一种装配式路面基层砌块及其铺装方法与流程

1.本发明涉及一种建筑材料技术领域，特别是涉及一种装配式钢渣透水路面基层砌块及其铺装方法。


背景技术：

2.透水路面作为一种新型的环保型、生态型的道路材料，具有透水性，下雨时能尽快消除道路和广场的积水情况，集中降雨时能减轻城市排水系统的压力，维护城市地下水及土壤的生态平衡，透水路面具有独特的孔隙结构，可以吸纳噪音、吸附粉尘，易于维护和清洗，多用于停车场、人行道等。
3.目前，现有透水道路基层施工多采用透水混凝土直接浇注，而透水砼是一种干硬性特种混凝土，浆体较少，初凝时间短，拌合后不宜长时间留存，如果长时间运输容易导致失水影响工作性，进一步影响混凝土质量，因此当前透水砼大多为现场拌合施工，而透水砼现场拌合会带来一系列问题，如施工效率低、材料质量波动大、产生噪音及粉尘、透水砼基层养生时间长。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种装配式路面基层砌块及其铺装方法，用于解决现有技术中的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
6.本发明公开一种装配式路面基层砌块，至少包括主砌块，包括如下特征，
7.所述主砌块形成有卡接块；相邻的所述主砌块之间通过所述卡接块相互嵌锁以形成垂直约束。
8.优选地，一种装配式路面基层砌块，还包括侧边砌块，在形成路面基层时，所述侧边砌块设于所述路面基层的边缘用于锁边。
9.优选地，所述主砌块的长度为200-400mm。
10.优选地，所述主砌块的宽度为100-200mm。
11.优选地，所述主砌块的厚度80-150mm。
12.优选地，所述侧边砌块形成有卡接块。
13.优选地，两块相邻的所述侧边砌块之间、相邻的所述主砌块和所述侧边砌块之间通过卡接块相互嵌锁以形成垂直约束。
14.优选地，所述侧边砌块的长度为600-800mm。
15.优选地，所述侧边砌块的宽度为30～100mm。
16.优选地，所述侧边砌块的厚度与所述主砌块的厚度一致。
17.更优选地，所述主砌块和/或所述侧边砌块为具有波浪侧面的异形砌块，在形成路面基层时，相邻的所述主砌块之间、相邻的所述主砌块和所述侧边砌块之间通过波浪侧面相互匹配以形成水平约束。
18.更优选地，所述主砌块和/或所述侧边砌块的原料为钢渣透水混凝土。
19.更优选地，所述钢渣透水混凝土至少为c20等级，透水系数大于2.0
×
10-2
cm/s。
20.更优选地，所述钢渣透水混凝土采用po42.5普通硅酸盐水泥、粒径为5-15mm的钢渣、石屑、聚羧酸外加剂和水制备，水泥、钢渣、石屑、聚羧酸外加剂、水的质量比为1：(5.5-6.7)：(0.28-0.75)：0.02：(0.25-0.35)。
21.本发明还公开了一种装配式路面基层砌块的铺装方法，包括如下特征：
22.在待形成路面基层处，拼接铺设。
23.优选地，先在路面外侧铺设并拼接所述侧边砌块，再沿着路面内侧方向铺设并拼接所述主砌块。
24.优选地，先铺设水稳碎石垫层，再铺设形成所述路面基层。
25.更优选地，所述水稳碎石垫层的厚度为150-300mm。
26.更优选地，铺砌时人应站在刚铺砌好的砌块或减压板上，并逐一检查砌块外观，确保基层砌块无边角损坏、无粘附物。
27.更优选地，在路沿石边设定砌块铺筑的基准点，并以此为基准点沿路沿石确定两条相互垂直的基准线，便于铺砌的透水基层砌块排列整齐。
28.更优选地，通过所述侧边砌块和/或填充物填充来锁边。
29.更优选地，所述填充物选自钢渣砂和/或钢渣胶砂。
30.更优选地，所述钢渣胶砂的原料组分包括钢渣砂、水泥、矿粉、外加剂和水，所述钢渣砂、水泥、矿粉、外加剂和水的质量比为(4.4-5.6)：1:(0.3-0.7)：(0.01-0.05)：(0.2-0.4)。
