CN114606823A - 一种水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法，包括从上到下依次设置的饰面层、上面层、下面层、基层、碎石垫层和反滤层，所述反滤层在两侧向上延伸包覆到上面层的中部形成U型的反滤层，所述饰面层、上面层和下面层分别由采用不同的级配集料配制的透水混凝土铺设压实而成；所述基层由级配碎石分层摊铺压实而成；所述碎石垫层由连续级配碎石摊铺压实而成；所述反滤层由级配砂砾、卵石与碎石组成，所述反滤层表面包覆有土工布。本发明提供的水泥基透水混凝土路面结构，在透水性良好的情况下，具有一定的承载能力，满足轻载车辆的通行。
Description
技术领域
本发明涉及一种路面结构及铺设方法，尤其涉及一种水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法。
背景技术
传统城市道路以不透水的路面居多，主要依赖于管网这种单一的方法进行排水，这种方式不但效率不高，而且破坏了水的自然循环路径。
便捷的交通设施、铺设平整的道路给人们带来极大方便的同时，不透水的路面也给城市的生态环境带来诸多负面影响，出现严重环境及社会问题有：
1)自然降水不能自然渗入地下，致使地表植物难以正常生长；
2)不透气的路面很难与空气进行热量、水分的交换，缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力，产生所谓的“热岛效应”；
3)不透水的道路表面容易积水，且易形成水雾或水膜，冬季雪后易结冰，降低了道路的舒适性和安全性；
4)当短时间内集中降雨时，雨水只能通过下水设施排入河流，大大加重了城市排水设施的负担，易出现积水导致交通困难。
以上种种原因，都是由于路面采用了水泥混凝土或者直接采用沥青等渗透系数极低的材料，使得城市的负担越来越大。因此，需要一种透水性高的类似海绵的路面结构，在保证透水性良好的情况下，具备优异的抗开裂能力、抗磨损能力、抗变形能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法，在透水性良好的情况下，具有一定的承载能力，满足轻载车辆的通行。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种水泥基透水混凝土路面结构，包括主体结构和在底部包覆主体结构的反滤层，所述主体结构包括从上到下依次设置的饰面层、上面层、下面层、基层和碎石垫层，所述反滤层在碎石垫层底部从两侧向上延伸包覆到上面层的中部形成U型的反滤层，所述反滤层内外侧表面都包覆有土工布；所述饰面层、上面层和下面层分别由采用不同的级配集料配制的透水混凝土铺设压实而成；所述基层由级配碎石分层摊铺压实而成；所述碎石垫层由连续级配碎石摊铺压实而成；所述反滤层由级配砂砾、卵石与碎石组成。
进一步地，所述反滤层厚度为150-200mm；所述反滤层的底部从下到上依次包括粗粒径级配卵石层、中粗粒径级配碎石层和细粒径砂砾层；所述反滤层的侧部由内向外依次包括细粒径砂砾层、中粗粒径级配碎石层和粗粒径级配卵石层；所述粗粒径级配卵石层采用的粗粒径级配卵石粒径为10-16mm，所述中粗粒径级配碎石层采用的中粗粒径级配碎石粒径为5-10mm，所述细粒径砂砾层采用的细粒径砂砾粒径为0-5mm。
进一步地，所述反滤层的侧部相邻的两层之间设有安装模板，所述安装模板为包覆土工布的永久带孔塑料模板；所述反滤层的侧部由下到上每隔200-300mm水平设置有预制透水隔板，所述预制透水隔板将反滤层的侧部分隔为多段；所述预制透水隔板是由42.5级以上硅酸盐水泥、级配砂石、矿物掺合料、减水剂、消泡剂和水配置成混凝土后预制而成；所述预制透水隔板中部和两端设有贯穿的透水孔；所述预制透水隔板宽度与反滤层侧部的宽度一致，所述预制透水隔板厚度为100-150mm，长度为500-800mm。
