混凝土预制块铺面的承载力特性试验研究.pdf

望垫 0 1 2 4 _月 第2 期T e c h n o lo g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t A p r 2 0 1 2 N o 2 混凝土预制块铺面的承载力特性试验研究 王火明 。 ， 王在杭 ， 蔡丛兵 ， 周 刚 ( 1 招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆4 0 0 0 6 7 ； 2 云南路桥股份有限公司， 昆明6 5 0 2 0 0 ； 3 重庆交通大学， 重庆4 0 0 0 7 4 ) 摘要： 混凝土预制块铺面是由单个预制块体按照一定规则拼装而成的一种特殊路面结构， 被广泛应用于城市人行 道、 小区、 公园和景区路面铺装。预制块铺面存在大量不连续接缝， 使其承载力特性与传统的沥青路面和水泥路面 有很 大不 同。从定性 角度对预制块铺面承载力机 理进 行分析 ， 通过 室内预 制块铺 面的承 载板 试验研 究接缝 特性 、 砂 垫层厚度、 块体几何尺寸等对其承载力的影响， 得到临界弯沉、 荷载扩散 系数和永久变形影响系数等预制块铺面结 构极其重要的力学行为参数， 对研究混凝土预制块铺面结构设计具有重要参考价值。 关键词： 道路工程； 预制块铺面； 结构承载力； 接缝特性； 承载试验 文章编号： 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 2 4 0 7 中图分类号： U 4 1 6 2 1 6 文献标识码： A Ex p e r i me n t a l Re s e a r c h o n Be a r in g Ca p a c it y Ch a r a c t e r i s t ic s o f Pa v e me n t o f Pr e f a b r i c a t e d Co n c r e t e Bl o c k s W ANG Hu o mi n g 一 ，WANG Za i ha n g ，CAI Co n g b i n g ，ZHOU Ga n g Abs t r a c t：T h e p a v e me n t o f p r e f a b ric a t e d c o n c r e t e b l o c k s i s a s pe c i a l p a v e me n t s t r u c t u r e a s s e mb l e d b y i n d i v i d u a l p r e f a b r i c a t e d b l o c k s a c c o r d i n g t o a c e rta i n r u l e s a n d e x t e ns i v e l y a p p l i e d f o r r o a d p a v e me n t o f U t ba n s i d e wa l k s，s u b d i s t r i c t s，pa r k s a n d s c e n i c s po t s I n p a v e me n t o f p r e f a b ric a t e d b l o c k s a g r e a t n u mbe r o f i n t e r r u p t e d j o i n t s e x i s t ， e n a b l i n g b i g d i f f e r e n c e i n b e a r i n g c a p a c i t y c h a r a c t e ri s t i c s o f t h e m f r o m c o n v e n t i o n - a l a s p h a l t p a v e me n t a n d c e me n t p a v e me n t T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e me c h a n i s ms o f b e a ri n g c a p a c i t y o f p r e f a b ri c a t e d b l o c k s fr o m q u a l i t a t i v e v i