機場水泥混凝土道面凍脹問題分析及防治

李 俊 平

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

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機場水泥混凝土道面凍脹問題分析及防治

李 俊 平

(山西機械化建設(shè)集團公司，山西 太原 030009)

針對機場水泥混凝土道面面臨的凍脹、翻漿、凍融問題，提出了機場道面施工的要求，從配合比設(shè)計、混凝土拌和、運輸、鋪筑等方面，闡述了機場混凝土道面的施工對策，旨在加強機場道面的整體建設(shè)質(zhì)量。

機場，混凝土道面，凍脹，配合比

0 引言

在我國的相當(dāng)一部分地區(qū)，都面臨著季節(jié)性的凍脹情況，其中以西北地區(qū)、西南地區(qū)和東北地區(qū)尤為突出。從區(qū)域范圍看來，寒冷地域的總面積和總范圍已經(jīng)占據(jù)了中國總國土面積的半壁江山。加強對寒冷地區(qū)機場的建設(shè)，一方面是促進地方經(jīng)濟發(fā)展的需要，同時也是為了整個國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，從另一方面而言，也是國家戰(zhàn)略和國防建設(shè)的需要。如此看來，在今后很長的時間里，黨和國家必將加大對寒冷地區(qū)機場的建設(shè)，而建設(shè)資金由國家的國債和多方籌資來進行保障。目前看來，今后在這方面，中西部支線機場和西部干線機場工程項目將是建設(shè)施工的重點，由此將逐漸構(gòu)建出中國機場網(wǎng)絡(luò)的基本藍(lán)圖，對增強我國的整體航空運輸能力和進一步提高國家安全做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。面對這樣的歷史重托，寒冷地區(qū)機場的建設(shè)顯得不可輕視。

1 水泥混凝土道面施工建設(shè)研究的必要性

根據(jù)實際經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，水泥混凝土在品質(zhì)、抗凍性和強度方面都比其他傳統(tǒng)的建筑材料要相對優(yōu)質(zhì)。從這方面而言，我國目前建設(shè)的機場道面基本上是利用水泥混凝土進行施工建設(shè)的。機場道面承擔(dān)的任務(wù)是非常重要的，無論是飛機的起飛和降落過程，還是飛機的滑行和維護過程，都需要在機場道面上進行，因此機場道面的建設(shè)施工是否安全合理，其質(zhì)量是否能夠得到保障，關(guān)系著整個機場建設(shè)的安全與否。但是在機場的實際施工建設(shè)中，卻仍然出現(xiàn)許多問題。根據(jù)對東北和西北等地多個機場的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，機場道面出現(xiàn)凍脹問題相當(dāng)程度上是因為在施工的過程中出現(xiàn)了失誤。這些機場出現(xiàn)的凍脹問題，一方面使得機場跑道的平整度出現(xiàn)很大程度的惡化，對飛機的滑行造成不利影響，破壞了機場的秩序。從另一方面而言，如果凍脹問題較為嚴(yán)重，出現(xiàn)了凸起的情況，則要立即關(guān)閉機場，及時對機場跑道進行維護，其直接經(jīng)濟損失是非常大的。

2 水泥混凝土道面可能面臨的問題

在對寒冷地區(qū)機場的水泥混凝土道面凍脹問題的施工措施進行研究之前，有必要研究水泥混凝土道面可能面臨的其他問題，一是在施工的過程中便于區(qū)分，二是便于具體問題具體分析?？偟膩碚f，主要包括凍脹問題、翻漿問題和凍融問題。

