城市道路設(shè)計(jì)中砌塊路面的應(yīng)用

殷 文

（南京先行交通工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210000）

1 砌塊路面的應(yīng)用簡(jiǎn)介

砌塊路面是由不同功能、不同形狀和不同色彩的天然石材砌塊鋪筑而成的道路路面結(jié)構(gòu)形式，所使用的砌塊可以是普通型或者是聯(lián)鎖型的路面磚，在使用性能和耐久程度上都有著比較好的表現(xiàn)，因此在一些人行道、車行道、步行街以及城市的廣場(chǎng)等城市景觀路面中有著較為廣泛的應(yīng)用。但是在應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)需要注意的就是，用于車行道的砌塊路面必須要切實(shí)考慮到平整度等方面的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)國(guó)外長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，通常只能夠在車速小于50km/h的城市道路和停車場(chǎng)上予以使用。

2 砌塊路面的結(jié)構(gòu)形式

砌塊路面一般是由墊層、基層和面層組成，墊層通常采用石灰土或者是砂礫土，而基層在進(jìn)行鋪筑的過(guò)程中則可以使用水泥混凝土作為剛性基層、天然砂礫或者是級(jí)配碎石作為柔性基層、二灰碎石作為半剛性基層來(lái)進(jìn)行鋪筑建設(shè)，面層在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中往往使用普通預(yù)制路面磚或者聯(lián)鎖型路面磚等，在當(dāng)?shù)貤l件允許的情況下，還可以直接使用天然石材來(lái)進(jìn)行面層的鋪筑。

在實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中，如果以水泥混凝土來(lái)作為基層，則混凝土自身是具有詳細(xì)的力學(xué)強(qiáng)度要求，即當(dāng)砌塊用于人行道時(shí)，混凝土強(qiáng)度選擇C20級(jí)，28d抗折強(qiáng)度大于等于3.5MPa；當(dāng)砌塊是用于車行道時(shí)，則要求相應(yīng)的提高，混凝土強(qiáng)度為大于等于C30級(jí)，28d抗折強(qiáng)度大于等于4.5MPa。除此之外，還對(duì)基層混凝土做出了伸縮縫縱縫和脹縫的要求，其具體的要求參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。在采用二灰碎石基層的時(shí)候，其相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求可參照瀝青路面進(jìn)行。

3 路面磚強(qiáng)度、厚度和磚型要求

3.1 普通型路面磚

路面磚強(qiáng)度的要求為，當(dāng)砌塊用于人行道時(shí)，混凝土強(qiáng)度選擇C20級(jí)，28d抗折強(qiáng)度大于等于3.5MPa；當(dāng)砌塊是用于車行道時(shí)，則要求相應(yīng)的提高，混凝土強(qiáng)度為大于等于C30級(jí)，28d抗折強(qiáng)度大于等于4.5MPa。路面磚厚度及磚形尺寸要求如表1所示。

表1 普通路面磚常用尺寸和最小厚度

3.2 連鎖型路面磚

路面磚的最小厚度和強(qiáng)度見(jiàn)表2，而在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，需要按照相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范控制其路面磚塊的形狀尺寸。

表2 聯(lián)鎖型路面磚最小厚度和尺寸

3.3 花崗巖砌塊

當(dāng)花崗巖砌塊應(yīng)用到道路建設(shè)中時(shí)，其具體形狀形式有正方形和長(zhǎng)方形，通常選用普通型花崗巖板材，在對(duì)其進(jìn)行分類時(shí)可按照加工類型進(jìn)行的，具體可以分為粗面板材、鏡面板材和細(xì)面板材，粗面板材表面平整而粗糙，鏡面板材表面平整到具有鏡面光澤，而細(xì)面板材光滑平整。除此之外，還可以通過(guò)花崗巖加工過(guò)程中的條紋來(lái)進(jìn)行分類，包括燒毛板、錘擊、剁斧和機(jī)刨等。在道路建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用花崗巖砌塊還需要根據(jù)實(shí)際的環(huán)境要求進(jìn)行選擇，在一些具有防滑功能要求的工程中通常選擇使用粗面花崗巖石材。

花崗巖石材最小厚度和常用尺寸如表3所示。

表3 砌塊最小厚度和常用尺寸

4 砌塊路面計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法

4.1 砌塊路面的承載原理

在建設(shè)和使用的過(guò)程中，砌塊路面本質(zhì)的特點(diǎn)決定了路面都會(huì)存在較多的接縫，因此在應(yīng)用的過(guò)程中不可能像混凝土板一樣依靠板體的撓曲度來(lái)將自身所承載的整體性荷載予以擴(kuò)散。但是砌塊路面能將豎直方向上的壓力轉(zhuǎn)化為水平方向上的推動(dòng)力，這樣就形成了較為明顯的拱效應(yīng)。這樣荷載在進(jìn)行擴(kuò)散的過(guò)程中，回彈彎沉值就會(huì)起到重要的作用，這基本上決定了塊體之間的實(shí)際聯(lián)鎖程度。