进一步地，所述基层厚度为150-200mm，采用16-20mm级配碎石分层压实而成；所述碎石垫层厚度为250-350mm，采用5-31.5mm连续级配碎石分层压实而成。
进一步地，所述饰面层厚度为60-80mm，所述饰面层采用的级配集料为粒径3-5mm的石英砂或机制砂；所述上面层厚度为80-100mm，所述上面层采用的级配集料为粒径5-10mm级配碎石；所述饰面层与上面层级配集料含泥量均≤0.5％，泥块含量为0；所述下面层厚度为100-150mm，所述下面层采用的级配集料为10-16mm级配碎石；所述下面层的级配集料含泥量≤0.5％，泥块含量为0，碎石针、片状颗粒总含量≤5％，碎石压碎指标≤10％。
进一步地，所述饰面层、上面层和下面层的透水混凝土由级配集料与硅酸盐水泥、硅灰、可再分散乳胶粉、纤维素醚、减水剂以及增强剂配制而成；所述饰面层、上面层和下面层配置透水混凝土采用的硅酸盐水泥为42.5级以上的普通硅酸盐水泥，所述减水剂为减水率大于15％的减水剂，所述减水剂为萘磺酸甲醛缩合物减水剂或三聚氰胺系减水剂；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚，所述纤维素醚的粘度为1.0×105mPa·S；所述透水混凝土的配制水灰比为0.32-0.36：1。进一步地，所述饰面层与上面层两侧设置有路缘石，所述路缘石设置在包覆到上面层的反滤层的上方，所述路缘石外侧设置有排水沟，所述路缘石下部设有连通排水沟的泄水口。
进一步地，所述饰面层上表面涂覆有密封固化剂，所述密封固化剂的组分包括树脂和固化剂，所述密封固化剂主要成分为双丙聚氨酯。
进一步地，所述基层中设置有地下排水盲管，所述排水盲管设置有进水孔，所述排水盲管连通地下排水管道，所述排水盲管的进水孔处包覆有土工布。
本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种上述水泥基透水混凝土路面结构铺设方法，包括如下步骤：S1：将素土夯实而形成路床；将路床两侧素土培实，使得素土切面与路床垂直；S2：在路床表面和素土切面铺设一层土工布，采用粒径为10-16mm粗粒径级配卵石、粒径为5-10mm中粗粒径级配碎石和粒径为0-5mm细粒径砂砾从下到上逐层铺设反滤层的底部；S3：在反滤层的底部表面铺设一层土工布；S4：在反滤层的底部两侧沿着素土切面铺设的土工布从下到上逐段铺设反滤层的侧部；S5：在逐段铺设反滤层的侧部的同时，在反滤层的底部上方沿着反滤层侧部逐层铺设主体结构；S6：在主体结构的饰面层与上面层两侧反滤层侧部的上方设置有路缘石，在路缘石外侧设置排水沟，并在路缘石下部设置连通排水沟的泄水口；完成路面结构铺设。
进一步地，所述步骤S4具体包括：S31：在反滤层的底部两侧铺设反滤层侧部的第一段；S32：竖直设置粗粒径级配卵石层的安装模板，填筑并捣实粗粒径级配卵石；竖直设置中粗粒径级配碎石层的安装模板，填筑并捣实中粗粒径级配碎石；竖直设置细粒径砂砾层的安装模板，填筑并捣实细粒径砂砾；S33：在安装模板上方水平设置预制透水隔板；S34：进行同等高度下主体结构的铺设；S35：重复步骤S42-S44在预制透水隔板上方从下到上逐段铺设反滤层的侧部。
进一步地，所述步骤S5具体包括：S51：在反滤层底部上方沿着反滤层侧部采用粒径为5-31.5mm连续级配碎石分层压实铺设碎石垫层，在碎石垫层上方采用粒径为16-20mm级配碎石分层压实铺设基层；S52：在基层上方采用不同的级配集料配制的透水混凝土从下到上逐层压实铺设下面层、上面层和饰面层；S53：在饰面层表面均匀喷涂颜料，待颜料干燥后，在其表面喷涂密封固化剂完成主体结构铺设。