單價為106.48元/平方米，差為101.68元/平方米。由此可見，差異大，經濟效益顯著。

2.現澆與預製安裝、整體板施工效益比較（下表1、下表2）。

表1 混凝土塊路面與混凝土板狀路面施工效益對比

/	混凝土塊路面	混凝土板狀路面	結論
混凝土強度等級（兆帕）	20、25	30	混凝土塊指標低節省水泥
抗折強度（兆帕）	無	65、70	/
厚度（厘米）	10~18	18~30	混凝土塊厚度較薄 節約混凝土混合料
機械設備	強制式攪拌機	強制式攪拌機、振動梁、切割機	混凝土塊機械要求低
殘值	混凝土塊可重複使用	廢棄物（破碎難）	混凝土塊可利用

表2 混凝土塊預製安裝與混凝土塊現澆施工效益對比

/	混凝土塊預製安裝	混凝土塊現澆	結論
工藝	預製-搬運-砂墊層-鋪裝-嵌縫	現澆-嵌縫	現澆省搬運、鋪裝、砂墊層三道工序
防水性	滲水	無滲水	現澆抗滲水性好
平整度	塊間易產生錯台	無錯台	現澆平整度較好

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》的套用實例如下：

一、2008年忻分公路項目部採用了該工法，對忻府區至寧武分水嶺二級旅遊公路中路基穩定過渡段進行了路面鋪設。鋪築後較好地滿足了路基沉降穩定過渡期間路面行車的需要，塊間沒有出現較大變形高差，達到了預期的效果。

二、2008年在保德縣濱河路K0+000-K6+177.94段運用了該工法鋪築該段路面，鋪築完成後該段路面經車輛行駛2個月後，混凝土塊狀路面無明顯高差變化，達到了預期的效果。

三、2009年在山西省長治市長安線（長治-安澤二級公路）K32+000-K67+000該段均為軟弱地基路段，竣工通車後不到半年該路段路面全部損害，為保證該路段正常通行，採用了該工法鋪築該段路面，通車後使用28個月後，路面完好無損，達到了預期的效果。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《嵌擠式砼塊路面現澆施工工法》被評定為中國國家二級工法。