
為積極配合中國工程院“實施《國家標準化發展綱要》若干重大問題研究”項目——“團體標準支撐高質量發展研究”課題調研,中國工程建設標準化協會選了技術水平高、創新性強,在促進科技創新與科技成果轉化、引領行業發展等方面,經濟效益、社會效益、生態效益顯著的代表性協會標準,匯總編纂了《中國工程建設標準化協會標準實施應用案例》。我院《瀝青路面裝配式基層技術規程》T/CECS769-2020成果入選此次標準實施應用案例。標準在工程建設領域具有前瞻性、先導性,技術成果在市政工程中推廣應用范圍較大,對提高道路使用壽命,縮短施工時間,降低全壽命周期碳排放起到積極作用。

一、編制背景
(一)編制背景
本規程是針對瀝青路面裝配式基層技術編制的第一部團體標準,由長春市政院技術團隊針對傳統市政道路基層結構建設工期長、質量保證率低的現狀而研發的一種國際國內首創的新型路面基層結構。2017年通過長春市科技計劃項目驗收(重大科技攻關計劃)編號:14KG088;2018年《裝配式路面基層成套技術產業化科技示范工程》通過住房和城鄉建設部科技計劃項目驗收,編號2017-S9-030;2020年砼琮技術獲中國專利優秀獎; 2021年發布本標準經專家評審達國際先進水平;2023年該技術結構計算部分完成在吉林省住建廳組織的成果鑒定被評為國際領先水平。通過在理念、結構與工藝的創新,獲50項專利(其中發明專利6項),發表論文26篇(SCI論文1篇、世界交通大會論文1篇),并編制有規程、工法和圖集及預算定額,技術研發成果覆蓋完整產業鏈。
(二)編制目的和意義
本標準在深入貫徹執行建設部大力推廣裝配式建筑發展要求的基礎上,適應我國城市道路建設和發展的需求,符合快速施工、節能環保、技術先進、經濟合理、確保質量的要求。編制的瀝青路面裝配式基層成套技術在道路工程中的應用的技術規程促進了建筑現代化的發展,減少石料的年開采量,利于保護有限的資源與脆弱的環境,可利用粉煤灰等建筑廢棄材料,減少霧霾;減少施工對交通及市容和商戶的影響。同時將解決寒區道路施工時長受限的問題,推動裝配式概念在道路領域的發展,延長道路使用壽命,減少施工過程管理成本,提升道路高質量建設,為智慧道路,智能化施工提供載體。解決裝配式路面接縫傳荷能力差的關鍵性難題和避免傳統路面結構受材料溫縮影響出現的翻建、沉陷等病害。且對周邊環境影響小,抗超載抗車轍能力強,可利用建筑垃圾,大量節省國家建設及維護成本,成為長壽命道路的優選結構。
(三)編制單位和編制人員
主編單位:長春市市政工程設計研究院有限責任公司
二、技術內容
《瀝青路面裝配式基層技術規程》T/CECS769-2020共分為7章和1個附錄,主要內容包括:總則、術語和符號、基本規定、材料與構造、設計、施工、檢驗與驗收等。
三、創新性
(1)能夠延緩半剛性基層開裂導致的路面反射裂縫,延長路面使用壽命。(2)工期短,每個作業面節省15~20天。(3)強度高。預制件已經在預制場完成養生,出廠強度達到30MPa,水泥穩定碎石28d強度為3.5MPa左右。同時抗重載能力強。(4)施工期間受氣候及人為影響小。
四、實施效果
(一)應用推廣情況該標準技術已經在長春、哈爾濱、沈陽等市鋪裝應用面積為100萬平,設計應用面積達200萬平米,工程涵蓋各等級市政道路100多條,尤其是在長春機場快速路、人民大街等工程中應用,取得良好的效果。同時將在大型磚機制造、模具制造、預拌砂漿生產、涂層噴涂設備、灌漿成套設備、改性乳化瀝青廠、AI智能鋪裝機械、專利產品生產廠定制及設計、改造流水線,拉動全產業鏈各個企業升級轉型、創新發展發揮積極促進作用。