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法，具有以下优点：1、反滤层将整个路面结构包裹起来，将路面原土质和透水路面体系隔断开，并具有选择性渗透的功能，水可以从透水路面体系自由流出，而污泥、泥块等被阻断在透水路面体系之外，延长了水泥基透水混凝土路面结构的使用寿命；2、通过反滤层渗透保护的碎石垫层不但具有优异的承载能力，而且具有良好的透水性能，将雨水以较快的速度渗透到地下；3、基层在垫层和下面层之间，起到了承上启下的作用，由于垫层碎石、下面层碎石粒径相差较大，设置基层起过渡作用，使碎石之间受力平衡，进而提高承载力；又能使碎石之间保持恰当空隙大小，防止小颗粒碎石坠落，堵塞垫层的透水空隙；4、基层以上的下面层、上面层、饰面层，采用的集料粒径不断变小，空隙也逐渐变小，集料粒径之间的层层过渡，使路面结构保持良好的稳定性和承载力，完全可以满足轻型车辆通行的要求；饰面层同时增加了路面的美观性。
附图说明
图1为本发明实施例中水泥基透水混凝土路面结构示意图；
图2为本发明实施例中反滤层底部结构示意图；
图3为本发明实施例中反滤层侧部结构示意图；
图4为本发明实施例中预制透水隔板结构示意图；
图5为本发明实施例中排水盲管结构示意图。
图中：
1、密封固化剂；2、饰面层；3、上面层；4、下面层；5、基层；6、碎石垫层；7、反滤层；8、路床；9、路缘石；10、排水盲管；11、土工布；12、土工布；13、泄水口；14、排水沟；15、粗粒径级配卵石层；16、中粗粒径级配碎石层；17、细粒径砂砾层；18、进水孔；19、透水孔；20、预制透水隔板；21、安装模板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例中水泥基透水混凝土路面结构示意图。
请参见图1；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构，包括从上到下依次设置的饰面层2、上面层3、下面层4、基层5、碎石垫层6和反滤层7，所述反滤层7在两侧向上延伸包覆到上面层3的中部形成U型的反滤层，所述反滤层7的内外侧表面都包覆有土工布11和土工布12；所述饰面层2、上面层3和下面层4分别由采用不同的级配集料配制的透水混凝土铺设压实而成；所述基层5由级配碎石分层摊铺压实而成；所述碎石垫层6由连续级配碎石摊铺压实而成；所述反滤层7由级配砂砾、卵石与碎石组成。
路面结构以下是素土夯实而成的路床8。进行施工时，路床8表面铺设一层土工布，起反过滤的作用，防止路基的污泥、流土进入路面结构透水体系，堵塞透水孔隙，进而保证透水的效率。
请同时参见图2；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构，加有上下两层土工布11的反滤层7厚度为150-200mm，反滤层7的底部从下到上依次包括粗粒径级配卵石层15、中粗粒径级配碎石层16和细粒径砂砾层17；反滤层7宜采用平板振捣器捣实，切不可碾压。
请同时参见图3；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构，反滤层的侧部由内向外依次包括细粒径砂砾层17、中粗粒径级配碎石层16和粗粒径级配卵石层15；所述粗粒径级配卵石层15采用的粗粒径级配卵石粒径为10-16mm，所述中粗粒径级配碎石层16采用的中粗粒径级配碎石粒径为5-10mm，所述细粒径砂砾层17采用的细粒径砂砾粒径为0-5mm。反滤层的侧部相邻的两层之间设有安装模板21，所述安装模板21为包覆土工布的永久带孔塑料模板；所述反滤层的侧部由下到上每隔200-300mm水平设置有预制透水隔板20，预制透水隔板20主要起支撑作用，预制透水隔板20将反滤层的侧部分隔为多段。
请同时参见图4；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构，预制透水隔板20中部和两端设有贯穿的透水孔19；所述预制透水隔板20宽度与反滤层7侧部的宽度一致，所述预制透水隔板20厚度为100-150mm，长度为500-800mm。预制透水隔板20是由42.5级以上硅酸盐水泥、级配砂石、矿物掺合料、减水剂、消泡剂和水配置成混凝土后预制而成。
