| 权 利 要 求 1、 一种双向互锁砖， 具有上端面 （1)和下端面 （2), 其特征在 于， 所述双向互锁砖还包括： 两下 7|压面 （3), 所述两下 7|压面 （4)对称分布于所述双向互 锁砖两侧面， 各所述下承压面（3)与所述下端面（2)之间的夹角均 为钝角； 两上 7|压面 （4), 所述两上 7|压面 （4)对称分布于所述双向互 锁砖的另两侧面， 各所述上承压面（4)与所述下端面（2)之间的夹 角均为锐角。 2、 如权利要求 1所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述下承压 面 （3) 与所述下端面 （2)之间的夹角为 180-sin^2L。 V650 3、 如权利要求 1所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述上承压 面 （4) 与所述下端面 （2)之间的夹角为 sin^2L。 V650 4、 如权利要求 1所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述下承压 面 （3)和所述上承压面 （4) 中一个为等腰梯形。 5、 如权利要求 4所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述下承压 面 （3)和所述上 7 压面 （4) 中另一个为等腰梯形。 6、 如权利要求 5所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述下承压 面（3)等腰梯形的上边等于所述上承压面（4)等腰梯形的下边， 所 述下承压面（3)等腰梯形的下边等于所述上承压面（4)等腰梯形的 上边。 7、 如权利要求 1所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述下承压 面（3)为向外凸或向内凹的曲面， 所述上 7|压面（4)为与所述下寿 压面 （3)形状对应的向内凹或向外凸的曲面。 8、 如权利要求 1所述的双向互锁砖， 其特征在于， 所述双向互 锁石 设置有贯穿所述上端面 （1)和所述下端面 （2) 的定位孔（5)。 9、 一种应用双向互锁砖的路面， 其特征在于， 包括： 路床层， 所述路床层为压实的道路路基； 垫层，所述垫层以灰土或级配砂砾构成，设置于所述路床层之上； 砖层， 所述砖层由多个权利要求 1-8任一项所述的双向互锁砖铺 设构成， 所述砖层设置于所述垫层之上； 表层， 所述表层设置于所述砖层之上。 10、 一种应用双向互锁砖的路面铺装方法， 其特征在于， 包括： 步骤一， 压实道路路基， 形成路床层； 步骤二， 在所述路床层上铺设灰土或级配砂砾， 形成垫层； 步骤三， 在所述垫层上铺沙找平； 步骤四， 在所述垫层上铺设多个权利要求 1-8任一所述的双向互 锁砖， 形成砖层； 步骤五， 在所述砖层上采用沥青或乳化沥青灌缝， 采用压路机反 复碾压， 使所述砖层嵌缝紧密； 步骤六， 在所述砖层上铺筑沥青混凝土路面， 形成表层。 |
本申请要求于 2010 年 6 月 21 日提交中国专利局、 申请号为 201010204384.0、 发明名称为"一种双向互锁砖及应用该砖的路 和 路面铺装方法 "的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合 在本申请中。
技术领域
[01] 本发明涉及道路的工程路面结构设计， 尤其涉及一种双向 互锁砖及应用该砖的路面和路面铺装方法， 通过将相同的砖和 /或具 路等路面结构， 本发明强度高、 装配容易、 定位筒单、 减小了结构温 度收缩裂缝变形量， 抗沖击疲劳能力强、 造价低廉、 能够实现工厂化 生产， 适宜大面积推广使用。 并在道路旧路改造中， 节约了混凝土制 品养护时间， 利于道路结构快速维修。
背景技术
