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    飛行區(qū)跑道一種新型抗滑結(jié)構(gòu)研究

    2017-06-22 13:00:52
    山西建筑 2017年14期
    關(guān)鍵詞:道面表層紋理

    張 皓

    (中國民航大學(xué)機場學(xué)院,天津 300300)

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    飛行區(qū)跑道一種新型抗滑結(jié)構(gòu)研究

    張 皓

    (中國民航大學(xué)機場學(xué)院,天津 300300)

    介紹了道面抗滑性能機理和構(gòu)造特性,通過試驗,探討了一種基于道面表層紋理的凸體構(gòu)造的抗滑構(gòu)造處理方式,并分析了其抗滑性,指出交錯分布的凸體構(gòu)造比對其排布的抗滑性更好,但凸體形狀對于道面抗滑性的影響較小。

    機場跑道,凸體構(gòu)造,抗滑性,表層紋理

    0 引言

    國際道路協(xié)會將水泥混凝土道面的表層構(gòu)造分為宏觀構(gòu)造(尺寸上水平方向上大于5 mm,垂直方向高差大于1 mm;波長50 mm~500 mm;振幅0.1 μm~50 μm),粗觀構(gòu)造(尺寸上表層凹凸尺寸水平方向0.5 mm~5.0 mm,垂直方向0.3 mm~1.0 mm;波長0.5 mm~50 mm;振幅0.1 μm~20 μm),細(xì)觀構(gòu)造(尺寸小于0.3 mm,波長小于0.5 mm,振幅1 μm~500 μm)[1]。

    基于道面宏觀,粗觀,細(xì)觀構(gòu)造,摩擦系數(shù)可以表示為:

    f=x(δi)+y(ηi)+z(θi)。

    其中,x(δi),y(ηi),z(θi)分別為道面宏觀構(gòu)造參數(shù)(深,寬,形狀),粗觀構(gòu)造參數(shù)(微凸體分布與形狀),細(xì)觀構(gòu)造參數(shù)(集料顆粒表面粗糙度)對抗滑性的影響函數(shù)。宏觀構(gòu)造x(δi)形成于粗骨料顆粒之間的凹凸高差或拉毛工藝形成的粗糙不平,粗觀構(gòu)造作用下產(chǎn)生粘著摩擦與阻滯摩擦;y(ηi)函數(shù)中應(yīng)考慮粗糙峰密度,正應(yīng)力大小,輪胎變形能力;細(xì)觀構(gòu)造的微凸體提供切削作用,z(θi)函數(shù)中應(yīng)考慮細(xì)觀構(gòu)造微凸體密度,微凸體形狀特征[2,3]。

    工程實踐中形成了多種提升道面抗滑性能的構(gòu)造措施,有拉毛,鑿毛,壓槽,刻槽,壓紋,槽毛結(jié)合,表面除漿,嵌入集料,薄層罩面,拋丸打毛,多孔面層,藥物處理等方法,各種方法對于提升道面構(gòu)造深度,增大排水性能,改變受力面積受力方式的效果各不相同[4,5]。但刻槽、壓槽等方式主要著重于道面的排水性能,其抗滑性能比不理想,拉毛、鑿毛等方式所提供的抗滑紋理其耐久性又不足[6,7],因此需要研究一種既能保證一定耐久性,又有足夠抗滑性的道面抗滑紋理,為道面的抗滑性提供足夠的保障。

    1 道面網(wǎng)狀凸起紋理試驗探究

    道面抗滑性能機理和構(gòu)造特性的論述表明:道路表面宏觀,粗觀和細(xì)觀構(gòu)造提供了摩擦阻力[8],基于對構(gòu)造抗滑機理的認(rèn)識,本文擬通過實驗探究一種基于道面表層紋理的凸體構(gòu)造的新型道面表層抗滑構(gòu)造處理方式。

    探究試驗中采取試件尺寸長140 mm,寬130 mm,厚50 mm,利用泡沫板制作帶有不同紋理的模具,在混凝土試件澆筑約45 min后,初凝前將不同紋理的模具放在混凝土表面,加砝碼靜壓并養(yǎng)護,待初凝結(jié)束之后拆掉泡沫模板,繼續(xù)養(yǎng)護,形成了具有不同表面凸起紋理的混凝土試塊,不同的凸起紋理以凸起形狀,凸起部分面積占比作為變量進行控制,探究其抗滑效果。

    1.1 試驗參數(shù)設(shè)計

    網(wǎng)狀凸起紋理的變量有凸起體的形狀(取圓形,矩形,方形,橢圓);凸起體密集程度(用面積比控制,取60%,70%,80%);凸起體排布方式(對齊排布,交錯排布,隨機排布);測試方向(橫向,縱向與斜向)。