(二)效果情況裝配式基層由于其分散受力的特點,延緩了路面反射裂縫的發生,進而避免了基層早期損壞而造成的路面提前大修。在養護周期內,僅需要面層維護,維護成本低。根據預測,該結構極限使用壽命可達30年是傳統結構壽命的2倍,每年每平方米路面按全壽命周期費用測算比傳統半剛性基層結構低約15元。同時,遠期翻建后裝配式基層仍可作為再生材料加以資源利用。
五、特點與亮點
(一)特色
1、裝配式基塊按X、Y、Z三向相互嵌擠裝配,具有板體穩定性,平整度好,不設置接縫,工廠化預制強度為C30,道路基層裝配式率達80%以上。2、不同道路等級及寬度,僅選用一個型號的基塊即可完成基層裝配,采用專業拼裝夾具,單作業面效率為3000平/天。3、采用大應變、高流態灌縫料,養生期近為2天,開發專用6口拖掛式灌漿機,單臺灌漿效率為6000平/天。4、開發臺模共振大型干法成型設備,生產效率為1200塊/天,開發四面開模濕法模具及生產線,模具單日周轉率為1.5次。5、采用低溫抗凍灌縫砂漿,實現東北冬季施工,極端施工灌漿溫度為-15℃。6、塊體本身可利用建筑廢棄材料30%。
(二)亮點
1、借鑒古代橋梁銀錠扣結構,在原有的二維約束能力基礎上,研制成具有三維約束能力的立體嵌擠組合基層主體;并在其縫隙填充有機料形成裝配式整體道路結構。2、利用太陽輪行星輪機械轉動原理,變實體的搖桿為虛化的偏心距。并將2 個偏心圓環內外套裝,通過轉動圓環實現在矩形外框內對其中圓孔位置的調整,構建雙偏心圓環檢查井周邊異形塊結構,解決矩形基塊鋪設時與既有圓形檢查井的配套設計。實現了道路基層全面積預制化。3 、將獨柱式懸臂吊與桁吊及履帶行走機構集成,在1 臺設備上使用桁吊完成卸車作業、使用獨柱式懸臂吊完成鋪設作業,實現基塊裝車、卸車及鋪設的機械化作業,采用的騎跨式自行作業模式可以最少占用作業空間,適合城市道路施工。4、系統分析裝配整體式混凝土基層結構受力特點,獨創基層三維穩定性評價方法,分析基塊界面結構。5、首次利用有限元軟件對道路基塊結構進行建模計算,準確模擬基塊結構與砂漿兩種不同材料在共同受力情況下的力學規律,對材料性能和結構形狀的匹配方案進行多參數遴選及優化,獲得材料選擇范圍寬與結構強度大的最小二乘法定理最佳解,攻破了裝配式結構設計關鍵技術難題。6、按結構計算成果均勻設置基塊縫隙,分散干縮及溫縮應力,并采用在基塊接縫處預留變形空間的方法,利用瀝青混凝土材料自適應特性預防基層反射裂縫。7、采用干混砂漿灌縫工藝,施工溫度適應性寬,強度高、工期短,并研制多通道砂漿分流器。8、對于生產工藝研究分節控制多點輸入任意輸出路基砌塊鏈式配送系統。9、研制雙參數檢查塞尺,檢查基塊鋪設間隙。10、開發研發透水型裝配式基層。11、編制《預制裝配式道路基層工程技術規程》《預制裝配式道路基層施工工藝方法》《補充定額》為設計、施工與驗收提出系統規范的技術要求。12、通過工程技術的系統優化,達到只用1種基塊型號及1套檢查井異形塊組件即可滿足結構設計及鋪設需要,并使設計、制造、運輸、鋪設及管理過程簡化,成本降低,利于大面積應用。13、根據國際、國內技術查新報告,該技術屬于首創;在同行業技術中處于技術領先水平。