变电站装配式道路的研究

逯云芳，洪 波

（1.安徽农业大学 经济技术学院，安徽 合肥 230601；2.中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，安徽 合肥 230601）

变电站装配式道路的研究

逯云芳1，洪 波2

（1.安徽农业大学 经济技术学院，安徽 合肥 230601；2.中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，安徽 合肥 230601）

依据当前我国变电站道路特点，并结合国内装配式道路的施工工艺，本文针对变电站装配式道路进行混凝土预制块选型，道路结构优化，道路排水方案设计等方面研究.鉴于变电站运输检修维护的特殊要求，为提高装配式道路的质量，本文提出了改进措施.

变电站；装配式道路；混凝土预制块

变电站道路是变电站土建工程中的重要组成部分，其施工进度、建设工期、道路质量影响着整个变电站的大件设备和建筑材料的运输.目前，我国道路大部分采用水泥或沥青传统路面，二者有较为成熟的设计和施工理论、经验.伴随着社会经济和物质文明不断发展，人们对路面既要求安全、舒适、平稳，又要求美观、环保、施工便捷、可循环利用等等.找到一种新型的道路施工材料和施工工艺来满足人们越来越高的要求，装配式道路应运而生.

1 装配式道路研究现状

装配式道路主要在于路面的形式.通过研究国内外路面技术最新进展及实践方面的新趋势后发现，小尺寸混凝土预制块路面是一种满足以上各项要求的新型路面，具有极为广阔的应用前景.混凝土预制块路面是由单个小尺寸预制块铺筑在砂垫层上形成的一种特殊装配式路面结构.装配式路面施工灵活，对环境污染小；预制块路面块体可以就地取材、反复利用，既经济又环保节能[1].因此目前装配式道路主要采用混凝土预制块路面.

事实上，小型预制块路面有着非常久远的应用历史.近年来国外研究人员着重研究混凝土预制块路面的路用性能和适用领域，而在预制块路面结构的施工工艺方面研究相对有所减少[2].

装配式道路在国内的研究比较缺乏.孙立军教授在结构设计方法和承载特性两个方面研究了混凝土预制块路面，而该研究主要是面对港区道路和堆场的设计，试验数据也主要基于现场（港区、码头）的承载板试验.对于预制块用于公路行车道的路面结构设计方法尚需做进一步深入的研究[3].2009年，我国首次将混凝土预制块路面用于高速公路，这一研究加速了我国研究和应用混凝土预制块路面的步伐.

虽然目前我国在装配式道路方面的研究相对较少，但装配式道路的工程实践和应用在我国一直不断前行，商业街、小区、人行道和公园等到处可见装配式道路，有砖块、瓷砖、混凝土砌块、嵌锁块等多种路面形式.随着技术的发展和生产要求的提高，装配式道路在变电站道路的研究和应用也逐渐兴起.

2 变电站装配式道路研究

变电站道路施工对建设工期的影响，主要是道路施工的养护期限制通行.因此，装配式道路设计应满足即铺即用、方便维修的条件，可以冬季施工，避免传统路面裂缝问题.变电站运行期间过往车辆较少且以小型车辆为主，对道路的设计不起控制作用，因此道路的设计轴载参数应从建设期间车辆荷载以及荷载累计次数两方面考虑.目前我国变电站在建设期间主要的车辆荷载有土方运输车、石方运输车、平板半挂车、大件设备（如变压器、电抗器等）运输车辆.针对当前变电站道路特点，并结合国内装配式道路的施工工艺，本文对混凝土预制块选型，道路结构优化，道路排水方案设计等方面进行系统的论述.

2.1 混凝土预制块的选型

混凝土预制块作为道路面层，直接承受建设过程中的车辆荷载，根据上节的各类车辆荷载特点，混凝土预制块设计首先应能够承受轮压.其次，预制块的大小、形状影响着道路的施工进度和承载能力.

研究表明，预制块的平面形状对块体的受力影响较大.在相同荷载作用下，正六边形预制块的内部最大应力比矩形预制块内部的最大应力减少19%.预制块的平面尺寸受施工条件和标准化等因素决定[2].预制块过小时，施工周期长，操作起来繁琐；预制块过大时，装配吊装困难.从减小接缝提高平整度角度考虑，正六边形预制块较为理想.