e w p o i n t ，r e s e a r c h e s i n fl u e n c e s o f j o i n t c h a r a c t e ri s t i c s ，t h i c k n e s s o f s a n d c u s h i o n，g e o me t ri c a l d i me n s i o n s o f b l o c k s ，e t c o n b e a ri n g c a p a c i t y v i a t h e t e s t for b e a rin g p l a t e s o f i n d o o r pa v e me n t o f pr e f a b ric a t e d b l o c k s，a nd o b t a i n s p a r a me t e r s o f t he s t ru c t u r e a n d i mpo r t a n t me c h a n i c a l b e h a v i o r s o f t h e p a v e me n t o f p r e f a b ri c a t e d b l o c k s i n c l u d i n g c ri t i c a l d e f l e c t i o n，d i f f u s i o n c o e f f i c i e n t s o f l o a d a n d i n flu e n c i n g c o e f f i c i e n t s o f p e r ma n e n t d e f o rm a t i o n， s ho wi n g i mp o rta nt r e f e r e n c e v a l u e s f o r s t u d y o n s t ruc t u r a l d e s i g n o f t h e p a v e me n t o f f a bric a t e d c o n c r e t e b l o c k s Ke y wo r d s ：r o a d e n g i n e e ri n g ；p a v e m e n t o f p r e f a b r i c a t e d b l o c k s ；b e a r i n g c a p a c i t y o f s t r u c t u r e ；j o i n t c h a r a c t e r i s t i c ；b e a r i n g t e s t 混凝土预制块铺面是由混凝土预制块 、 砂垫层 、 基层和路基组成 ， 较一般沥青路面而言， 路基和基层 几乎没有差异。大量研 究和实践表明 ， 预制块体虽 由水泥混凝土制成， 其本身刚度很大， 但整个预制块 铺面面层结构并不表现 出刚性路面 的特征 ， 而是表 现出柔性， 这种柔性与块体尺寸、 砂垫层厚度、 接缝 宽度和基层模量有关 J 。这说明是接缝而不是块 体本身决定着混凝土预制块路面的受力特性。预制 块铺面的永久变形主要由砂垫层的压缩变形和块体 自身的转动所致， 接缝和砂垫层的特性是决定其力 收稿 日期 ： 2 0 1 l一1 1 0 3 作者简介： 王火明( 1 9 8 2 一) ， 男， 湖北省黄冈市人， 在读博士， 工程师 学行为和路用性能 的关键 。 本文通过铺筑 室内预制块路 面环道 ， 针对混凝 土预制块铺面的承载力特性展开 了试验研究 ， 重点 研究接缝特性、 砂垫层厚度 、 预制块尺寸和基层类型 等对预制块铺面结构承载力的影响， 得到临界弯沉 、 荷载扩散系数 、 永久 变形影响系数等对预制块路面 结构设计具有重要意义 的力学行为参数 ， 为研究混 凝土预制块铺面结构的设计方法奠定基础。 1 预制块铺面结构承载力机理分析 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 2期 王火明， 等 ： 混凝土预制块铺面的承载力特性试验研 究 2 5 预制块铺面承载特性与常规水泥路面和沥青路 面均有较大不同。研究表 明， 预制块铺面在荷载作 用下表现出“ 拱效应” ， 即在竖 向荷载作用下产生水 平向推 力 并通 过 接缝 砂 的嵌 挤作 用 在 块 体 间传 递 4 。