[02] 目前我国道路工程的路面结构设计分为刚性路 面和柔性路 面两种， 柔性路面设计采用弹性体系理论为基础， 结构设计以双圓均 布垂直和水平荷载作用下的三层弹性体系理论 为基础，采用路表容许 回弹弯沉、 容许弯拉应力及容许剪应力三项设计指标（中 华人民共和 国行业标准 《城市道路设计规范》 CJJ37-90 )。 柔性路面道路承重层 为道路基层， 基层分为有结合料稳定类 （有机结合料和无机结合料） 和无结合料的粒料类 （嵌锁型和级配型 ) (中华人民共和国行业标准 《公路沥青路面设计规范》 JTJB50-2006 )上述规范柔性路面道路结 构设计，在弹性体理论基础上，道路结构基层 （柔性基层、 刚性基层、 半刚性基层） 均按照整体结构进行设计。
[03] 在目前国内道路建设中， 采用水泥稳定碎石这一半刚硬结 构作路面基层为主流。但由于温度热胀冷缩的 影响， 水泥稳定碎石基 层产生的温度裂缝不能避免，对沥青路面造成 的反射裂缝已经成为影 响道路路面使用寿命的最主要因素。并且由于 水泥稳定碎石结构为减 少收缩裂缝， 水泥用量受到严格限制 （6%以下）， 使得这种结构强度 低（高速公路设计 3.5MPa )抗沖击疲劳能力不强， 在道路重载车辆 的反复沖击下路基损坏严重， 已经成为我国道路路面损坏的最主要因 素。
[04] 目前我国重载交通的道路使用寿命基本上在 5-8年,国外针 对这一问题， 在上世纪 80年代开始设计使用全厚式长寿命路面， 这 一道路路面结构全部采用柔性沥青路面结构， 但铺设道路工程费用很 高、 经济成本太大， 因而并不适合在我国大面积推广使用。
发明内容
[05] 鉴于现有技术中存在的上述问题， 本发明的主要目的在于 解决现有技术的缺陷，提供一种双向互锁砖及 应用该砖的路面和路面 铺装方法， 旨在减小道路路面整体结构的温度收缩裂缝， 使道路基层 具有更好的强度、抗沖击能力、抗疲劳能力， 成为经济型长寿命道路。
[06] 为实现上述目的， 本发明的技术方案提供了一种双向互锁 砖， 具有上端面和下端面， 所述双向互锁砖还包括： 两下 7 压面， 所 所述下端面之间的夹角均为钝角； 两上承压面， 所述两上承压面对称 分布于所述双向互锁砖的另两侧面，各所述上 承压面与所述下端面之 间的夹角均为锐角。
所述下承压面与所述下端面之间的夹角为
[08] 优选的 所述上承压面与所述下端面之间的夹角为
[09] 优选的， 所述下承压面和上承压面中一个为等腰梯 !P 1
[10] 优选的， 所述下承压面和上承压面中另一个为等腰梯
[11] 优选的， 所述下承压面等腰梯形的上边等于所述上承压 面 等腰梯形的下边，所述下承压面等腰梯形的下 边等于所述上承压面等 腰梯形的上边。
[12] 优选的， 所述下 7|压面为向外凸或向内凹的曲面， 所述上 7 压面为与所述下 7 压面形状对应的向内凹或向外凸的曲面。
[13] 优选的， 所述双向互锁砖设置有贯穿所述上端面和所述 下 端面的定位孔。
[14] 优选的，所述定位孔位于所述上端面和所述下 端面的中心。
[15] 如上所述的应用双向互锁砖的路面， 包括： 路床层， 所述 路床层为压实的道路路基； 垫层， 所述垫层以灰土或级配砂砾构成， 设置于所述路床层之上； 砖层， 所述砖层由多个本发明的双向互锁砖 铺设构成， 所述砖层设置于所述垫层之上； 表层， 所述表层设置于所 述砖层之上。
[16] 如上所述的应用双向互锁砖的铺装方法， 包括： 步骤一， 压实道路路基， 形成路床层； 步骤二， 在所述路床层上铺设灰土或级 配砂^；, 形成垫层； 步骤三， 在所述垫层上铺沙找平； 步骤四， 在所 述垫层上铺设多个本发明的双向互锁砖， 形成砖层； 步骤五， 在所述 砖层上采用沥青或乳化沥青灌缝， 采用压路机反复碾压， 使所述砖层 嵌缝紧密； 步骤六， 在所述砖层上铺筑沥青混凝土路面， 形成表层。
[17] 与现有技术相比， 本发明的优点和有益效果为：
[18] 本发明独特的双向互锁结构设计， 将容易产生温度裂缝的 道路基层， 设计成由本发明的双向互锁砖铺设的装配式结 构， 利用砖 块之间的互锁连接，解决了道路基层整体性联 接易产生温度收缩裂缝 引起道路结构破坏的难题。
[19] 本发明独特的双向互锁结构设计， 使每一块本发明的双向 互锁砖能够在水平和垂直两个方向上受到压力 ， 相互制约， 解决了装 配式铺设道路基层的整体稳定性。
[20] 本发明的双向互锁砖， 采用预制混凝土制造， 实现了道路 基础的工厂化生产， 强度更高。