反滤层7的侧部是在反滤层7的底部两侧沿着素土切面铺设的土工布从下到上逐段铺设；在逐段铺设反滤层7的侧部的同时，在反滤层7的底部上方沿着反滤层侧部逐层铺设主体结构。
在反滤层7的底部两侧铺设反滤层7侧部的第一段：竖直设置粗粒径级配卵石层15的安装模板21，填筑并捣实粗粒径级配卵石；竖直设置中粗粒径级配碎石层16的安装模板21，填筑并捣实中粗粒径级配碎石；竖直设置细粒径砂砾层17的安装模板21，填筑并捣实细粒径砂砾；在安装模板21上方水平设置预制透水隔板20；然后进行同等高度下主体结构的铺设。重复上述过程，在预制透水隔板20上方从下到上逐段铺设反滤层7的侧部。
反滤层7上方铺设5-31.5mm连续级配碎石作为碎石垫层6，分层铺设压实，碎石垫层6厚度为250-350mm，碎石压碎指标≤20％。
碎石垫层6上方铺设基层5，厚度为150-200mm；基层5采用粒径为16-20mm级配碎石，保证空隙率满足设计要求，提高透水的效率；压实后，碎石之间通过棱角互相紧密的咬合，在保征一定的承载力的情况下，提高透水率。
请同时参见图5；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构，在基层5中设置排水盲管10，排水盲管10以合成纤维、塑料、合成橡胶为原料生产制造而成；排水盲管10上设置有进水孔18，进水孔18使用土工布进行包裹，起过滤作用，以防碎石屑堵塞；排水盲管10连通地下排水管道，暴雨季节时，雨水可以通过透水混凝土结构渗透到地下，也可以通过排水沟14和排水盲管10将雨水排到河流、湖泊，主要以渗透到地下为主。
基层5上方铺设下面层4，厚度为100-150mm；下面层4透水混凝土采用10-16mm级配碎石，碎石针、片状颗粒总含量≤5％，碎石压碎指标≤10％，含泥量≤0.5％、泥块含量为0，与42.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、减水率大于15％的萘磺酸甲醛缩合物减水剂、增强剂，按一定比例，通过强制式混凝土搅拌机搅拌而成，水灰比采用0.32-0.36。搅拌过程中，使灰浆均匀的包裹在骨料上，表面产生一定的光泽即可。
下面层4上方铺设上面层3，厚度为80-100mm；上面层3透水混凝土采用52.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、减水率大于15％的萘磺酸甲醛缩合物减水剂、增强剂、5-10mm级配碎石按一定配合比搅拌而成。碎石满足含泥量≤0.5％、泥块含量为0、针片状颗粒总含量≤5％、压碎指标≤10％的要求。
上面层3上方铺设饰面层2，厚度为60-80mm；饰面层2采用一种多彩透水砂浆铺设，它是由3-5mm的机制石英砂或机制砂、52.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、减水率大于15％的萘磺酸甲醛缩合物减水剂、增强剂按一定配合比搅拌而成。石英砂或优质机制砂满足含泥量≤0.5％、泥块含量为0。
下面层4、上面层3和饰面层2进行施工过程中，待前一层透水混凝土初凝后即将终凝时进行下一层的施工；且每一层施工完毕后覆盖塑料薄膜进行保水养护；施工过程中保证高程、宽度、中线偏位、平整度等满足设计要求。施工环境宜在5℃-32℃；当环境温度高于32℃及以上时，不宜施工；透水混凝土终凝两天后设置伸缩缝，嵌入弹性嵌缝材料，并收光；采用塑料薄膜覆盖的方法养护，养护14天以上；养护期间保证覆盖材料完整。
在饰面层2表面使用高压喷枪均匀喷涂颜料，颜料种类根据施工需要选择，颜料是由彩色浓缩料、固化剂、稀释剂、水按一定比例配制而成；待颜料干燥后，在其表面喷涂密封固化剂1，密封固化剂1主要成分为双丙聚氨酯，它是双组分组成，一种是树脂，一种是固化剂，且具有一定的增强増亮、提高耐磨性、固化等功能。
