锁面路面的结构承载能力简述

发布 2021-05-29 04:48:28 阅读 8084

民营科技201年第5期工程科技。

程银东。黑龙江省龙建路桥第二工程****,黑龙江安达151

摘要:分析混凝土块体间接缝的力学特性和锁块层扩散荷载酌过程、特点和基理,提出锁决路面的承载力判别准则和表示方法。

关键词:锁面路面;结构承载;分析锁块路面对基础变形的适应能力强,适用于车速不高、载重量很大和地基不均匀的路面铺设。

混凝土锁块路面起源于德国,早在上世纪末,德国就生产了第一块混凝土筑路石料,并在第一次世界大战前公开了几种铺设方案,最有意义的混凝土块路面试验是193年在neu矩形块扩散荷载的过程中,回弹弯沉起着重要作用,决定着接缝的抗剪。

强度;荷载的扩散与回弹弯沉是同时产生、同时消失的。1.轴对称性。锁块层借拱效应扩散荷载,为弄清向四周的扩散荷载能力是否相同,进行了大量试验测试,通过不同路面结构、不同块体厚度路面的实测回弹弯沉值的例子。

可以看出,人字型铺料在重交通作用下取得了成功的试验。德国在2o世纪5o年代中期,大量开展块料铺筑,生产了多种形状的块料,形成了许多专利。

铺筑系统,到70年代末期,至少有200套系统进入市场,各系统之间激烈的竞争,随着机械化程度的提高而降低生产成本,对德国筑路市场的发展大有益处。在2o世纪80年代早期,德国块料年产量已超过了450万平方米,其中36%用于道路建筑,30用于停机坪。欧洲其它一些国家也都增加了混凝土块料铺筑,比较显著的有挪威等。

在20世纪60年代中期,混凝土块料的多种优点使其在美国中部、南部和南非得到了重视和应用。在20世纪70年代,混凝土块路面被引入了英国。最近,块料铺筑已发展到中东地区和亚洲。

块料的年产量估计已超过2x1其中60%用于交通方面。随着工程师们对块料销筑技术的熟悉和掌握,块料产量或块料铺筑还将进一步增加。对锁面路面的结构承载进行**。

1拱效应1.1嵌锁的形成。按规范施工的铺面,均可获得初步的嵌钮;但此时的嵌锁是不稳定的。随着行车荷载次数的增加,砂垫层中产生了压密变形,块体的位置随之调整,并逐渐趋于平衡、稳定的状态。

在这个过程中,路表出现了永久变形。随着荷载作用次数的增加,永久变形的积累在最初阶段迅速增加,此时块体闻的联锁程度亦随之增加;而随着嵌锁程度的增加,永久变形的增长速度将。

迅速降低。嵌锁与永久变形相伴而生,并不意味着嵌锁的发展是以车辙出现为代价的。车辙的出现与否除与永久变形量有关外、还与车。

辆的横向分布有关。在道路横向上的均匀压密并不会导致车辙的出现,但可促进嵌锁的发展。在一定大小荷载作用下,嵌锁达到一定程度后,则不再发展。

1.拱效应。嵌锁的产生、发展与稳定为荷载的扩散提供了必要条件。由于块体小,不能象水泥路面那样靠板的挠曲效应来扩散荷载;另外,由于接缝多,也不能象沥青路面那样靠连续的结构层扩散荷载。

接缝是锁块层中的不连续部位,不能传递弯拉应力,但。

嵌锁的存在位接缝具备了传递剪力的可能,从而格自身承受的竖向荷载扩散出去。随着嵌锁积度的增加,实测的铺面弯沉值趋于稳定。在一定荷载作用下,锁块铺面具有固定的回弹弯沉量,这说明基层、土基层具有弹性,同时也说明面层已成为一个稳定的弹性工作层,此时,正是由于回弹弯沉的作用,使诸块体具有联合作。

用的能力。由于轮迹至少覆盖三块块体,路面在荷载作用下发生弯沉时,块体将发生微小转动,块体已处于稳定的、相互挤密的平衡状态,故微小转动将受到邻块的限制,产生水平挤压力,正是这个挤压力和竖向荷载作用下块体间的相互错动趋势,使块体接触面上产生竖向摩擦力,从而形成抗剪能力。荷载越大,回弹弯沉就越大,块体转动角度越大,块体间的水平挤压力也就越强,荷载便铂扩散到了更大的范围。

锁块层能将竖向压力变为水平椎力,这种结构可从力学上描述为“拱”。所以锁块层具有明显的“拱效应”,并藉以扩散荷载。在。

筑的锁块路面在铀对称荷载作用下表现了轴对称的力学特性。这为锁块路面合理力学模型的选择奠定了试验基础。

接缝剪切特性由前面分析可知,锁块层是靠按缝的抗剪强度扩散荷载的。弄清接缝的抗剪切特性对于了解整个路面结构的承载能力至关重要。不管是平面摩擦还是糙面摩擦,若接缝两侧挤压力不同,剪切破坏时的位移将有不同曲特征。

根据特征的不同,剪切破坏可分为两种模式,即常刚度模式和常位移模式。随着,的增加,接缝。

剪切刚度也增加,破坏时的位移保持不变。因此,锁块路面的接缝剪切符合常位移模式。3典型的荷载——弯沉曲线锁块路面的p—l曲线除反映了路面结构的整体力学状态外,还反映了锁块层的特殊性能。

普通的土木工程用材料,随着荷载级位的增加,材料的变形增长速率越来越快。但在联锁块铺面结。

构中,拱效应使块体间的侧向挤压力和剪切刚度随着变形(弯沉)的增加而增大,此时,锁块层的刚度越大。实测的路面p—l曲线。

如图所示)的特禹菇分结果的迭加:一是随着弯沉增加而刚度变大的锁块层的力学特性。可以看出,在加载的初期阶段,随着荷载(弯沉)的增加,路面结构的整个刚度增大。

这说明锁块层变刚的速度大于基础刚度减小的速度,p—曲线的形状受锁块层特性的左右;在中期阶段,路面整体日0度增大的速度越来越接近,直至大体相等;而最后阶段则与初期阶段相反,此时接缝已处于剪切屈服状态。

—l曲线的反常规非线性可视为锁块路面结构的独有特征。实际上,靠嵌锁方式扩散荷载的结构,如碎砾石基层,其f—j曲线都应呈此。

形状。影响图所示p—l曲线形。

状的因素有接缝宽度,接缝联锁块铺面p-l曲线的典型特征填充物的数量、性质和干湿程度,砂垫层厚度以及块体厚度、形状等。接缝宽度越大、砂垫层越厚,则p—l曲线的形状越接近于基础的p—l曲线形状。锁块路面结构严一z曲线的反常非线性特性证实。

了上述关于接缝剪切特性符合常位移模式的论断。

综观从加载到结构破坏的全过程,路面嵌锁的发展可分为三个阶段,即嵌锁程度增加,嵌锁稳定和嵌锁破坏。这为确定结构承载力提供了有益的启示。

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