由于拱效应的存在使得块体在外力作用下 表现出协 同受力的特点 ， 即当荷载作用在某 1个或 2个块体上时， 与其相邻的块体也会传递并扩散荷载。 拱效应的存在是块体相互作用而成为整体扩散 荷载的根本原 因。拱效应的产 生及发展过程如下 ： 在荷载作用下 ， 路面结构发生变形 ， 为了适应这种变 形 ， 块体必然会发生一个细小的位移 ， 因为块体本身 刚度大 、 尺寸小 ， 其 自身不会发生变形。在某个块体 细小位移的作用下 ， 与之相邻的块体必然受到挤压 ， 由于接缝不是连通 而是相互错开排列 ， 在错缝的限 制下使邻近块体 的位移受到限制 ， 从而使块 体间的 这种推挤力得 以保存 下来 ， 形 成 了稳定 的拱效应。 路面使用初期 ， 垫层砂未充分压实 ， 接缝也未充分填 密实， 使得块体还存在一定 的位移空 间， 拱效应并不 是十分强。随着荷载 的反复作 用 ， 砂垫层被逐 渐压 实 ， 接缝间 隙也逐渐 减小 ， 块体位置也逐 渐调整完 成， 此时在荷载作用下， 块体的细小位移就会产生极 大的水平推力 ， 从而形成较强的拱效应 。随着荷载 作用次数 的增加 ， 下承层 出现开裂 ， 接缝 砂逐渐 流 失， 导致块体间传递水平推力的作用减弱， 此时块体 需要发生较大位移才可 以传递 一定 的水平力 ， 也就 是说拱效应在减弱 。 综上所述 ， 预制块路面的拱效应取决于块体 的 细小位移和邻近块体的约束效应 。预制块路面建成 通车后 ， 在车辆荷载的反复作用下 ， 拱效应呈现 由弱 到强再 到弱的一个变化趋势。拱效应的变化意味着 预制块路面结构 承载能力 的变化 ， 2者是 相互联系 的。拱效应使得块体不是单个受力而是相互挤压， 协 同受力 ， 这是预制块路面结构承载的最主要特点 。 2 预制块铺面结构承载力试验 2 1 试 验 路概 况 为 了对预制块铺面结构承载力特性进 行研究 ， 在室内环道试验场地铺筑 了不 同工况的预制块铺面 试验段。试验段包括 2 种类型基层、 4种厚度块体 、 3种接缝类 型， 接缝 宽度和砂垫层厚度根据试验需 要进行调整。在基层顶面预埋 了土压力盒 ， 用来 测 定基层顶面压应力。其 中， 基层包括水泥稳定碎石 半刚性基层 和级配碎石 柔性基 层 ； 砌块厚 度 为 8 、 l 6 、 1 9和 2 9 c m 4种 ； 接缝采用 了细砂 、 水泥 +细砂 ( 1 ： 4 ) 、 乳化沥青砂浆 3种材料 。采用承载板试验 实?贝 4 了在不同荷载作用下预制块路面的荷载 一弯沉 曲线， 研究了接缝特性、 砂垫层厚度、 块体尺寸、 基层 类型等 因素对预制块铺面结构承载力的影响。与存 在路缘石的刚性 边界约束不 同， 试验段边缘采用人 工夯实级配碎石土填筑， 属柔性边界约束， 约束条件 不同对 于铺面承载力特性也有一定影响， 此处特予 以说明。 2 2 预制块铺面典型荷载 一弯沉 曲线 荷载 一弯沉曲线是路 面各结构层材料力学特性 的综合作用结果， 反映了路面结构的整体力学行为 特性。因此， 可以根据荷载 一弯沉曲线来判断路面 结构的承载力特性 。笔者在室内环道试验场地进行 了预制块铺面全过程荷载 一 弯沉值测试， 试验结果 见图 1 、 图 2 。图 1 、 图 2中， 试验段对应 的接缝宽度 均为 5 mm， 砂垫层厚 度为 2 0 m m， 块体 厚度 为 1 6 c m， 接缝填料为水泥 + 细砂( 1 ： 4 ) 。 暑 吕 4 O 0 3 5 0 3 o 0 2 5 0 1 5 O l 0 0 5 O 0 荷载 MP a 图 1 水稳碎石基层荷载 一弯沉曲线 0 1 02 0 3 0 4 0 5 0 5 5 O6 06 5 O 7 0 7 5 O 8 0 8 5 0 9 1 O 荷载 MP a 图 2 级 配碎石 基层荷 载 一弯沉 曲线 从 图 1和图 2可以看出， 无论是级配碎石基层 还是水泥稳定碎石基层 ， 其荷载 一弯沉试验 曲线呈 现出相同的变化 规律 。随着荷载 的增加 ， 块体路面 弯沉值呈非线性增加。在加载初期， 随着荷载增加， 弯沉值迅速增加； 随后， 随着荷载继续增加， 弯沉值 继续增加， 但增加速度明显减小， 弯沉值呈现出较长 稳定期； 最后， 当荷载增加到一定程度后， 弯沉值又 开始迅速增加 ， 荷载 一弯沉试验曲线出现拐点。 