摘要:本文結(jié)合筆者從事城市道路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對砌塊路面的結(jié)構(gòu)組成、路面磚強(qiáng)度、最小厚度及塊形要求、砌塊路面計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法、砌塊路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與典型結(jié)構(gòu)以及技術(shù)質(zhì)量要求幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述。
　　關(guān)鍵詞:道路設(shè)計(jì)；砌塊路面；應(yīng)用
　　砌塊路面具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和良好的表面特性。適用于城市各類景觀路面。
　　用于車行道的砌塊路面,由于平整度等方面的原因,只適用于車速50km/h以下的城市道路、居住區(qū)道路、商業(yè)街及停車場等。
　　1砌塊路面的結(jié)構(gòu)組成
　　砌塊路面結(jié)構(gòu)一般由面層、基層、墊層組成。面層由砌塊(普通型預(yù)制路面磚、聯(lián)鎖型路面磚及天然石材)、接縫砂和砂墊層組成；基層一般可采用剛性基層(水泥混凝土)、半剛性基層(二灰碎石)或柔性基層(天然砂礫或級配碎石)；墊層一般采用石灰(水泥)土或砂礫土。
　　采用水泥混凝土基層時(shí),其力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合下列要求:用作人行道時(shí),混凝土采用C20級,28d抗折強(qiáng)度≥3.5Mpa；用作車行道、停車場時(shí),混凝土標(biāo)號(hào)≥C30級,28d抗折強(qiáng)度≥4.5MPa?；鶎踊炷翍?yīng)按水泥混凝土路面規(guī)定設(shè)置縮縫、縱縫和脹縫。采用二灰碎石基層時(shí),技術(shù)要求同瀝青路面。
　　砌塊路面的結(jié)構(gòu)組合,可根據(jù)工程要求合理選用剛性、半剛性或柔性基層。
　　2路面磚強(qiáng)度、最小厚度及塊形要求
　　2.1普通型路面磚
　　路面磚強(qiáng)度:用于人行道時(shí),抗壓強(qiáng)度≥30MPa,28d抗折強(qiáng)度≥4.0Mpa；用于車行道時(shí),抗壓強(qiáng)度≥35MPa,28d抗折強(qiáng)度≥4.5MPa。常用尺寸及最小厚度見表1。
　　表1普通路面磚常用尺寸及最小厚度

                         
　　　　注:預(yù)制塊的長寬比不宜大于2
　　2.2聯(lián)鎖型路面磚
　　路面磚強(qiáng)度、最小厚度見表2。路面磚塊形尺寸參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ79-98)附錄B:表B。
　　表2聯(lián)鎖型路面磚強(qiáng)度及最小厚度

                           
　　　　2.3花崗巖砌塊
　　道路工程一般采用正方形,長方形的普通型花崗巖板材(代號(hào)為N)。按其表面加工類型分為:細(xì)面板材(RB),即表面平整,光滑；鏡面板材(PL),表面平整,具有鏡面光澤；粗面板材(RU),表面平整、粗糙。
　　按加工條紋又分為機(jī)刨,剁斧,錘擊和燒毛板等。道路工程有防滑要求,一般應(yīng)選用粗面板材。板材的物理性能應(yīng)符合下列要求:體積密度>2.5g/cm3；吸水率<1%；干燥壓縮強(qiáng)度>60MPa；彎曲強(qiáng)度>8.0MPa。砌塊常用尺寸及最小厚度見表3。
　　
　　　表3砌塊常用尺寸及最小厚度

        
　　　　注:砌塊長寬比不宜大于2。
　　3砌塊路面計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法
　　3.1砌塊路面的承載機(jī)理
　　由于砌塊具有很多接縫,無法象混凝土板那樣靠板體的撓曲來擴(kuò)散荷載,也無法象瀝青混凝土路面那樣靠自身的整體性擴(kuò)散荷載。砌塊路面能將豎向壓力變?yōu)樗酵屏?具有明顯的“拱效應(yīng)”。在擴(kuò)散荷載的過程中,回彈彎沉起著重要作用,決定著塊體間的嵌鎖程度。
　　3.2接縫的剪切特性
　　在剪切力作用下,接縫的兩個(gè)側(cè)壁將發(fā)生剪切位移。接縫的抗剪強(qiáng)度由平面摩擦和糙面摩擦組成,填砂的存在使塊體的側(cè)面不相接觸,故接縫的抗剪強(qiáng)度主要由填砂的平面摩擦提供。
　　3.3計(jì)算理論
　　與瀝青路面一樣,砌塊路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算仍采用彈性理論。采用層狀彈性理論時(shí),將砌塊層加砂墊層等效為一個(gè)各向同性的均勻體材料,實(shí)際上夸大了砌塊層的擴(kuò)散能力,不能很好地反映接縫的力學(xué)性能。盡管如此,目前的許多設(shè)計(jì)方法都是建立在此理論的基礎(chǔ)上。
　　3.4設(shè)計(jì)方法
　　砌塊路面設(shè)計(jì)方法一般都是通過修正瀝青路面設(shè)計(jì)方法而得。修正方式有三種:一是采用等效層的方法,即以2.1～2.9倍塊體厚度的碎礫石代替砌塊層,或以1.1～1.5倍砌塊厚度的密級配瀝青混凝土層作為砌塊層的等效層；二是日本方法,認(rèn)為砌塊層的相對強(qiáng)度系數(shù)為1.02～1.08。這兩種修正方法都是用于CBR設(shè)計(jì)方法中；三是采用等效模量,16cm厚度的瀝青混凝土或22.5cm的水泥土代替砌塊層和砂墊層,沿用以層狀理論為基礎(chǔ)的瀝青路面設(shè)計(jì)方法。
　　綜合國內(nèi)外對砌塊路面的研究成果和使用經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)方法力求簡化,因而采用等效厚度設(shè)計(jì)法及典型結(jié)構(gòu)法較為切合實(shí)際。
　　等效厚度法對采用半剛性基層和柔性基層的砌塊路面,運(yùn)用瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范,以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)指標(biāo),在確定瀝青混凝土層厚度后,進(jìn)行等效厚度換算,即由砌塊厚度乘以換算系數(shù)來替代瀝青面層厚度。對采用剛性(水泥混凝土)基層的砌塊路面,運(yùn)用水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行厚度計(jì)算。確定水泥混凝土板厚度后,按砌塊對荷載擴(kuò)散能力相等的原則進(jìn)行厚度換算。將水泥混凝土板厚乘以折減系數(shù),即為砌塊層厚度。
　　4砌塊路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與典型結(jié)構(gòu)
　　4.1設(shè)計(jì)參數(shù)
　　(1)標(biāo)準(zhǔn)軸載采用BZZ-100(對車行道路面及停車場)。交通等級按日交通量分為S1與S2兩級,分級標(biāo)準(zhǔn)參照表4。
　　表4交通量分級標(biāo)準(zhǔn)