4.2 接縫的剪切特性

當(dāng)路面采用砌塊路面建設(shè)時(shí)，接縫兩側(cè)的側(cè)壁將會(huì)在剪切力的作用下相應(yīng)地產(chǎn)生剪切位移，在這個(gè)過(guò)程中，接縫的抗剪強(qiáng)度主要是由平面上的摩擦力和糙面上的摩擦力共同組成，而填砂的存在也會(huì)使得塊體的側(cè)面之間無(wú)法直接進(jìn)行接觸，這就意味著，接縫之間的剪切強(qiáng)度主要是由填砂自身的平面摩擦所提供。

4.3 砌塊路面的理論計(jì)算

砌塊路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算和瀝青路面一樣也是依據(jù)彈性理論來(lái)進(jìn)行的，采用層狀彈性理論對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)將砌塊層本身添加一個(gè)砂墊層作為一個(gè)各向同性均勻材料的等效體，雖然這種處理方法在一定程度上夸大了砌塊層自身的擴(kuò)散能力，因此并不能夠完全真實(shí)的反應(yīng)出接縫處的力學(xué)特性，但到目前為止，幾乎很多的設(shè)計(jì)方法和理論都是建立在這樣一個(gè)理論的基礎(chǔ)之上的。

4.4 砌塊路面的設(shè)計(jì)方法

砌塊路面的設(shè)計(jì)方法到目前為止一般都還是通過(guò)修正瀝青路面的設(shè)計(jì)方法而得到的，基本的修正方式包括等效方法、日本方法和等效模量方法三種。在等效層的方法中，主要就是利用2.5倍左右塊體厚度的碎礫石來(lái)代替整個(gè)的砌塊層作為計(jì)算對(duì)象，或者是1.4倍左右砌塊厚度的密集配瀝青混凝土來(lái)作為這一替代層進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，這就是等效方法；日本方法則是將砌塊層的相對(duì)強(qiáng)度系數(shù)予以確定，通常控制在1.02～1.08之間。這樣兩種方法都是用于CBR的設(shè)計(jì)方法之中的。在等效模量方法中，采用16cm厚度的瀝青混凝土或者是22.5cm的水泥土體來(lái)替代實(shí)際應(yīng)用的砌塊層或者是砂墊層，最后采用瀝青路面設(shè)計(jì)方法中的層狀理論來(lái)進(jìn)行后續(xù)的分析計(jì)算和設(shè)計(jì)。這樣三種砌塊路面的設(shè)計(jì)方法在我國(guó)的應(yīng)用狀況主要是由現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和研究成果決定的，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中更多考慮的是設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)化程度，因此更多采用的是等效厚度設(shè)計(jì)方法和典型結(jié)構(gòu)法，這與我國(guó)砌塊路面的實(shí)際狀況也比較符合。

5 砌塊路面的技術(shù)質(zhì)量要求

水泥混凝土砌塊體中所用的原材料都應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家在相關(guān)方法的標(biāo)準(zhǔn)和要求，包括水泥、粗細(xì)骨料、外摻劑、顏料和水等，實(shí)施好基礎(chǔ)的材料方法是一切工作順利基礎(chǔ)的大前提；如果在設(shè)計(jì)和使用的過(guò)程中使用的花崗巖砌塊進(jìn)行鋪裝，則需要在砌塊的表面上刷涂一層防污劑；在采用普通型路面磚時(shí)，墊層材料可以進(jìn)行的選擇比較多，包括砂墊層、石灰砂墊層和水泥砂墊層等，具體的采用配比則需要根據(jù)實(shí)際的工程要求和設(shè)計(jì)來(lái)確定，在花崗巖砌塊進(jìn)行鋪裝的時(shí)候，則可以采用干硬型或者是半干硬型的水泥砂砂漿；在進(jìn)行聯(lián)鎖型路面磚的鋪筑時(shí)，接縫用砂和墊層用砂都有具體的要求和規(guī)定，在進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中需要按照規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行施工。

6 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)砌塊路面做簡(jiǎn)要介紹的基礎(chǔ)上，針對(duì)于不同種類砌塊路面的設(shè)計(jì)和建設(shè)方法給出了較為詳盡的闡述和分析，并指出在設(shè)計(jì)施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的要點(diǎn)所在。砌塊路面在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展還沒(méi)有達(dá)到成熟的境地，這就需要有關(guān)工作人員不斷的在實(shí)踐和應(yīng)用過(guò)程中進(jìn)行總結(jié)，以這樣一種方法推動(dòng)這種技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

[1]何海彬.淺談砌塊路面在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2008（1）：170-172.

[2]李彥，羅國(guó)梁.砌塊路面設(shè)計(jì)[J].城市道路與防洪，2006，（1）：23-25.