结合预制块铺面结构的承载机理， 笔者对以上 现象作如下解释 ： 在加载初期 ， 块体在外荷载作用下 发生微小位移， 由相对 自由松散状态开始产生相互 间挤压 ， 接缝处开始出现剪应力 ， 砂垫层产生较大的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 公路交通技术 2 0 1 2锥 压缩变形 ， 这一过程是块体结构层拱效应产生和迅 速增长的过程 ， 也是路 面结构产生相对位移和变形 最大的阶段 。这一阶段 的主要特点是在外力作用下 块体、 接缝和砂垫层各部分位移的调整， 表现为路面 弯沉值随着荷载增加而迅速增加。随着荷载继续增 加 ， 砂垫层逐渐密 实稳 定 ， 接缝处 的剪应力逐渐增 大 ， 块体层的嵌挤效应逐渐增强并趋于稳定 ， 接缝处 的剪切刚度逐渐增大， 块体结构层的整体刚度在这 一 阶段逐渐增大并趋于稳定。这一阶段 的主要特点 是刚度的增长， 表现为路面弯沉值随着荷载增加而 趋于稳定。随着荷载进一步增加 ， 基础刚度逐渐减 小 ， 接缝处的剪切应力超过其峰值抗剪强度 ， 出现剪 切屈服状态 ， 基层也可能在此刻出现承载力极限状 态。此时 ， 荷载 一弯沉值曲线出现反弯， 即随着荷载 继续增加， 弯沉值开始迅速增加， 表明路面结构已经 出 现结构性破坏， 达到其承载能力的极限状态。 荷载 一 弯沉值曲线拐点处的荷载即为承载力极 限值， 对应的拐点弯沉值即为临界弯沉值。因此， 可 以用临界弯沉值来表征预制块路面结构的承载能力 大小。 从试验结果看， 当接缝宽度为 5 m i l l 、 砂垫层厚度 为2 0 m m、 块体厚度为 1 6 e m时， 级配碎石基层预制 块路面的临界弯沉值约为 2 0 0 ( 0 O 1 n ) ， 水泥稳定 碎石 基 层预 制块 路 面 的临 界弯 沉值 约 为 1 6 0 善 H 兰 喧 瞽 踏 瑚 0 9 善 O 8 5 0 8 瞽o 7 5 莲0 蝴0 6 5 ( 0 O 1 m m) 。 2 3 接缝特性对承载力的影响 接缝特性取决于接缝填料 、 接缝宽度和接缝 组 合形式。接缝组合形式主要包括长边接缝、 短边接 缝 、 丁字形接缝和十字形接缝 4种， 见图 3 。 十 长边缝 短边缝 丁字形缝 十字形缝 图 3 预制块路面接缝组合形式 为了研究接缝特性对路面结构承载力的影 响， 针对不同类型的接缝 ( 填料 、 缝 宽、 组合形式) 进 行 了全过程承载力试验 ， 记录承载力极限状态下的弯 沉 ( 临界弯沉 ) 值和与此对应的基层顶面的压应力。 试验路 段为级 配 碎石基 层 ， 砂垫 层厚 度均 为 3 0 mm。接缝采用细砂 、 水泥 +细砂 、 乳化沥青砂浆 3种材料。试验结果见 图4 6 。 从试验结果看 ， 接缝 特性对块体路 面结构 的承 载力有一定影响， 但总体来说影响不大。 随着接缝宽度增大， 临界弯沉值有所减小 ， 基层 顶面压应力随着临界弯沉值的减小而减小， 表明接 缝的存在对于预制块路面结构整体的承载能力有所 削弱。对于级配碎石基层， 当接缝宽度由2 n l n l 增大为 昌 暑 星 静 映 ( a )接缝特性对基层顶面压应力的影响 ( b )接缝特性对临界弯沉的影响 图 4 细砂接缝 2 5 8 l O 接缝宽度 m m 2 1 0 自 2 0 5 g 2 0 0 S 1 9 5 嚣1 9 0 m 1 8 5 1 8 0 1 7 5 ( a )接缝特性对基层顶面压应力的影响 ( b )接缝特性对临界弯沉的影响 图5 水泥 + 细砂接缝 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 2期 王火明， 等： 混凝土预制块铺面的承载力特性试验研究 2 7 o 9 皇 0 8 5 0 8 崔0 7 5 瑟盯 埘 0 6 5 接缝 宽度 m m 21 0 l 2 0 5 2 0 0 0 京 1 9 5 篓1 9 o 1 8 5 1 8 0 ( a ) 接缝特性对基层顶面压应力的影响 ( b )接缝特性对临界弯沉的影响 图6 乳化沥青砂浆接缝 1 0 mm时 ， 临界弯沉值减少约 l O ( 0 O 1 ra m) ， 对应的 基层顶面压应力减小约 0 1 MP a 。 对于细砂接缝 ， 当缝宽不超过 5 m m时， 其临界 弯沉值可取为 2 0 0 ( 0 O 1 h i m) ； 超 过 5 m m时 ， 临界 弯沉值可取 1 9 0 ( 0 O 1 m m) 。对于细砂 +水泥和乳 化沥青砂浆接缝 ， 当缝宽不超过 8 m m时 ， 其临界弯 沉值可取为 2 0 0 ( 0 O 1 mi l 1 ) ； 超过 8 m m时 ， 临界弯 沉值可取 1 9 0 ( 0 O 1 m m) 。 