图1 正六边形混凝土预制块装配式道路示意图

2.2 道路结构优化

预制块路面面层由块体和接缝组成.块体虽然由水泥混凝土制成，但整个预制块体面层并不表现出刚性的特征，而呈现出柔性的路面，由此说明不是块体而是接缝决定着路面的性质.路面接缝无法传递拉应力，导致预制块路面的损坏大部分呈现出基层或路基的破坏，或者出现块体移位和路面永久变形过大影响正常使用.

混凝土预制块用于变电站道路铺筑时，进站道路与变电站内环道主体路面结构应保持一致，即基层及以下结构保持相同，不必也不宜单独设计，否则影响路面结构的整体性能，也不便于实际施工.对于预制块路面，防水层设计在基层完成后.装配式路面接缝多，与沥青路面相比渗水量大很多，因此路面结构内部的排水设计必须要做好.基层表面先喷洒起封水作用的防水粘结层，然后铺筑空隙混凝土排水层.为避免砂垫层砂漏到空隙，在排水层上方铺设起隔离和排水作用的双层土工布.砂垫层铺筑完成之后铺筑砌块，砌块摆放要满足接缝宽度在设计范围之内.

针对变电站的特定地形、地貌、气候、交通、材料等因素的影响，本文提出了路面结构设计的基本思路，如下图：

图2 装配式道路结构设计流程图

2.3 道路排水方案设计

路面结构排水措施有很多，大致可以分为路表分散排水和路面结构内部集中排水两类.调查发现，路表水大部分会流向路肩（边沟）和路基以外，而只有小部分会沿道路路面的面层空隙、接缝或裂缝等渗入到结构内部，此部分水则作为导致路面结构水损坏的主要源头.因此，保证完善的装配式道路路面排水系统应考虑路表排水和路面结构内部排水两部分.

变电站采用装配式道路，路面是由一个个分散的块体拼接而成，其接缝面积约占面总面积的10%左右，接缝处的渗水系数较一般沥青路面大很多，这使得预制块路面的排水设计与其他路面形式（如沥青路面、水泥路面）相比显得更为重要.

针对变电站运输检修维护的特殊要求，尽可能减少雨水下渗，在最大程度上减轻路面结构内部的排水压力.通过研究发现可采取以下措施:

2.3.1 密封路面预制块的接缝

由于路面结构内部水分来源主要来自块体的接缝，防止水分通过接缝进入，因此装配式道路施工不仅需要对预制块路面进行密封，还要确保嵌缝砂饱满和密实度，在两个方面都能减少水分下渗到路面结构内部.嵌缝砂可以采用乳化沥青砂、沥青玛蹄脂、热拌沥青砂等材料，不仅满足防水性要求，同时也会减少嵌缝砂的流失.

2.3.2 路面表面排水

保证路表水能够迅速排出的关键在于合理的路拱和平整的路面两个方面.迅速排出路表水，尽量减少水在路表停滞的时间，可以使渗入到路面结构内部的水降至最低程度.

3 装配式道路质量改进方案

针对变电站运输检修维护特殊要求，为提高装配式道路的质量，本文提出以下几点改进措施：

（1）在混凝土预制块的平面尺寸和厚度方面，提高块体的制作精度，以便减少路面接缝的宽度误差.

（2）制作混凝土预制块时要依据路面性能选择良好的集料，不得采用水敏感性集料.在以后的实际工程中，可以选用具有高强、防裂等优点的新型材料制作混凝土预制块.

（3）路基边缘设置混凝土边缘约束构件，保证结构的整体刚度.边缘约束顶面要低于路边缘处路面标高，以利于路面排水.

4 总结

综上所述，依据当前我国变电站道路特点，并结合国内装配式道路的施工工艺，本文针对装配式道路在混凝土预制块选型，道路结构优化，道路排水方案设计，质量改进措施等多方面进行了系统的研究，对装配式道路在我国变电站道路建设中应用起到一定的推动作用.

〔1〕逯云芳,洪波,等.混凝土预制块在变电站道路建设中的应用[J].大科技,2016(209):170.

〔2〕王火明.混凝土预制块路面力学行为及结构设计方法研究[D].重庆:重庆交通大学,2014.

〔3〕孙立军,姚祖康.混凝土块料路面的结构性能[J].水运工程,1988（10）.

〔4〕梁培新,郭正兴,刘家彬,等.新型装配式变电站的研究和应用[J].施工技术,2008.37(8):96-99.

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