    1.2 試件制作

    模具制作采用塑料泡沫板,按預(yù)定凸起形狀和面積比以及排布方式進行制模(見圖1)。

    試件用水泥混凝土配合比取水泥∶砂∶石子∶水=1∶1.85∶2.8∶0.45。在混凝土初凝完成前使用按設(shè)計參數(shù)制作的模具進行靜壓(見圖2)。

    2 抗滑性測試

    采取控制單一變量的原則,適當(dāng)考慮多因素交互作用,對每種主要變量分別進行縱向,橫向,斜向測試:

    1)控制凸體形狀均為柱體,排布方式為對齊排布,測試方向為縱向橫向與斜向,取密集程度(面積比)為60%,70%,80%,測試擺值如表1所示。

    表1 不同凸起體面積比試件測試BPN

    2)控制凸起面積比為70%,排布方式為對齊排布,測試方向取縱向,取凸體形狀為柱體、方體、半球體,測試擺值如表2所示。

    表2 不同凸起體形狀試件測試BPN

    3)控制凸起形狀為圓柱體,凸體面積比70%,測試方向取縱向,取排布方式分別為對齊排布和交錯排布,測試擺值如表3所示。

    表3 不同凸起體排布方式試件測試BPN

    3 數(shù)據(jù)整理并分析

    數(shù)據(jù)整理如圖3~圖7所示。

    對比以上試驗數(shù)據(jù)可得如下結(jié)論:

    1)凸體形狀一定,擺值BPN隨凸體面積比的增大先增大,后緩慢下降,凸體越密集,變形和切削作用越好,粘著作用下降,耐久性降低,最佳面積比約為70%;

    2)不同凸體排布方式下擺值變化規(guī)律在縱向、橫向、斜向凹凸情形下呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律,最佳排布方式為交錯排布,提供更多的棱角接觸;

    3)保持其他變量一定,取不同的凸體形狀測試擺值,差異不大,認(rèn)為凸體形狀與抗滑性能相關(guān)性相對較低。

    4 結(jié)語

    凸體形狀一定,擺值BPN隨凸體面積比的增大先增大,后緩慢下降,凸體越密集,變形和切削作用越好,粘著作用下降,耐久性降低,最佳面積比約為70%;不同凸體排布方式下擺值變化規(guī)律在縱向、橫向、斜向凹凸情形下呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律,最佳排布方式為交錯排布,提供更多的棱角接觸;保持其他變量一定,取不同的凸體形狀測試擺值,差異不大,認(rèn)為凸體形狀與抗滑性能相關(guān)性相對較低。

    本文擬通過實驗所探究的基于道面表層紋理的凸體構(gòu)造的新型道面表層抗滑構(gòu)造處理方式,雖有一定的局限性,但是其抗滑能力、耐環(huán)境污染影響的特性,都是傳統(tǒng)的道面表層抗滑處理方式所不如的。因此,對于該種抗滑構(gòu)造處理方式的研究,是相當(dāng)有價值的。

    [1] MH 5006—2002,民用機場飛行區(qū)水泥混凝土道面面層施工技術(shù)規(guī)范[S].

    [2] MH 5001—2013,民用機場飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

    [3] 付佳偉.SMA在機場道面加鋪中應(yīng)用的試驗研究[D].大連:大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005:12-15.

    [4] 張 拓,岑國平.表面施工工藝對混凝土耐磨性的影響[J].混凝土與水泥制品,2012(5):67-70.

    [5] 吳志心,韋凌翔.不同平整度指標(biāo)在機場道面檢測中的差異性研究[J].內(nèi)蒙古公路與運輸,2015(3):37-39.

    [6] 劉 英,田 波.不同紋理水泥混凝土路面降噪與抗滑特性[J].公路交通科技,2012(1):28-33.

    [7] 熊 梅,廖 云.SMA應(yīng)用于機場道面的室內(nèi)實驗[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2014(28):291-297.

    [8] 李 波,韓 森.混凝土路面的表面紋理與抗滑性[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2008(7):154-157.

    Research on new anti-sliding structure of runways on airfields

    Zhang Hao

    (CollegeoftheAirport,CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China)

    The paper introduces the pavement anti-sliding performance and structure features, the paper explores the anti-sliding construction treatment of convex structure based on roadbed surface texture by tests, analyzes its anti-sliding performance, and points out the convex structure of the crossing distribution has better anti-sliding performance than its tile ordered one, but its convex has little influence on the anti-sliding performance of the pavement.

    airport runway, convex structure, anti-sliding, surface texture

    1009-6825(2017)14-0135-03

    2017-03-03

    張 皓(1990- ),男,在讀碩士

    V351.11

    A

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