饰面层2与上面层3两侧设置有路缘石9，所述路缘石9设置在包覆到上面层3的反滤层7的上方，所述路缘石9外侧设置有排水沟14，所述路缘石9下部设有连通排水沟14的泄水口13。
综上所述；本发明实施例的水泥基透水混凝土路面结构及其铺设方法，反滤层7将整个路面结构包裹起来，将污泥、泥块阻断在透水路面体系之外，提高了透水混凝土路面结构的使用寿命；碎石垫层6不但具有优异的承载能力，而且具有良好的透水性能，将雨水以较快的速度渗透到地下；基层5在碎石垫层6和下面层4之间，起到了承上启下的作用，使碎石之间受力平衡，提高承载力；下面层4、上面层3和饰面层2使用的集料粒径不断变小，空隙也逐渐变小，使路面结构保持良好的稳定性和承载力，满足轻型车辆通行的要求；饰面层2同时增加了路面的美观性。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上；然其并非用以限定本发明；任何本领域技术人员；在不脱离本发明的精神和范围内；当可作些许的修改和完善；因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (12)
1.一种水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，包括主体结构和在底部包覆主体结构的反滤层，所述主体结构包括从上到下依次设置的饰面层、上面层、下面层、基层和碎石垫层，所述反滤层在碎石垫层底部从两侧向上延伸包覆到上面层的中部形成U型的反滤层，所述反滤层内外侧表面都包覆有土工布；所述饰面层、上面层和下面层分别由采用不同的级配集料配制的透水混凝土铺设压实而成；所述基层由级配碎石分层摊铺压实而成；所述碎石垫层由连续级配碎石摊铺压实而成；所述反滤层由级配砂砾、卵石与碎石组成。
2.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述反滤层厚度为150-200mm；所述反滤层的底部从下到上依次包括粗粒径级配卵石层、中粗粒径级配碎石层和细粒径砂砾层；所述反滤层的侧部由内向外依次包括细粒径砂砾层、中粗粒径级配碎石层和粗粒径级配卵石层；所述粗粒径级配卵石层采用的粗粒径级配卵石粒径为10-16mm，所述中粗粒径级配碎石层采用的中粗粒径级配碎石粒径为5-10mm，所述细粒径砂砾层采用的细粒径砂砾粒径为0-5mm。
3.如权利要求2所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述反滤层的侧部相邻的两层之间设有安装模板，所述安装模板为包覆土工布的永久带孔塑料模板；所述反滤层的侧部由下到上每隔200-300mm水平设置有预制透水隔板，所述预制透水隔板将反滤层的侧部分隔为多段；所述预制透水隔板是由42.5级以上硅酸盐水泥、级配砂石、矿物掺合料、减水剂、消泡剂和水配置成混凝土后预制而成；所述预制透水隔板中部和两端设有贯穿的透水孔；所述预制透水隔板宽度与反滤层侧部的宽度一致，所述预制透水隔板厚度为100-150mm，长度为500-800mm。
4.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述基层厚度为150-200mm，采用16-20mm级配碎石分层压实而成；所述碎石垫层厚度为250-350mm，采用5-31.5mm连续级配碎石分层压实而成。
5.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述饰面层厚度为60-80mm，所述饰面层采用的级配集料为粒径3-5mm的石英砂或机制砂；所述上面层厚度为80-100mm，所述上面层采用的级配集料为粒径5-10mm级配碎石；所述饰面层与上面层级配集料含泥量均≤0.5％，泥块含量为0；所述下面层厚度为100-150mm，所述下面层采用的级配集料为10-16mm级配碎石；所述下面层的级配集料含泥量≤0.5％，泥块含量为0，碎石针、片状颗粒总含量≤5％，碎石压碎指标≤10％。