31.更优选地，所述钢渣砂的粒径为0.8-3mm，游离钙含量＜3％，mfe含量≤1％；
32.更优选地，所述外加剂为聚硅酸盐和甲酸钙的混合物，所述聚硅酸盐和甲酸钙的质量比为(1.5～5)：1；
33.更优选地，所述矿粉采用s95矿粉，矿粉的密度不小于2.8g/cm3，比表面积不小于350m2/kg，28d活性指数不小于95％；
34.更优选地，所述水泥采用po42.5普通硅酸盐水泥。
35.本技术中的钢渣砂均采用上述规格。
36.如上所述，本发明提供的一种装配式钢渣透水路面基层砌块及其铺装方法，具有以下有益效果：
37.(1)相邻钢渣透水基层砌块错位铺筑，波浪形棱边嵌锁构成水平方向约束，侧边卡接槽上下搭接构成垂直方向约束，保证了路面基层的整体性、稳定性；
38.(2)钢渣透水基层砌块的材料为钢渣混凝土，钢渣骨料具有高强度、高比重、棱角性好的特性，制备的钢渣透水基层砌块与普通水泥混凝土砌块相比，其抗折、抗压强度更高，抗倾覆能力更强，较好的棱角性增大了相邻砌块贴合面间的嵌锁力，有助于保证路面的整体性、稳固性；
39.(3)钢渣透水基层砌块主体利用钢渣固废制备透水材料，减少水泥用量，降低砌块制作成本，具有竞争性和推广价值，将钢渣变废为宝，减少环境污染，遵循循环经济、绿色制造；
40.(4)采用基层侧边砌块辅以钢渣砂或钢渣胶砂灌缝收边，填充砌块不规则铺筑边
120mm，120-140mm，140-150mm。
55.在一个具体的实施例中，所述侧边砌块4形成有卡接块，用于与主砌块1之间或相邻两侧边砌块4之间形成嵌锁，保证了砌块的整体性和稳定性。本技术中卡接块形成于主砌块1或侧边砌块4的周边上，如可以为形成周边上的上凸下凹结构、下凸上凹结构，左凸右凹结构，左凹右凸结构，或周边为斜面结构内外环形嵌套结构等。
56.在一个具体的实施例中，两块相邻的所述侧边砌块4之间、相邻的所述主砌块1和所述侧边砌块4之间通过卡接块相互嵌锁以形成垂直约束。
57.在一个具体的实施例中，所述侧边砌块4的长度为600-800mm，如可以为600-650mm，650-700mm，700-750mm，750-800mm。
58.在一个具体的实施例中，所述侧边砌块4的宽度为30-100mm，如可以为30-50mm，50-70mm，70-90mm，90-100mm。
59.在一个具体的实施例中，所述侧边砌块4的厚度与所述主砌块1的厚度一致，保证路面基层的平整性。主砌块的长度、宽度和厚度、侧边砌块的长度、宽度可以根据道路的平面尺寸和施工工具吊装能力进行调整。
60.在一个具体的实施例中，所述主砌块1和/或所述侧边砌块4为具有波浪侧面的异形砌块，在形成路面基层时，相邻的所述主砌块1之间、相邻的所述主砌块1和所述侧边砌块4之间通过波浪侧面相互匹配以形成水平约束。
61.在一个具体的实施例中，所述主砌块1和/或所述侧边砌块4的原料为钢渣透水混凝土。
62.在一个具体的实施例中，所述钢渣透水混凝土至少为c20等级，透水系数大于2.0
×
10-2
cm/s。经面层渗透的雨水可通过砌块主体透水砼孔隙下渗排出。与水泥混凝土砌块相比，其抗折、抗压强度更高，抗倾覆能力更强，而且较好的棱角性增大了相邻砌块贴合面间的嵌锁力，有助于保证路面的整体性、稳固性。
63.在一个更具体的实施例中，所述钢渣透水混凝土采用po42.5普通硅酸盐水泥、粒径为5-15mm的钢渣、石屑、聚羧酸外加剂和水制备，水泥、钢渣、石屑、聚羧酸外加剂、水的质量比为1：(5.5-6.7)：(0.28-0.75)：0.02：(0.25-0.35)。
64.在一个更具体地实施例中，聚羧酸外加剂，由苏州易斯特建材科技有限公司提供，型号为hpr。
65.在一个更具体地实施例中，po 42.5普通硅酸盐水泥，由太仓海螺水泥有限公司提供。
66.本发明实施例中还具体公开了一种装配式路面基层砌块的铺装方法，在待形成路面基层处，拼接铺设。
