為積極配合中國(guó)工程院“實(shí)施《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》若干重大問(wèn)題研究”項(xiàng)目——“團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)支撐高質(zhì)量發(fā)展研究”課題調(diào)研,中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)選了技術(shù)水平高、創(chuàng)新性強(qiáng),在促進(jìn)科技創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展等方面,經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益顯著的代表性協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),匯總編纂了《中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施應(yīng)用案例》。我院《瀝青路面裝配式基層技術(shù)規(guī)程》T/CECS769-2020成果入選此次標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施應(yīng)用案例。標(biāo)準(zhǔn)在工程建設(shè)領(lǐng)域具有前瞻性、先導(dǎo)性,技術(shù)成果在市政工程中推廣應(yīng)用范圍較大,對(duì)提高道路使用壽命,縮短施工時(shí)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(guī)程是針對(duì)瀝青路面裝配式基層技術(shù)編制的第一部團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),由長(zhǎng)春市政院技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)傳統(tǒng)市政道路基層結(jié)構(gòu)建設(shè)工期長(zhǎng)、質(zhì)量保證率低的現(xiàn)狀而研發(fā)的一種國(guó)際國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的新型路面基層結(jié)構(gòu)。2017年通過(guò)長(zhǎng)春市科技計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收(重大科技攻關(guān)計(jì)劃)編號(hào):14KG088;2018年《裝配式路面基層成套技術(shù)產(chǎn)業(yè)化科技示范工程》通過(guò)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收,編號(hào)2017-S9-030;2020年砼琮技術(shù)獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng); 2021年發(fā)布本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)專家評(píng)審達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平;2023年該技術(shù)結(jié)構(gòu)計(jì)算部分完成在吉林省住建廳組織的成果鑒定被評(píng)為國(guó)際領(lǐng)先水平。通過(guò)在理念、結(jié)構(gòu)與工藝的創(chuàng)新,獲50項(xiàng)專利(其中發(fā)明專利6項(xiàng)),發(fā)表論文26篇(SCI論文1篇、世界交通大會(huì)論文1篇),并編制有規(guī)程、工法和圖集及預(yù)算定額,技術(shù)研發(fā)成果覆蓋完整產(chǎn)業(yè)鏈。
(二)編制目的和意義
本標(biāo)準(zhǔn)在深入貫徹執(zhí)行建設(shè)部大力推廣裝配式建筑發(fā)展要求的基礎(chǔ)上,適應(yīng)我國(guó)城市道路建設(shè)和發(fā)展的需求,符合快速施工、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的要求。編制的瀝青路面裝配式基層成套技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用的技術(shù)規(guī)程促進(jìn)了建筑現(xiàn)代化的發(fā)展,減少石料的年開(kāi)采量,利于保護(hù)有限的資源與脆弱的環(huán)境,可利用粉煤灰等建筑廢棄材料,減少霧霾;減少施工對(duì)交通及市容和商戶的影響。同時(shí)將解決寒區(qū)道路施工時(shí)長(zhǎng)受限的問(wèn)題,推動(dòng)裝配式概念在道路領(lǐng)域的發(fā)展,延長(zhǎng)道路使用壽命,減少施工過(guò)程管理成本,提升道路高質(zhì)量建設(shè),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(guān)鍵性難題和避免傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)受材料溫縮影響出現(xiàn)的翻建、沉陷等病害。且對(duì)周邊環(huán)境影響小,抗超載抗車轍能力強(qiáng),可利用建筑垃圾,大量節(jié)省國(guó)家建設(shè)及維護(hù)成本,成為長(zhǎng)壽命道路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。
(三)編制單位和編制人員
主編單位:長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
二、技術(shù)內(nèi)容
《瀝青路面裝配式基層技術(shù)規(guī)程》T/CECS769-2020共分為7章和1個(gè)附錄,主要內(nèi)容包括:總則、術(shù)語(yǔ)和符號(hào)、基本規(guī)定、材料與構(gòu)造、設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)與驗(yàn)收等。
三、創(chuàng)新性
(1)能夠延緩半剛性基層開(kāi)裂導(dǎo)致的路面反射裂縫,延長(zhǎng)路面使用壽命。(2)工期短,每個(gè)作業(yè)面節(jié)省15~20天。(3)強(qiáng)度高。預(yù)制件已經(jīng)在預(yù)制場(chǎng)完成養(yǎng)生,出廠強(qiáng)度達(dá)到30MPa,水泥穩(wěn)定碎石28d強(qiáng)度為3.5MPa左右。同時(shí)抗重載能力強(qiáng)。(4)施工期間受氣候及人為影響小。
四、實(shí)施效果