2 4 砂垫层厚度对承载力的影响 ， 为 了研究砂垫 层厚度对路 面结 构承 载力 的影 响 ， 选择 了 3种不 同的砂垫层厚度 ( 2 、 4、 6 c m) 进行 承载试验 ， 基层为级配碎石 和水稳碎石 ， 砌块厚度为 1 6 c m， 接缝宽度统一为 5 m m。试验结果见图 7 、 图 8 。 量 吕 苫 避 静 砂垫层厚度 e ra 图 7 砂垫层厚度对临界弯沉的影响 1 目0 9 杂 0 8 趟0 7 O 6 2 4 6 砂垫层厚度 c m 图 8 砂垫层厚度对基层顶 面压应力 的影 响 从试验结果看 ， 砂垫层厚度对块体路 面结 构的 承载力有一定影响。无论是级配碎石基层还是半刚 性基层， 随着砂垫层厚度的增大， 块体路面的临界弯 沉都呈减少趋势 。当砂垫层厚度超过 4 c m后 ， 减少 趋势更 明显 。 随着砂垫层厚度的增加 ， 块体路 面达 到承载能 力极限状态时的基层顶面压应力有减小的趋势。这 种减小趋势在半刚性基层路段表现更为明显。也就 是说 ， 随着砂垫层厚度的增加 ， 预制块路面结构的承 载能力是降低的。 因此 ， 为使预制块路面结构的承载 能力不 至于 降低太多， 必须对砂垫层厚度进行限制。根据室内 环道承载力试验结果 ， 建议预制块路面砂垫层厚度 不宜超过 5 c m。砂垫层厚度也不宜过小 ， 否则会影 响块体的稳定性和“ 拱效应” 的发挥。因为块体要 产生“ 拱效应” 形成整体受力模式 ， 必须要有细微 的 转动位移 ， 这种细微的转动位移便是源于垫层砂的压 缩变形。此外， 在使用过程中， 垫层砂会逐渐流失， 如 果砂垫层厚度过小 ， 则会影响到块体路面的耐久l 生， 因 而需要经常补砂。根据室内试验结果并结合工程实践 经验 ， 建议预制块铺面砂垫层最小厚度为 2 e m。 综上所述 ， 综合考虑预制块路面结 构的承载能 力和耐久性 ， 建议砂垫层 的最佳厚度 为 24 c m。 块体厚度越大 ， 砂垫层厚度可适当取大值。 2 5 块体几何尺寸对承载力的影响 研究和实践表 明， 在块体强度和厚 度满 足要求 的前提下， 预制块路面的承载力主要取决于基层的 强度和刚度。为 了验证这一说法 ， 笔者在室内环道 上进行了不同几何尺寸块体路面的承载力试验。试 验段采用的砌块几何尺寸见表 1 ， 块体强度满足 C 3 0 混凝土强度要求。 试验 段 为 级 配 碎 石 基 层 ， 接 缝 宽 度 统 一 为 5 m m， 砂垫层厚度统一为 2 e m。试验过程中， 记录了 表 1 预制块几何尺寸 c m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 1 2生 不同等级荷载作用下的路表弯沉值和基层顶面压应 力。试验结果见 图91 2 。 从试验结果看 ， 块体几何尺寸对 预制块路面承 载力的影响很小。不同厚度块体下的路面临界弯沉 值相差很小。块体厚度 由 1 6 c m增大到 2 9 c m， 增加 幅度为 8 1 3 ， 而临界弯沉值的变化幅度仅为2 6 。 同样， 块体厚度对于基层顶面压应力的影响也很小。 事实上， 试验过程 中， 当预制块路面形成嵌挤效 g g 苫 趔 钟 睬 2 3 0 2 2 0 g 2 1 0 晷2 0 0 避1 9 0 ： 8： 1 6 O 1 6 1 9 2 9 块 体厚 度 c m 1 图9 临界弯沉值与块体厚度关系 1 2 1 5 1 8 块体厚度 比 图 1 0 临界弯沉值与块体长宽比关系 l 6 1 9 2 9 块体厚度 c m 图 1 1 基层顶面压应力与块体厚度关系 1 凸一 善 0 9 茸0 一s 0 7 踏 醐O 6 1 2 1 5 1 8 块体厚度 比 图 l 2 基层顶面压应力与块体长宽比关系 应后 ， 其承载能力有一个很长稳定期 ， 表现为荷载不 断增加， 而路面弯沉变化不大。此时， 路面结构处于 近似的弹性受力 阶段。随着荷载继续增加 ， 逐渐接 近路面承载力极限状态 ， 路 面结构开始 出现塑性变 形 ， 弯沉开始急剧增大 ， 弯沉出现突变时对应的点即 为临界弯沉点。试验过程 中还发现 ， 临界弯沉值往 往存在一个波动过程， 即临界弯沉值不是具体的某 一 个值 ， 而是存在一个区间， 该区间内几个点的数值 都相差不大， 对最后取值不会造成太大影响。 3 临界弯沉值确定 笔者通过大量室内承载试验对预制块铺面承载 力特性进行了研究。