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混凝土砌块产品在公路建设中的应用
浏览量：12039 添加时间：2017-06-02 公路边坡防护起到对边坡的结构性防护、排水、防止水土流失等工程效果，防护材料一般应符合下列要求：坚固耐久、抗冲刷、抗磨损性能强；适应整体变形能力强；便于施工、修复、加固；就地取材，经济合理。砌石和现浇混凝土防护在国内应用较多。工厂化预制混凝土砌块应用于边坡防护在发达国家较为普遍，但受生产工艺限制，国内应用实例较少。近年来，随着混凝土砌块成型机成套设备的引进和研发，砌块产品已经实现了规模化的定型生产，混凝土砌块才开始得以大量应用.
将混凝土砌块应用于公路边坡防护工程中形成生态护坡，首先应保证边坡防护结构稳定，其次是注重生态。其具体内涵是：保证边坡的稳定，防止水土流失；景观营建与周围环境协调，充分利用环境与自然资源之间的和谐关系；实现废弃资源的循环利用，生态环保，获得良好的生态效益；节约工程占地。
1 生态砌块边坡防护
在公路边坡防护工程中，砌石和现浇混凝土是最常见的两种护坡形式。砌石结构具有抗磨损性能强、便于施工、修复、加固等优点，在石料资源充足地区应用较为普遍，不足之处在于工程质量不易控制，整体性差，在实际使用过程中由于砌石块体小、砂浆砌筑不饱满等因素，砌石护坡被掏空的破坏现象很普遍。现浇混凝土结构整体性好，强度高，在相同的要素条件下，所需护砌厚度小，可节变形，一旦出现塌陷，难以修复，另外从环保和生态角度看，整体现浇的混凝土护坡不利于植物生存，生态和景观效果差。
总的来看，砌石和现浇混凝土施工方式有如下共同的缺点：一是体积大，对地基承载力高，沉降变形大，需对地基专门处理；二是浪费不可再生的石料资源，石料资源来源困难，其工程造价也不断增加；三是不能满足水生物、绿化等生态要求，损害了河湖的健康；四是难以满足生态、环保、景观、亲和自然的要求；五是整体性结构难以满足冻融要求；六是施工机械化较困难，施工速度慢，使用劳动力较多。
随着砌块制造技术水平的提高，工厂化预制砌块由于适应机械化施工和环境保护的需要，在发达国家已得到广泛应用，它应用于公路边坡防护工程上具有以下特点：（1）结构稳定性好。混凝土砌块护坡从结构上讲介于散体护坡（抛石、干砌石）和整体护坡（现浇混凝土）之间，是以预制的砌块作为护面层单元的一种铺砌式斜坡柔性结构，虽然本质上属散体护坡，但规则的块型和一定的铺筑方式，使相邻砌块可以共作用，使护坡适应变形能力强，并具有较强的整体稳定性。砌块一般采用联锁连接方式，抵御动力作用效果好，装配式的标准化施工也易于保证工程。（2）质量可靠。利用先进的砌块成型设备制作护坡用混凝土砌块，产品质量稳定，产量高，对护砌量大、工期紧的护坡工程优势更为突出。砌块块型、几何尺寸可按需要设计生产，砌块的强度、密度、渗透性等性能指标也可选择不同的原材料来满足不同的设计要求。
（3）施工效率高。砌块形状规则，尺寸统一，工程质量易于控制，施工速度快，受天气影响小。
（4）节约工程占地。公路边坡的坡度一般为1∶1.5～1∶1.75，砌块挡墙防护的边坡坡度一般小于1%，直立式挡墙可达到85°，在公路改建工程中可大量节约工程占地。
（5）景观效果好。通过块型、铺筑方式及颜色的变化，同时结合绿化，可将每个护坡工程都建设成为一个景观工程，也有效防止了水土流失。
（6）循环经济。砌块生产可利用采石场或隧道弃渣，通过筛分除土，破碎分选，循环水除尘，将10mm以 上 材 料 用 于 混 凝 土 及 道 路 结 构 层 ， 将0.075～5mm的材料用于砌块生产，将0.075mm以下材料进行网格护坡回填植草及复耕，形成循环经济，实现了废弃资源全部综合利用