67.在一个具体的实施例中，先在路面外侧铺设并拼接所述侧边砌块，再沿着路面内侧方向铺设并拼接所述主砌块。主砌块可以错位拼接、正位拼接、对角拼接等。在如图2和图3中为采用错位拼接示意图，具体效果如图所示。
68.在一个如图2和图3所示的具体的实施方式中，主砌块的侧面为波浪形结构，一端面为上凹下凸结构，另一端面为下凸上凹结构；侧边砌块4的一侧面为波浪线结构，另一侧面和两个端面均为平面结构。铺装步骤包括：
69.(1)经摊铺、平整、碾压、夯实工序完成水稳碎石垫层铺设养护；
70.(2)在水稳碎石垫层上，从靠主路外侧往道路内侧方向，铺设侧边砌块后开始铺筑主砌块，相邻主砌块采用错位拼接；相邻主砌块1侧面拼接，波浪形侧面互相嵌合形成水平约束；相邻主砌块1的端面通过凹凸结构拼合，形成垂直约束；由此防止铺设好后长期使用过程中造成的砌块滑动，并且如本技术中结构的路面基层在使用过程中当局部砌块受承载力时，这种由水平约束和垂直约束形成的互锁结构可将承载力分散至相邻砌块，保证了路面基层在长期使用过程中的板体性、稳定性。
71.(3)在路沿石边设定砌块铺筑的基准点，并以此为基准点沿路沿石确定两条相互垂直的基准线；
72.(4)从边缘开始铺砌，铺砌时站在刚铺砌好的砌块或减压板上继续铺砌，对砌块外观进行检查，确保无缺角破损；
73.(5)基层砌块铺砌到道路另一侧，用侧边砌块锁边。
74.在一个具体的实施例中，先铺设水稳碎石垫层，再铺设形成所述路面基层。所述水稳碎石垫层的厚度为150-300mm。
75.在一个具体的实施例中，铺砌时人应站在刚铺砌好的砌块或减压板上，并逐一检查砌块外观，确保基层砌块无边角损坏、无粘附物。
76.在一个具体的实施例中，在路沿石边设定砌块铺筑的基准点，并以此为基准点沿路沿石确定两条相互垂直的基准线，便于铺砌的透水基层砌块排列整齐。
77.在一个具体的实施例中，通过所述侧边砌块和/或填充物填充来锁边。
78.在一个具体的实施例中，所述填充物选自钢渣砂和/或钢渣胶砂。
79.在一个具体的实施例中，所述钢渣胶砂的原料组分包括钢渣砂、水泥、矿粉、外加剂和水，所述钢渣砂、水泥、矿粉、外加剂和水的质量比为(4.4-5.6)：1:(0.3-0.7)：(0.01-0.05)：(0.2-0.4)如可以为(4.4-5.0)：1：(0.3-0.4)：(0.01-0.02)：(0.2-0.3)，(5.0-5.2)：1：(0.4-0.5)：(0.02-0.03)：(0.3-0.4)，(5.2-5.4)：1：(0.5-0.6)：(0.03-0.04)：(0.3-0.4)或(5.4-5.6)：1：(0.6-0.7)：(0.04-0.05)：(0.3-0.4)。
80.在一个具体的实施例中，所述钢渣砂的粒径为0.8-3mm，游离钙含量＜3％，mfe含量≤1％；所述外加剂为聚硅酸盐和甲酸钙的混合物，所述聚硅酸盐和甲酸钙的质量比为(1.5～5)：1；所述矿粉采用s95矿粉，矿粉的密度不小于2.8g/cm3，比表面积不小于350m2/kg，28d活性指数不小于95％；所述水泥采用po42.5普通硅酸盐水泥；所述水采用工业用自来水，符合jgj 63混凝土拌合用水标准。
81.以下采用具体的实施例进一步解释和验证本技术技术方案达到的技术效果。
82.实施例1
83.装配式路面基层砌块铺装方法，主砌块的侧面为波浪形结构，一端面为上凹下凸结构，另一端面为下凸上凹结构；侧边砌块的一侧面为波浪线结构，另一侧面和两个端面均为平面结构。步骤如下：
84.(1)经摊铺、平整、碾压、夯实工序完成水稳碎石垫层铺设养护，水稳碎石垫层厚度为160mm；
85.(2)在水稳碎石垫层上，从靠主路外侧往道路内侧方向，铺设侧边砌块后开始铺筑主砌块，相邻主砌块采用错位拼接，如图2、3所示；主砌块的长度为400mm，宽度为100mm，厚度为80mm；侧边砌块的长度为600mm；宽度为50mm，厚度为80mm。
86.(3)在路沿石边设定砌块铺筑的基准点，并以此为基准点沿路沿石确定两条相互垂直的基准线；