6.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述饰面层、上面层和下面层的透水混凝土由级配集料与硅酸盐水泥、硅灰、可再分散乳胶粉、纤维素醚、减水剂以及增强剂配制而成；所述饰面层、上面层和下面层配置透水混凝土采用的硅酸盐水泥为42.5级以上的普通硅酸盐水泥，所述减水剂为减水率大于15％的减水剂，所述减水剂为萘磺酸甲醛缩合物减水剂或三聚氰胺系减水剂；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚，所述纤维素醚的粘度为1.0×105mPa·S；所述透水混凝土的配制水灰比为0.32-0.36：1。
7.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述饰面层与上面层两侧设置有路缘石，所述路缘石设置在包覆到上面层的反滤层的上方，所述路缘石外侧设置有排水沟，所述路缘石下部设有连通排水沟的泄水口。
8.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述饰面层上表面涂覆有密封固化剂，所述密封固化剂的组分包括树脂和固化剂，所述密封固化剂主要成分为双丙聚氨酯。
9.如权利要求1所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，所述基层中设置有地下排水盲管，所述排水盲管设置有进水孔，所述排水盲管连通地下排水管道；所述排水盲管的进水孔处包覆有土工布。
10.一种水泥基透水混凝土路面结构铺设方法，应用于如权利要求1-9中任一项所述的水泥基透水混凝土路面结构，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将素土夯实而形成路床；将路床两侧素土培实，使得素土切面与路床垂直；
S2：在路床表面和素土切面铺设一层土工布，采用粒径为10-16mm粗粒径级配卵石、粒径为5-10mm中粗粒径级配碎石和粒径为0-5mm细粒径砂砾从下到上逐层铺设反滤层的底部；
S3：在反滤层的底部表面铺设一层土工布；
S4：在反滤层的底部两侧沿着素土切面铺设的土工布从下到上逐段铺设反滤层的侧部；
S5：在逐段铺设反滤层的侧部的同时，在反滤层的底部上方沿着反滤层侧部逐层铺设主体结构；
S6：在主体结构的饰面层与上面层两侧反滤层侧部的上方设置有路缘石，在路缘石外侧设置排水沟，并在路缘石下部设置连通排水沟的泄水口；完成路面结构铺设。
11.如权利要求10所述的水泥基透水混凝土路面结构铺设方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S31：在反滤层的底部两侧铺设反滤层侧部的第一段；
S32：竖直设置粗粒径级配卵石层的安装模板，填筑并捣实粗粒径级配卵石；竖直设置中粗粒径级配碎石层的安装模板，填筑并捣实中粗粒径级配碎石；竖直设置细粒径砂砾层的安装模板，填筑并捣实细粒径砂砾；
S33：在安装模板上方水平设置预制透水隔板；
S34：进行同等高度下主体结构的铺设；
S35：重复步骤S42-S44在预制透水隔板上方从下到上逐段铺设反滤层的侧部。
12.如权利要求11所述的水泥基透水混凝土路面结构铺设方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
S51：在反滤层底部上方沿着反滤层侧部采用粒径为5-31.5mm连续级配碎石分层压实铺设碎石垫层，在碎石垫层上方采用粒径为16-20mm级配碎石分层压实铺设基层；
S52：在基层上方采用不同的级配集料配制的透水混凝土从下到上逐层压实铺设下面层、上面层和饰面层；
S53：在饰面层表面均匀喷涂颜料，待颜料干燥后，在其表面喷涂密封固化剂完成主体结构铺设。
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