（7）安全环保。在砌块生产过程中，大量应用粉煤灰、隧道弃渣、采石场弃渣、矿渣等废料，可避免天然石料开采带来的安全问题和对环境的影响。
（8）节省造价。在相同条件下，砌块护坡的厚度小于砌石护坡，加之施工效率高，对施工现场的材料堆场面积需要小，减少投资成本。
（9）生态性养护。单纯的工程防护坡面造型呆板、单调，景观效果差，砌块护坡可以结合工程绿化同时进行，使公路两侧的环境得到美化，还能丰富驾乘人员的视觉景观，消解疲劳。
2 砌块选型
砌块得以应用的一个重要原因是人们可以根据工程需要生产不同的几何形状、尺寸、密度和开孔方式，满足工程安全、质量、经济、环保等要求的统一。
由于各地的工程实际情况不同，对砌块选型没有统一标准，本文结合工程经验提出如下参考原则：
（ 1）经济性。联锁砌块厚度薄，几何形状多样，在工厂化生产的条件下生产效率较高，造价低。
（2）安全性。开孔联锁形式可以起到降低荷载，增强整体抵抗力的双重作用，与实体砌块相比可以降低铺砌厚度。
（3）砌块结构。为保证砌块有一定的抗折能力，砌块最大边长与最小边长之比应控制在4∶1之内；砌块边缘宜设计为弧状，以减少搬运过程中的碰撞损坏。
（4）生产效率。砌块形状越复杂，生产效率越低，一般每个砌块的生产循环时间为10～15s。施工因素。垂直联锁砌块不利于机械施工为确保两名工人协作能顺利铺砌，单块重量不宜超过50kg，对较重的砌块，可采用简易夹具辅助施工。
3 砌块生产工艺
砌块生产采用吉林久盛机械制造有限公司自主研发的、具有自主知识产权的砌块成型机，该设备包括配料与搅拌系统、铺料与成型系统、传送与码垛系统、自动控制系统等全自动操作系统，可以实现电子计量骨料、自动搅拌、液压激振成型、蒸汽养生等生产工艺的全自动化生产，并且可以通过更换不同的模具生产出各种混凝土砌块，如空心砖、承重砖、砌面砖、铺路砖、路缘砖、堤坝护坡砌块等混凝土构件。吉林久盛混凝土砌块机与国际知名品牌德国玛莎混凝土砌块机、国内品牌北京瑞图、西安银马相比，在技术与质量均可媲美。成型机采用振动加压密实成型的工艺，水灰比一般小于0.3，所配混凝土为干硬性混凝土，主要原材料为水泥、碎石、砂、粉煤灰、减水剂。为保证产品内部均匀，表面不产生麻面、孔洞等现象，要求混凝土具有一定的流动性，一般为连续级配，水泥用量12%～15%。配合比优化设计需考虑水泥含量、碎石含量、砂率、粉煤灰含量四个因素综合确定。对砌块颜色有特殊要求时，可在面料或整个基料中添加彩色颜料。砌块生产环节的主要控制要素包括：原材料质量与配合比、搅拌质量、成型时的质量、养护条件温度、湿度、时间）和栈板的平整度等。
应用久盛公司自主研发的砌块成型机生产的混凝土砌块产品质量可达到如下技术标准：抗弯强度≥.0N/mm2；抗压强度≥14.7N/mm ；透水系数≥1.0×10-cm/sec；抗滑性≥40BPN （湿润状态）；冻融性：200次；抗摩擦性：0.017～0.131g；吸水率：36.1%；保水率：0.2g/cm2。产品符合国家规范要求，满足工程需要.
4 生态砌块施工工艺
护坡：
在砌块护坡施工中，可按国家现行施工规范要求进行清基、削坡以及垫层铺设。砌块护坡施工方法简便易行，对施工人员没有特别要求。结合施工实践，提出砌块护坡人力施工的具体要求：砌块砌筑从条埂一侧开始，由坡脚向坡顶方向进行，在水平和垂直方向分别挂线，确保铺砌面整齐、美观,砌块间隙按2～5mm控制；砌块由垂直方向进入铺砌位置，借助胶锤（垫木块）进行水平和高度调整，层面要拍打平实，禁止将砌块从远距离水平推向铺砌位置；为避免对垫层的影响，砌筑过程中要随时检查表面平整度，必要时用碎石调整，一个作业面完成后要及时用混凝土封顶，以避免降水冲刷垫层；为增强护面层的整体稳定性，方便多作业面同时施工，可每隔50m设置混凝土或浆砌石条埂，条埂厚度为 50cm，宽度与砌块宽度相同，条埂的空隙（对联锁砌块而言）可用现浇混凝土填补.