结果表明， 在块体强度和厚度 满足要求的前提下 ， 基层类型( 强度及刚度) 是决定 预制块铺面结构承载力 的最主要 因素 ， 路面接缝特 性、 砂垫层厚度和块体几何尺寸对于路面承载力虽 有一定影响 ， 但影响都不大。尤其是 当接缝宽度 和 砂垫层厚度适宜( 满足施工和使用要求 ) 的情况下 ， 其对临界弯沉值的影响几乎可以忽略。 对室内承载试验结果进行总结 ， 得到不 同工况 下的预制块路面 临界弯沉值 。从试验结果看 ， 影响 预制块路面结构 临界弯沉值 的因素 由主到次依次 为： 基层类型( 基层模量 ) 、 砂垫层厚度 、 接缝 宽度 、 块体厚度。其 中， 临界弯沉值与块体厚度关系不大 ， 在接缝宽度和砂垫层厚度有 限的变化范 围内， 其对 临界弯沉值的影响也是有限的， 因此 ， 影响临界弯沉 值 的主要因素是基层的类型。 综合全部试验结果可知， 当基层为级配碎石柔 性基层时 ， 临界弯沉值取为 2 0 0 ( 0 0 1 mm) ； 当基层 为水泥稳 定碎石 半 刚性 基层 时 ， 临界 弯沉值 取为 1 6 0 ( 0 O 1 mm) 。 4 荷载扩散系数确定 混凝土预制块路面不同于一般的水泥路面和沥 青路面， 它是用刚性的混凝土块体铺筑的柔性路面 ， 具有 良好的适应变形能力和较强的承载能力。在接 缝宽度满足路用性能要求的前提下 ， 预制块路面荷 载扩散能力主要与块体的几何尺寸有关。为了对预 制块路面的荷载扩散能力展 开研究 ， 定义 了混凝 土 预制块路面的荷载扩散系数 c值， c 值定义为基层顶 面荷载中心处压应力 尸 0 与距离荷载中心 3 0 c m处压应 力P 加 之和同P 0 的比值， 即 C= ( P o + ) P 0 ， 用它来 反映混凝土预制块路面的荷载扩散能力。 0 O 0 O O O 0 0 1 9 8 7 6 0 O 0 O B d W 恒 嗵蝴 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 2期 王火明， 等： 混凝土预制块铺 面的承载力特性试验研 究 2 9 试验过程中 ， 采用预埋土压力盒实测基层顶面 压应力。试验段 为级配碎石基层 ， 接缝宽度统一为 5 m i l l ， 砂垫层厚度统一为 2 c m。试 验初始 ( 即加载 初期) ， 由于砂垫层被 压密 、 块体发 生转动位移 、 拱 效应 尚未发挥作用等 ， 测试结果波动性较大 ， 不能作 为计算依据。待弯沉测试结果显示塑性变形基本稳 定后 ， 才可以读取数据并进行计算。试验结果见表 2 。 表 2 混 凝土预 制块路面荷载扩散能力试验结 果 从试验结果看 ， 块体平 面尺寸对 于 c值影 响较 大 ， 而块体厚度对于 c值影响较小 。随着块体厚度 的增加 ， C值逐渐增大 ， 表明砌块厚度 的增加对于预 制块路面的荷载扩散能力有一定提高 ， 但提高幅度很 有限。尤其是当块体厚度超过 1 6 c m后 ， 块体厚度 由 1 6 c m增加到 2 9 e lT l ， 增加幅度为 8 1 3 ， 荷载扩散系 数 c值 由 1 1 9变为 1 2 1 ， 增加幅度仅 为1 6 8 。 因此 ， 想通过增加块体 厚度来提高预制块路面 的荷载扩散能力是不合理 的， 也是不经济 的。此次 试验涵盖 的块体尺寸长宽 比范围约为 I ： 11 ： 2 ， 厚 度范 围为 8 2 9 12 1 3 1 ， 预制块面层荷载扩散系数介于 1 1 61 42。 5永久变形影响系数确定 预制块路面的永久变形与接缝宽度及砂垫层厚 度有很大关 系。在荷载作用初期 ， 路面永久变形主 要源于块体位置的调整和砂垫层的压密。 预制块路面永久变形影 响系数 值定 义为： 由 砂垫层压密和块体沿接缝细微转动产生的塑性变形 s 。占路面破坏前 ( 正常使用 阶段 ) 总 的塑性变形 Js 的比例 ， 数学表达式 为： =S 。 S 。S 。和 S 可以根 据承载力试验得 到 ， 其 中 5 为块体结 构层稳定 前 ( 加载初期 ) 产生 的塑性变形 ， 5 为块体结构层稳定 后 ( 加载稳定期 ) 产生的总塑性变形。 根据级配 碎石基层预制块 路面承 载力试验 结 果 ， 可 以计算得到 值 ， 见表 3 。 K值与砂垫层厚度 和接缝宽度 的关系见 图 1 3 、 图 1 4 。 表 3 室 内环道试验 实测得到 的 K值 注 ： 1 计算 K值采用的数据为级配碎石基层的承载力试验 数据； 2 2 、 5、 8 、 l 0为接缝宽度， n l m。 