[21] 本发明特有的互锁受力面凹凸对应设计， 或定位孔定位设 计， 使得多个所述双向互锁砖铺设时装配方便、 定位筒单。
[22] 本发明特有的定位孔设计， 在道路下部基层发生局部损坏 时可以利用该孔对道路下部结构进行注浆加固 ，安装组合砖时可插入 钢筋进行斜面调整。
[23] 本发明的双向互锁砖及应用该砖的路面和路面 铺装方法， 使得道路基层抗重载交通沖击能力大幅加强， 有效延长了道路寿命。
[24] 本发明采用混凝土预制块制作双向互锁砖， 大大节约了道 路施工成本， 适用于大规模的推广使用， 且应用本发明双向互锁砖的 路面减少了沥青路面结构层的厚度， 亦大大节约了工程投资。
[25] 本发明采用预制块的双向互锁砖作为道路基层 ， 省去了原 有道路基层养护 7天的要求， 完成施工即开放交通节约了大量时间， 这一快速施工方案在交通繁忙的城市区有着特 殊意义。
[26] 本发明设计独特、 成本不高， 每一块所述双向互锁砖在两 个对称侧面方向具有相同的侧面倾角， 在按照设计组装完成后， 每块 砖均受到相邻砖上下两个方向的制约在路面结 构中形成结构整体承 担路面荷载，温度引起的道路结构的水平方向 体积变化分散于各结构 单体中， 减小了结构温度收缩裂缝变形量， 分散化的温度变形不会使 道路沥青面层产生反射裂缝，既解决了道路整 体基层结构温度收缩裂 缝 ^ )起道路结构破坏的难题， 又增强了道路基层的强度和抗沖击能 力， 是一种适合大规模推广应用的经济型长寿命道 路结构设计方案。 附图说明
[27] 图 1为本发明双向互锁砖的立体结构示意图。
[28] 图 2为本发明双向互锁砖的正视图。
[29] 图 3为本发明双向互锁砖的右视图。
[30] 图 4为本发明双向互锁砖的俯视图。
[31] 图 5为本发明双向互锁砖的仰视图。
[32] 图 6为本发明应用双向互锁砖的路面的结构示意 。
具体实施方式
[33] 下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一 步说明。
[34] 本发明提供了一种双向互锁砖， 如图 1、 图 5所示， 本发 明的双向互锁砖，具有上端面 1和下端面 2,所述双向互锁砖还包括： 各所述下承压面 3与所述下端面 2之间的夹角均为钝角；两上承压面
4, 所述两上 7|压面 4对称分布于所述双向互锁砖的另两侧面， 各所 述上承压面 4与所述下端面 2之间的夹角均为锐角。
[35] 如图 1、 图 3所示， 作为本发明的一种优选方案， 所述下 承压面 3与所述下端面 2之间的夹角为 180-sin^2L。
V650
[36] 如图 1、 图 2所示， 作为本发明的一种优选方案， 所述上 承压面 4与所述下端面 2之间的夹角为 sin^2L。
V650
[37] 如图 2所示， 作为本发明的一种优选方案， 所述下 7|压面 3为等腰梯形。 所述下承压面 3与所述上端面 1相交的边为所述下承 压面 3等腰梯形上边，所述下 7|压面 3与所述下端面 2相交的边为所 述下承压面 3等腰梯形的下边， 所述上边短于所述下边。
[38] 如图 3所示， 作为本发明的一种优选方案， 所述上 7|压面 4为等腰梯形。 所述上承压面 4与所述上端面 1相交的边为所述上承 压面 4等腰梯形上边，所述上 7|压面 4与所述下端面 2相交的边为所 述上 7 |压面 4等腰梯形的下边， 所述上边长于所述下边。
[39] 作为本发明的一种优选方案， 所述下承压面 3等腰梯形的 上边等于所述上承压面 4等腰梯形的下边，所述下承压面 3等腰梯形 的下边等于所述上承压面 4等腰梯形的上边。
[40] 作为本发明的一种优选方案， 所述下 7|压面 3为向外凸或 向内 的曲面，所述上 7 压面 4为与所述下 7 压面 3形状对应的向内 凹或向外凸的曲面,用于多个所述双向互锁砖 设时契合定位。
[41] 作为本发明的一种优选方案， 所述上端面 1 中心处设置有 定位孔 5 , 在道路下部基层发生局部损坏时可以利用所述 定位孔 5对 道路下部结构进行注浆加固， 安装组合砖时可插入钢筋进行斜面调 整， 用于多个所述双向互锁砖铺设时契合定位。