87.(4)从边缘开始铺砌，铺砌时站在刚铺砌好的砌块或减压板上继续铺砌，对砌块外观进行检查，确保无缺角破损；
88.(5)基层砌块铺砌到道路另一侧会产生缝隙，经测量，缝隙宽度为15mm，填充粒径为0.8-3mm的钢渣砂锁边，表面抹平与砌块上表面齐平。
89.实施例2
90.装配式路面基层砌块铺装方法，主砌块的侧面为波浪形结构，一端面为上凹下凸结构，另一端面为下凸上凹结构；侧边砌块4的一侧面为波浪线结构，另一侧面和两个端面均为平面结构，铺装步骤(1)、(3)、(4)与实施例1相同。其中，
91.(2)在水稳碎石垫层上，从靠主路外侧往道路内侧方向，铺设侧边砌块后开始铺筑主砌块，相邻主砌块采用正位拼接；主砌块的长度为300mm，宽度为150mm，厚度为100mm；侧边砌块的长度为700mm；宽度为50mm，厚度为100mm；
92.(5)基层砌块铺砌到道路另一侧会产生缝隙，经测量，缝隙宽度为40mm，将拌合均匀的钢渣胶砂浇入基层砌块铺筑边缝，表面抹平与砌块上表面齐平。
93.实施例3
94.装配式路面基层砌块铺装方法，主砌块的侧面为波浪形结构，一端面为上凹下凸结构，另一端面为下凸上凹结构；侧边砌块4的一侧面为波浪线结构，另一侧面和两个端面均为平面结构，铺装步骤(1)、(3)、(4)与实施例1相同。其中，
95.(2)在水稳碎石垫层上，从靠主路外侧往道路内侧方向，铺设侧边砌块后开始铺筑主砌块，相邻主砌块采用正位拼接；主砌块的长度为200mm，宽度为200mm，厚度为140mm；侧边砌块的长度为800mm；宽度为50mm，厚度为140mm；
96.(5)基层砌块铺砌到道路另一侧会产生缝隙，经测量，缝隙宽度为50mm，拼接侧边砌块锁边。
97.实施例4
98.装配式路面基层砌块铺装方法，主砌块的侧面为波浪形结构，一端面为上凹下凸结构，另一端面为下凸上凹结构；侧边砌块4的一侧面为波浪线结构，另一侧面和两个端面均为平面结构，步骤(1)、(3)、(4)与实施例1相同。其中，
99.(2)在水稳碎石垫层上，从靠主路外侧往道路内侧方向，铺设侧边砌块后开始铺筑主砌块，相邻主砌块采用错位拼接；主砌块的长度为300mm，宽度为180mm，厚度为110mm；侧边砌块的长度为720mm；宽度为50mm，厚度为110mm；
100.(5)基层砌块铺砌到道路另一侧会产生缝隙，经测量，缝隙宽度为60mm，拼接侧边砌块后再以钢渣砂或钢渣胶砂填充，表面抹平与砌块上表面齐平。
101.实施例5-7制备如实施例1-3结构的主砌块和侧边砌块。
102.实施例5
103.本实施例提供一种具体的形成主砌块和侧边砌块的制备方法。
104.po42.5普通硅酸盐水泥、粒径为5-15mm的钢渣、石屑、hpr型聚羧酸外加剂加水搅拌混匀，制成干硬性透水砼，倒入砌块模具中，放置24h脱模，养护28天后，制成路面基层的主砌块和侧边砌块。其中，水泥、钢渣、石屑、外加剂的质量比为1：6.7：0.75：0.02：0.35。
105.采用gb/t50081《普通混凝土力学性能试验方法》和gb/t 50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测定砌块的抗压强度、抗折强度、比重，测试结果见表1。
106.实施例6
107.本实施例提供一种具体的形成主砌块和侧边砌块的制备方法。
108.路面基层砌块的制备方法和测试方法与实施例5相同，其中，po42.5普通硅酸盐水泥、粒径为5-15mm的钢渣、石屑、外加剂的质量比为1：6.1：0.52：0.02：0.3，测试结果见表1。
109.实施例7
110.本实施例提供一种具体的形成主砌块和侧边砌块的制备方法。
111.路面基层砌块的制备方法和测试方法与实施例5相同，其中，po42.5普通硅酸盐水泥、粒径为5-15mm的钢渣、石屑、外加剂的质量比为1：5.5：0.28：0.02：0.25，测试结果见表1。