砂垫层 厚度 e ra 图 1 3 K值与砂垫层厚度关系 接缝觅度 ram 图 1 4 K值与接缝宽度关系 从试验结果可 以看出 ， 接缝宽度 和砂垫层厚度 对于 值均有一定程度的影响， 其中， 砂垫层厚度 的影响较大 。随着接缝宽度和砂垫层厚度的增大， 值增大。考虑到实 际工程 中砂 垫层厚度一 般为 3 5 e m， 接缝宽度约为 5 m m， 因此 ， 在进行预制块 路面结构永久变形计算时 ， 可以取 K= 0 8 5 ， 以简化计 算过程。 6结 论 本文通过对 预制块铺面结构 的承载力试验 研 究 ， 得到如下结论 ： 1 )随着荷载增加， 块体路面弯沉值呈非线性增 加。在加载初期， 弯沉值随荷载增加而迅速增加； 随 后 ， 随着荷载继续增加 ， 弯沉值继续增加 ， 但增加速 度明显减小 ， 弯沉值呈现出较长稳定期 。 2 )在块体强度满足要求前提下 ， 影响预制块铺 面结构承载力大小的因素由主到次依次为： 基层类型 ( 强度和模量) 、 砂垫层厚度 、 接缝宽度 、 块体尺寸。 3 )当接缝宽度为 5 mi l l 、 砂垫层厚度为 2 0 m m、 块体厚度为 1 6 1 2 m时 ， 级配碎石基层预制块铺 面的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 1 2篮 临界弯沉值为2 0 0 ( 0 O 1 m m) ； 水泥稳定碎石基层预 制块铺面的临界弯沉值为 1 6 0 ( 0 O 1 m m ) 。 4 )当块体尺寸长宽比范围约为1 ： 1 1 ： 2 ， 厚度 范围为 8 2 9 12 1 1 时， 预制块铺面面层荷载扩散系数 介于 1 1 61 4 2 。 5 )当接缝宽度约为 5 m m， 砂垫层厚度为2 5 c m 时， 预制块路面永久变形影响系数约为 0 8 5 。 参 考 文 献 1 孙立军 现代联锁块铺面 M 上海： 同济大学出版社， 2 0 0 0 2 K n a p t o n J ， B a r b e r S T h e B e h a v i o u r o f C o n c r e t e B l o c k P a v e me n t C P r o c I C E S 1 ： T e l f o r d ， 1 9 7 9 3 S i l f w e r b r a n d J ， M Wa p p l i n g P a r a m e t e r S t u d y o n t h e D e s i g n o f C o n c r e t e B l o c k P a v e m e n t s C P r o c e e d i n g s o f 6 t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n C o n c r e t e B l o c k P a v i n g To k y o： I CCBP， 2 0 0 0 4 C l ark A J F u r t h e r I n v e s t i g a t i o n s i n t o t h e L 0 a d S p r e a d i n g o f C o n c r e t e B l o c k P a v i n g f C C e m e n t a n d C o n c r e t e A s s o c i a t i o n ， T e c h n i c a l R e p o r t 5 4 5 S 1 ： C e m e n t and C o n c r e t e As s oc i a t i o n， T h e P e n n s y l v a n i a S t a t e U n i v e r s i t y， 1 9 8 1 5 S h a c k e l B A n E x p e ri m e n t a l I n v e s t i g a t i o n o f F a c t o r s I n flu e n c i ng t h e De s i g n o f I n t e r l o c ki n g Co n c r e t e Bl o c k Pa v e- m e n t s f o r R o a d s ， P r o