砌块护坡施工效率较高，从工程实际铺砌效果看，人均日铺砌面积均大于20m2，熟练工可达30m2。同时，施工效率与砌块块型关系密切，块型越复杂，效率越低。无论何种块型，施工效率均高于砌石护坡施工，且质量易于控制。
（2）直立式挡墙：
直立式挡墙基础开挖时通常会遇到杂填土及淤泥质土基础，边开挖边坍塌，无法形成稳定基坑。施工时应根据现场特殊地质情况，将杂填土及淤泥质土范围内原挡墙基础扩大，边开挖，边抛石，必要时增铺格栅，形成稳定基坑后再按设计要求修筑基座。
将混凝土砌块应用于公路边坡防护工程中形成生态护坡，首先应保证边坡防护结构稳定，其次是注重生态。其具体内涵是：保证边坡的稳定，防止水土流失；景观营建与周围环境协调，充分利用环境与自然资源之间的和谐关系；实现废弃资源的循环利用，生态环保，获得良好的生态效益；节约工程占地。
1 生态砌块边坡防护
在公路边坡防护工程中，砌石和现浇混凝土是最常见的两种护坡形式。砌石结构具有抗磨损性能强、便于施工、修复、加固等优点，在石料资源充足地区应用较为普遍，不足之处在于工程质量不易控制，整体性差，在实际使用过程中由于砌石块体小、砂浆砌筑不饱满等因素，砌石护坡被掏空的破坏现象很普遍。现浇混凝土结构整体性好，强度高，在相同的要素条件下，所需护砌厚度小，可节变形，一旦出现塌陷，难以修复，另外从环保和生态角度看，整体现浇的混凝土护坡不利于植物生存，生态和景观效果差。
总的来看，砌石和现浇混凝土施工方式有如下共同的缺点：一是体积大，对地基承载力高，沉降变形大，需对地基专门处理；二是浪费不可再生的石料资源，石料资源来源困难，其工程造价也不断增加；三是不能满足水生物、绿化等生态要求，损害了河湖的健康；四是难以满足生态、环保、景观、亲和自然的要求；五是整体性结构难以满足冻融要求；六是施工机械化较困难，施工速度慢，使用劳动力较多。
随着砌块制造技术水平的提高，工厂化预制砌块由于适应机械化施工和环境保护的需要，在发达国家已得到广泛应用，它应用于公路边坡防护工程上具有以下特点：（1）结构稳定性好。混凝土砌块护坡从结构上讲介于散体护坡（抛石、干砌石）和整体护坡（现浇混凝土）之间，是以预制的砌块作为护面层单元的一种铺砌式斜坡柔性结构，虽然本质上属散体护坡，但规则的块型和一定的铺筑方式，使相邻砌块可以共作用，使护坡适应变形能力强，并具有较强的整体稳定性。砌块一般采用联锁连接方式，抵御动力作用效果好，装配式的标准化施工也易于保证工程。（2）质量可靠。利用先进的砌块成型设备制作护坡用混凝土砌块，产品质量稳定，产量高，对护砌量大、工期紧的护坡工程优势更为突出。砌块块型、几何尺寸可按需要设计生产，砌块的强度、密度、渗透性等性能指标也可选择不同的原材料来满足不同的设计要求。
（3）施工效率高。砌块形状规则，尺寸统一，工程质量易于控制，施工速度快，受天气影响小。
（4）节约工程占地。公路边坡的坡度一般为1∶1.5～1∶1.75，砌块挡墙防护的边坡坡度一般小于1%，直立式挡墙可达到85°，在公路改建工程中可大量节约工程占地。
（5）景观效果好。通过块型、铺筑方式及颜色的变化，同时结合绿化，可将每个护坡工程都建设成为一个景观工程，也有效防止了水土流失。
（6）循环经济。砌块生产可利用采石场或隧道弃渣，通过筛分除土，破碎分选，循环水除尘，将10mm以 上 材 料 用 于 混 凝 土 及 道 路 结 构 层 ， 将0.075～5mm的材料用于砌块生产，将0.075mm以下材料进行网格护坡回填植草及复耕，形成循环经济，实现了废弃资源全部综合利用
（7）安全环保。在砌块生产过程中，大量应用粉煤灰、隧道弃渣、采石场弃渣、矿渣等废料，可避免天然石料开采带来的安全问题和对环境的影响。
（8）节省造价。在相同条件下，砌块护坡的厚度小于砌石护坡，加之施工效率高，对施工现场的材料堆场面积需要小，减少投资成本。
（9）生态性养护。单纯的工程防护坡面造型呆板、单调，景观效果差，砌块护坡可以结合工程绿化同时进行，使公路两侧的环境得到美化，还能丰富驾乘人员的视觉景观，消解疲劳。