                        
　　(2)瀝青混凝土等效層是砌塊厚度的1.1～1.5倍。采用等效換算為砌塊厚度,等效換算系數(shù)為0.9～0.7。需根據(jù)道路的交通等級,砌塊抗壓強(qiáng)度及工程實(shí)際情況合理采用等效系數(shù)值。一般重交通道路取高值,砌塊抗壓強(qiáng)度大于50MPa時(shí)取低值。
　　(3)水泥混凝土板厚度等效折減系數(shù)為0.50～0.65。采用砌塊面積小時(shí)(如連鎖砌塊)采用低值,砌塊面積大時(shí)(如花崗巖砌塊)采用高值。
　　(4)基層、土基設(shè)計(jì)參數(shù)見瀝青路面和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范。
　　4.2典型結(jié)構(gòu)
　　參照佛山地區(qū)常用的路面結(jié)構(gòu)厚度和使用經(jīng)驗(yàn),通過等效強(qiáng)度換算,制定下列砌塊路面典型結(jié)構(gòu)供使用修改。
　?。?）人行道路面結(jié)構(gòu)見表5。
　　
　　
　　
　　
　　表5人行道砌塊路面結(jié)構(gòu)

                    
　　
　　(2)車行道、停車場聯(lián)鎖型路面結(jié)構(gòu)見表6。
　　(3)車行道、停車場花崗巖砌塊路面結(jié)構(gòu)見表7。
　　表6車行道聯(lián)鎖型路面結(jié)構(gòu)

               
　　
　　　　表7車行道在花崗巖砌塊路面結(jié)構(gòu)
　　
　　
　　　5技術(shù)質(zhì)量要求
　　5.1技術(shù)要求
　　(1)水泥混凝土塊體所用原材料如水泥、粗細(xì)骨料、粉煤灰、外摻劑、顏料以及水等均應(yīng)符合國家或地方頒布的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
　　(2)花崗巖砌塊在鋪裝前,需在砌塊表面涂刷防污劑。
　　(3)鋪砌普通型路面磚時(shí),墊層材料可采用砂墊層,石灰砂漿墊層或水泥砂漿墊層。采用配比由設(shè)計(jì)確定。鋪砌花崗巖砌塊時(shí)采用的水泥砂墊層,宜采用干硬性或半干硬性砂漿。
　　(4)鋪筑聯(lián)鎖型路面磚時(shí),接縫用砂與墊層用砂的級配需符合表8規(guī)定。
　　
　　表8路面磚接縫及墊層用砂的級配

                       
　　　　(5)接縫做法:
　　鋪砌普通型混凝土路面磚時(shí),當(dāng)縫寬≈10mm時(shí),應(yīng)采用水泥黃砂灌實(shí),表面用1∶2水泥砂漿勾縫。鋪砌聯(lián)鎖型路面磚時(shí),縫寬應(yīng)為3±1mm,用接縫砂灌實(shí)。
　　鋪砌花崗巖塊時(shí),當(dāng)接縫寬度≥8mm時(shí),下部采用水泥黃砂灌實(shí),上部用塑料砂漿勾縫,勾縫厚度應(yīng)≥1.5倍縫寬；當(dāng)接縫寬度為5～8mm或有特殊防水要求時(shí),縫下部用水泥黃砂灌實(shí),上部采用防水材料灌縫。
　　防水材料可采用聚氨酯類防水材料,背襯材料采用泡沫塑料或海綿條,其作用是防止防水材料與下部灌縫材料粘結(jié),影響防水材料的溫度脹縮。灌縫做法見圖1。
　　
　　
　　　　圖注:
　　1—防水材2—背襯材料Φ=b
　　3—水泥黃沙填充縫4—砌塊
　　圖1路面砌塊接縫做法
　　5.2面層材料的質(zhì)量要求
　　(1)預(yù)制路面磚的尺寸允許偏差應(yīng)符合表9要求。
　　表9預(yù)制路面磚尺寸允許偏差

     
　　　 (2)花崗巖砌塊尺寸允許偏差應(yīng)符合表10規(guī)定。
　　表10花崗巖砌塊尺寸允許偏差