c e e d i n g s C A u s t r a l i a n R o a d R e s e a r c h B o ar d ， 1 1 ， P t 2 S 1 ： N a t i o n a l I n s t i t u t e f o r Tr a n s p o r t a n d R o a d R e s e a r c h 1 9 8 2 6 G a r r e t t C ， Wa l s h I DA C o m p a r a t i v e S t u d y o f C o n c r e t e P a v i n g B l o c k s C P r o c e e d i n g s o f 2 n d I n t e rna t i o n a l C o n f e r e n c e o n Co n c r e t e B l o c k P a v i n g D e l f t ：I C CB P， 1 9 8 4 7 K a n z a k i N， O h m o r i Y， I s h i m u r a S The U s e o f I n t e r l o c k i n g B l ock P a v e me n t s f o r t h e Re d u c t i o n o f T r a f fi c Ac c i d e n t s C P r o c e e d i n g s o f 2 n d I n t e rna t i o n al C o n f e r e n c e o n C o n c r e t e B l o c k P a v i n g De l f t ： I CC B P， 1 9 8 4 8 D u t r u e l F ， D ard are J C o n t r i b u t i o n t o t h e S t u d y o f S t r u c t u r al B e h a v i o u r o f a C o n c r e t e P a v e m e n t C P r o c e e d i n g s o f 2 n d I n t e r n a t i o n al C o n f e r e n c e o n C o n c r e t e B l o c k P a v i ng De lft ： I CCBP， 1 9 8 4 9 R o b B u r a k P r e p a r i n g fo r P a v e r i n s t a l l a t i o ni n s t al l i n g t h e b e d d i n g l a y e r J I n t e r l o c k i n g B l ock p a v e m e n t M a g a z i n e ， 2 0 0 5 ( 1 1 ) o 0 公路隧道养护技术规范 修订工作举行第三次会议 受国家交通运输部委托， 由重庆市交通委主持的 公路隧道养护技术规范 修订工作第三次会议 ， 于 2 0 1 2年 3月 1 6日在重庆交通科研设计院召开。 参加会议的隧道工程专家们对 公路隧道养护技术规范 ( 征求意见稿) 中的总则、 养护分级与评定方 法 、 土建结构 、 机电设施 、 安全管理 、 技术管理等重点章节进行 了深入讨论 ， 进一步提出了修改意见 和建议 。 根据本次会议讨论结果进行修改完善后， 将印发全国相关行政机构、 科研院所、 运营公司再一次广泛征求意 见 。 据悉， 截至2 0 1 0 年， 我国总计已建成通车公路隧道为7 3 8 4处、 5 1 2 2 6万延米， 其中， 特长隧道 2 6 5 处、 1 1 3 8 0万延米 ； 长隧道 1 2 1 8处 、 2 0 2 0 8万延米。我国是世界上隧道和地下工程最多 、 最复杂 、 发展最快的 国家， 公路隧道养护管理工作任务十分艰巨。此次 公路隧道养护技术规范 ( 征求意见稿) 提出的“ 公路隧 道养护分级标准” 与“ 公路隧道检查评定方法” 是 2大创新点， 对节约养护成本、 降低资源消耗、 提高运营安 全意义特别重大。重庆交通科研设计院隧道专家蒋树屏研究员强调， 要通过标准规范的颁布实施带动公路 隧道养护技术的进步， 尤其是要加快公路隧道信息化养护管理系统的建立， 更好地提高我国公路隧道养