2 砌块选型
砌块得以应用的一个重要原因是人们可以根据工程需要生产不同的几何形状、尺寸、密度和开孔方式，满足工程安全、质量、经济、环保等要求的统一。
由于各地的工程实际情况不同，对砌块选型没有统一标准，本文结合工程经验提出如下参考原则：
（ 1）经济性。联锁砌块厚度薄，几何形状多样，在工厂化生产的条件下生产效率较高，造价低。
（2）安全性。开孔联锁形式可以起到降低荷载，增强整体抵抗力的双重作用，与实体砌块相比可以降低铺砌厚度。
（3）砌块结构。为保证砌块有一定的抗折能力，砌块最大边长与最小边长之比应控制在4∶1之内；砌块边缘宜设计为弧状，以减少搬运过程中的碰撞损坏。
（4）生产效率。砌块形状越复杂，生产效率越低，一般每个砌块的生产循环时间为10～15s。施工因素。垂直联锁砌块不利于机械施工为确保两名工人协作能顺利铺砌，单块重量不宜超过50kg，对较重的砌块，可采用简易夹具辅助施工。
3 砌块生产工艺
砌块生产采用吉林久盛机械制造有限公司自主研发的、具有自主知识产权的砌块成型机，该设备包括配料与搅拌系统、铺料与成型系统、传送与码垛系统、自动控制系统等全自动操作系统，可以实现电子计量骨料、自动搅拌、液压激振成型、蒸汽养生等生产工艺的全自动化生产，并且可以通过更换不同的模具生产出各种混凝土砌块，如空心砖、承重砖、砌面砖、铺路砖、路缘砖、堤坝护坡砌块等混凝土构件。吉林久盛混凝土砌块机与国际知名品牌德国玛莎混凝土砌块机、国内品牌北京瑞图、西安银马相比，在技术与质量均可媲美。成型机采用振动加压密实成型的工艺，水灰比一般小于0.3，所配混凝土为干硬性混凝土，主要原材料为水泥、碎石、砂、粉煤灰、减水剂。为保证产品内部均匀，表面不产生麻面、孔洞等现象，要求混凝土具有一定的流动性，一般为连续级配，水泥用量12%～15%。配合比优化设计需考虑水泥含量、碎石含量、砂率、粉煤灰含量四个因素综合确定。对砌块颜色有特殊要求时，可在面料或整个基料中添加彩色颜料。砌块生产环节的主要控制要素包括：原材料质量与配合比、搅拌质量、成型时的质量、养护条件温度、湿度、时间）和栈板的平整度等。
应用久盛公司自主研发的砌块成型机生产的混凝土砌块产品质量可达到如下技术标准：抗弯强度≥.0N/mm2；抗压强度≥14.7N/mm ；透水系数≥1.0×10-cm/sec；抗滑性≥40BPN （湿润状态）；冻融性：200次；抗摩擦性：0.017～0.131g；吸水率：36.1%；保水率：0.2g/cm2。产品符合国家规范要求，满足工程需要.
4 生态砌块施工工艺
护坡：
在砌块护坡施工中，可按国家现行施工规范要求进行清基、削坡以及垫层铺设。砌块护坡施工方法简便易行，对施工人员没有特别要求。结合施工实践，提出砌块护坡人力施工的具体要求：砌块砌筑从条埂一侧开始，由坡脚向坡顶方向进行，在水平和垂直方向分别挂线，确保铺砌面整齐、美观,砌块间隙按2～5mm控制；砌块由垂直方向进入铺砌位置，借助胶锤（垫木块）进行水平和高度调整，层面要拍打平实，禁止将砌块从远距离水平推向铺砌位置；为避免对垫层的影响，砌筑过程中要随时检查表面平整度，必要时用碎石调整，一个作业面完成后要及时用混凝土封顶，以避免降水冲刷垫层；为增强护面层的整体稳定性，方便多作业面同时施工，可每隔50m设置混凝土或浆砌石条埂，条埂厚度为 50cm，宽度与砌块宽度相同，条埂的空隙（对联锁砌块而言）可用现浇混凝土填补.
砌块护坡施工效率较高，从工程实际铺砌效果看，人均日铺砌面积均大于20m2，熟练工可达30m2。同时，施工效率与砌块块型关系密切，块型越复杂，效率越低。无论何种块型，施工效率均高于砌石护坡施工，且质量易于控制。
（2）直立式挡墙：
直立式挡墙基础开挖时通常会遇到杂填土及淤泥质土基础，边开挖边坍塌，无法形成稳定基坑。施工时应根据现场特殊地质情况，将杂填土及淤泥质土范围内原挡墙基础扩大，边开挖，边抛石，必要时增铺格栅，形成稳定基坑后再按设计要求修筑基座。