[42] 本发明所述的双向互锁砖使用时， 采用多个的所述双向互 锁砖铺设道路基层，一所述双向互锁砖的下承 压面 3与相邻另一所述 双向互锁砖的上承压面 4紧密接触， 以所述下承压面 3的凸面（或凹 面）与所述上 7 压面 4的凹面（或凸面）契合作为多个所述双向互 砖铺设定位， 或以所述定位孔 5定位， 将相邻所述双向互锁砖的定位 孔 5对位， 使不同所述定位孔 5呈直线排列， 即完成多个所述双向互 锁砖的铺设定位。 当道路有车辆经过时， 所述双向互锁砖铺设而成的 道路基层设置于车辆和道路路床之间，承受车 辆向下的压力和道路路 床向上的支撑力， 所述下承压面 3作为受力面承受自下而上的压力， 所述上承压面 4作为受力面承受自上而下的压力。
[43] 当所述下 7|压面 3与上 7|压面 4两两对称分置于所述双向 互锁砖的四个侧面时，且所述下承压面 3的等腰梯形与所述上承压面 2的等腰梯形的短边相等、 长边相等， 使得所述双向互锁砖四个侧面 对称受力， 且受力均衡， 一所述的双向互锁砖被与其所述上 7 压面 4 接触的两所述双向互锁砖压住，而该所述双向 互锁砖也压住与其所述 下承压面 3接触的两个所述双向互锁砖，使得所述双向 锁砖排列装 配铺设后即形成互锁， 切铺设装配后的所述互锁砖之间有一定空隙， 便于浇灌混凝土沥青。
[44] 本发明也提供了一种应用双向互锁砖的路面， 如图 6所示， 包括： 路床层， 所述路床层为压实的道路路基； 垫层， 所述垫层以灰 土或级配砂砾构成， 设置于路床层之上； 砖层， 所述砖层由多个本发 明的双向互锁砖铺设构成， 所述砖层设置于所述垫层之上； 表层， 所 述表层设置于所述砖层之上。
[45] 本发明所述应用双向互锁砖的路面使用时， 车辆驰过道路 对所述表层形成向下的压力， 所述表层将压力传递给所述砖层， 所述 砖层由多个所述双向互锁砖铺设装配构成，所 述砖层将压力传递给所 述垫层， 所述垫层将压力传递给所述路床层即道路路基 ， 所述道路路 基支撑所述应用双向互锁砖的道路， 使车辆能够按标准在道路上行 驶。
[46] 本发明还提供了一种应用双向互锁砖的路面铺 装方法， 包 括：
[47] 步骤一， 根据不同的土质和环境情况， 使用工具压实、 压 平道路路基， 形成所述路床层；
[48] 步骤二， 在所述路床层上铺设灰土或级配砂砾， 形成所述 垫层；
[49] 步骤三， 在所述垫层上铺沙， 一般铺设 2-5厘米的砂砾， 使所述垫层与所述砖层的接触面与所述道路路 基平行；
[50] 步骤四， 在所述垫层上铺设本发明上述的双向互锁砖， 采 用多个由 C40 混凝土制作形成预制块的所述双向互锁砖铺设 所述砖 层，一所述双向互锁砖的下承压面 3与相邻另一所述双向互锁砖的上 承压面 4紧密接触， 形成所述砖层；
[51] 步骤五， 本发明所述的双向互锁砖排列铺设道路时， 每四 个所述双向互锁砖之间能够形成一定形状的缝 隙，在所述砖层上采用 沥青或乳化沥青灌缝， 后采用 25T胶轮压路机反复碾压， 一般碾压 8-10遍， 随压随扫， 使所述砖层嵌缝紧密；
[52] 步骤六， 在所述砖层上铺筑沥青混凝土路面， 一般铺筑 10-12厘米路面， 形成所述表层；
[53] 通过本发明技术方案， 将所述的双向互锁砖并排铺设装配 以应用于公路及市政道路等路面结构，使得每 一块所述双向互锁砖在 两个对称侧面方向具有相同的侧面倾角， 在按照设计组装完成后， 每 块砖均受到相邻砖上下两个方向的制约在路面 结构中形成结构整体 承担路面荷载，温度引起的道路结构的水平方 向体积变化分散于各结 构单体中， 减小了结构温度收缩裂缝变形量， 分散化的温度变形不会 使道路沥青面层产生反射裂缝， 本发明的技术方案能够提供强度高、 装配容易、 减小结构温度收缩裂缝、 抗沖击疲劳能力强、 造价低廉、 适宜大面积推广使用的经济型长寿路面。
[54] 以上所述的仅为本发明的较佳可行实施例， 所述实施例并 非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是 运用本发明的说明书及 附图内容所作的等同结构变化， 同理均应包含在本发明的保护范围 内。