(一)應(yīng)用推廣情況該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)已經(jīng)在長(zhǎng)春、哈爾濱、沈陽(yáng)等市鋪裝應(yīng)用面積為100萬(wàn)平,設(shè)計(jì)應(yīng)用面積達(dá)200萬(wàn)平米,工程涵蓋各等級(jí)市政道路100多條,尤其是在長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)快速路、人民大街等工程中應(yīng)用,取得良好的效果。同時(shí)將在大型磚機(jī)制造、模具制造、預(yù)拌砂漿生產(chǎn)、涂層噴涂設(shè)備、灌漿成套設(shè)備、改性乳化瀝青廠、AI智能鋪裝機(jī)械、專利產(chǎn)品生產(chǎn)廠定制及設(shè)計(jì)、改造流水線,拉動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)企業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮積極促進(jìn)作用。
(二)效果情況裝配式基層由于其分散受力的特點(diǎn),延緩了路面反射裂縫的發(fā)生,進(jìn)而避免了基層早期損壞而造成的路面提前大修。在養(yǎng)護(hù)周期內(nèi),僅需要面層維護(hù),維護(hù)成本低。根據(jù)預(yù)測(cè),該結(jié)構(gòu)極限使用壽命可達(dá)30年是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)壽命的2倍,每年每平方米路面按全壽命周期費(fèi)用測(cè)算比傳統(tǒng)半剛性基層結(jié)構(gòu)低約15元。同時(shí),遠(yuǎn)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(diǎn)與亮點(diǎn)
(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(wěn)定性,平整度好,不設(shè)置接縫,工廠化預(yù)制強(qiáng)度為C30,道路基層裝配式率達(dá)80%以上。2、不同道路等級(jí)及寬度,僅選用一個(gè)型號(hào)的基塊即可完成基層裝配,采用專業(yè)拼裝夾具,單作業(yè)面效率為3000平/天。3、采用大應(yīng)變、高流態(tài)灌縫料,養(yǎng)生期近為2天,開(kāi)發(fā)專用6口拖掛式灌漿機(jī),單臺(tái)灌漿效率為6000平/天。4、開(kāi)發(fā)臺(tái)模共振大型干法成型設(shè)備,生產(chǎn)效率為1200塊/天,開(kāi)發(fā)四面開(kāi)模濕法模具及生產(chǎn)線,模具單日周轉(zhuǎn)率為1.5次。5、采用低溫抗凍灌縫砂漿,實(shí)現(xiàn)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(diǎn)
1、借鑒古代橋梁銀錠扣結(jié)構(gòu),在原有的二維約束能力基礎(chǔ)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(jī)料形成裝配式整體道路結(jié)構(gòu)。2、利用太陽(yáng)輪行星輪機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)原理,變實(shí)體的搖桿為虛化的偏心距。并將2 個(gè)偏心圓環(huán)內(nèi)外套裝,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓環(huán)實(shí)現(xiàn)在矩形外框內(nèi)對(duì)其中圓孔位置的調(diào)整,構(gòu)建雙偏心圓環(huán)檢查井周邊異形塊結(jié)構(gòu),解決矩形基塊鋪設(shè)時(shí)與既有圓形檢查井的配套設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了道路基層全面積預(yù)制化。3 、將獨(dú)柱式懸臂吊與桁吊及履帶行走機(jī)構(gòu)集成,在1 臺(tái)設(shè)備上使用桁吊完成卸車作業(yè)、使用獨(dú)柱式懸臂吊完成鋪設(shè)作業(yè),實(shí)現(xiàn)基塊裝車、卸車及鋪設(shè)的機(jī)械化作業(yè),采用的騎跨式自行作業(yè)模式可以最少占用作業(yè)空間,適合城市道路施工。4、系統(tǒng)分析裝配整體式混凝土基層結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),獨(dú)創(chuàng)基層三維穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法,分析基塊界面結(jié)構(gòu)。5、首次利用有限元軟件對(duì)道路基塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算,準(zhǔn)確模擬基塊結(jié)構(gòu)與砂漿兩種不同材料在共同受力情況下的力學(xué)規(guī)律,對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)形狀的匹配方案進(jìn)行多參數(shù)遴選及優(yōu)化,獲得材料選擇范圍寬與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大的最小二乘法定理最佳解,攻破了裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)難題。6、按結(jié)構(gòu)計(jì)算成果均勻設(shè)置基塊縫隙,分散干縮及溫縮應(yīng)力,并采用在基塊接縫處預(yù)留變形空間的方法,利用瀝青混凝土材料自適應(yīng)特性預(yù)防基層反射裂縫。7、采用干混砂漿灌縫工藝,施工溫度適應(yīng)性寬,強(qiáng)度高、工期短,并研制多通道砂漿分流器。8、對(duì)于生產(chǎn)工藝研究分節(jié)控制多點(diǎn)輸入任意輸出路基砌塊鏈?zhǔn)脚渌拖到y(tǒng)。9、研制雙參數(shù)檢查塞尺,檢查基塊鋪設(shè)間隙。10、開(kāi)發(fā)研發(fā)透水型裝配式基層。11、編制《預(yù)制裝配式道路基層工程技術(shù)規(guī)程》《預(yù)制裝配式道路基層施工工藝方法》《補(bǔ)充定額》為設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收提出系統(tǒng)規(guī)范的技術(shù)要求。12、通過(guò)工程技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化,達(dá)到只用1種基塊型號(hào)及1套檢查井異形塊組件即可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鋪設(shè)需要,并使設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、鋪設(shè)及管理過(guò)程簡(jiǎn)化,成本降低,利于大面積應(yīng)用。13、根據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)技術(shù)查新報(bào)告,該技術(shù)屬于首創(chuàng);在同行業(yè)技術(shù)中處于技術(shù)領(lǐng)先水平。