112.表1路面基层砌块的测试结果
[0113][0114][0115]
从表1可以看出，路面基层的主砌块和侧边砌块中，普通水泥混凝土制备的如实施例1-3中结构的装配式路面基层砌块的28d抗压强度、28d抗折强度、比重分别为25.2mpa、5.4mpa和2.35g/cm3，而本技术中路面基层砌块由于添加了钢渣，其抗压强度、抗折、抗倾覆能力比普通水泥混凝土制备的路面基层砌块要更强。
[0116]
实施例8和对比例2-3铺设的钢渣透水基层砌块如实施例5中制备方法制备，实施例8中钢渣透水基层砌块的结构与实施例5中一致，对比例2和3中钢渣透水基层砌块的结构与实施例5不完全一致。对比例2中钢渣透水基层砌块的主砌块和侧面砌块的侧面没有波浪形结构，而是平面结构，主砌块和主砌块之间、主砌块和侧面砌块之间没有水平约束。对比例3中钢渣透水基层砌块的主砌块的端面没有卡接块结构，而是平面结构，主砌块和主砌块之间没有垂直约束。
[0117]
实施例8
[0118]
在上海宝山区某实验路段铺设300m长度的路面，先在土路基层上铺设水稳碎石垫层，再按照实施例1～3的铺设方法分别铺设钢渣透水路面基层砌块，用钢渣砂找平层，再铺设钢渣透水砖面层，施工周期为3-7天。由于采用装配式基层砌块和面砖原因，可节省道路养生时间，施工周期相较于对比例1变短。
[0119]
道路投入使用2年后，查看路面的使用情况，发现路面平整性良好，无破损、变形、翘起和松动现象。
[0120]
对比例1
[0121]
在上海宝山区某人行道道路工程铺设300m长度的路面，先在土路基层上铺设水稳
碎石垫层，再按照实施例8的铺设方法分别铺设普通混凝土路面基层砌块(基层砌块的结构与实施例8中砌块结构一致)，找平层，再铺设普通混凝土面层。
[0122]
施工周期为2-3周，道路投入使用2年后，查看路面的使用情况，发现路面存在裂纹、掉粒、磨坑和空鼓等现象。
[0123]
所属普通混凝土路面基层砌块采用po42.5普通硅酸盐水泥、5-15mm规格石灰岩、石屑、聚羧酸外加剂和水制备，水泥、石灰岩、石屑、聚羧酸外加剂、水的质量比为1：4.6：0.5：0.02：0.3。
[0124]
对比例2
[0125]
在上海某景观道路工程铺设成300m的路面，先在土路基层上铺设水稳碎石垫层，再按照实施例8的铺设方法分别铺设钢渣透水路面基层砌块，用钢渣砂找平层，再铺设钢渣透水砖面层，施工周期为5-10天，道路投入使用2年后，查看道路的使用情况，发现路面存在局部拱起、翘块现象。
[0126]
对比例3
[0127]
在上海某景观道路工程铺设成300m的路面，先在土路基层上铺设水稳碎石垫层，再按照实施例8的铺设方法分别铺设钢渣透水路面基层砌块，用钢渣砂找平层，再铺设钢渣透水砖面层，施工周期为5-10天，道路投入使用2年后，查看道路的使用情况，发现路面存在局部裂纹现象。
[0128]
从实施例8和对比例1-3可以看出，铺设四段人流量相差不大的非承重道路，采用相同铺设方法铺设原材料相同、结构不同的钢渣路面基层砌块，投入使用2年后，路面情况各不相同。其中，实施例8与对比例1相比，基层砌块的结构相同，基层砌块的原材料不同，实施例8采用钢渣透水基层砌块，对比例1采用普通混凝土基层砌块，实施例8的路面情况比对比例1的平整性和稳定性更好，这说明钢渣透水基层砌块有助于保证路面基层的整体性、稳固性；实施例8和对比例2、3相比，都是采用钢渣透水基层砌块，但是基层砌块的结构不同，实施例8中基层砌块具有水平和垂直约束，而对比例2中基层砌块只有水平约束，对比例3中基层砌块只有垂直约束，从路面使用情况来看，实施例8的平整性和稳定性最好，这说明钢渣透水基层砌块的特殊结构保证了路面基层的整体性、稳固性。
[0129]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。