2.1 凍脹問題

前文提到了凍脹問題的危害，一是影響機場道面的平整度，二是可能導(dǎo)致機場被迫關(guān)閉，使機場承受巨大的經(jīng)濟損失。理論上機場道面的凍脹問題有上述危害，但是在實際情況中，機場道面還是可以接受一定程度的凍脹問題，但是一旦超過了標(biāo)準(zhǔn)值，機場道面的這些問題就會產(chǎn)生實際的危害，嚴(yán)重影響了機場的安全。機場的道面土基在機場的日常應(yīng)用中，不但承受著飛機本身和來自外界各種重壓的重量，還承受著來自自然環(huán)境對其的各種影響，這種影響雖然是長期的，短期內(nèi)不會有實質(zhì)性破壞，但是因為這些外在因素的長期作用，最終一旦發(fā)生危害，其影響是非常惡劣的，在這里，水和冰凍的問題尤其明顯，在相對寒冷的地區(qū)，如果對這些問題沒有足夠的重視，不僅土基會出現(xiàn)凍脹的情況，還會導(dǎo)致整個機場道面因為凸起而遭到損壞。根據(jù)實際經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生凍脹問題的原因主要有兩個，其一是因為在寒冷地區(qū)水分遭到凍結(jié)，它的整個外在體積會增加9%左右，其二便是因為土基內(nèi)部的一部分水分轉(zhuǎn)向凍結(jié)部分，如果在這個過程有來自地下水的水源補給，再加上凍結(jié)的過程又相對緩慢，所以最終使得凍脹的問題演化的更為嚴(yán)重。

2.2 翻漿問題

北方的大部分地區(qū)在春季的時候，其氣溫會上升到0 ℃之上，再加上機場道面的整體導(dǎo)熱性能比較強，在這個過程中，吸收的熱量也比較多，之前機場道面的部分冰凍的土基逐漸融化和產(chǎn)生水分，但是如此一來，土基內(nèi)部積聚起來的水分無法在及時有效的情況下通過一些渠道排出，使得機場的整個路基處于一種濕度過高的狀態(tài)，導(dǎo)致土基失去其本身應(yīng)有的承載能力，長期如此，最終會使得機場道面出現(xiàn)翻漿問題。

2.3 凍融問題

同其他氣候條件較好的地區(qū)而言，在寒冷地區(qū)，因為土基內(nèi)部水分的凍結(jié)，會使得水泥混凝土道面慢慢發(fā)生破碎，這種情況被稱之為凍融或者冰凍，都有著實質(zhì)性的危害，尤其是在降水充足和水系發(fā)達(dá)的一些地區(qū)，凍融問題更加容易出現(xiàn)。

3 基本的施工要求

機場道面的施工有著基本的一些硬性要求和條件，這點在水泥混凝土機場道面施工中體現(xiàn)的尤為明顯，這些基本要求主要是從氣溫和保溫兩方面進行考慮:

一方面，從氣溫要求進行考慮，我國的東北和西北地區(qū)，自每年的九月份氣溫開始逐漸下降，第二年的三月份左右氣溫才會有所回升，而在三月底廣大地區(qū)的氣溫才會開始回升到0 ℃之上。而在新疆、內(nèi)蒙、東北等地區(qū)，因為地形原因和冷空氣的影響，寒冷天氣持續(xù)的時間將更加漫長，最長可達(dá)到7個多月。正是由于寒冷地區(qū)的這些特點，使得施工建設(shè)在這種天氣下顯得不便，但是在這種情況下，若是采用保溫措施，一是提高了工程造價，二是整體的工程質(zhì)量無法得到切實的保障。因此，在對水泥混凝土機場道面進行施工建設(shè)的時候，要充分發(fā)揮主觀能動性，把施工的日期安排在最低氣溫大于5 ℃的時段進行。此外，對于有冰凍的地區(qū)，應(yīng)該在第一次冰凍期到來半個月之前的前半個月和前一個月完成施工建設(shè)。

另一方面，要切實加強對已完成道面的維護，在氣溫逐漸下降之前，就應(yīng)該采取積極措施對其進行保溫處理。相關(guān)施工人員可在結(jié)構(gòu)層的外部覆蓋上一層塑料薄膜，另外加之以足夠厚度的草席或者干燥的稻草加以覆蓋。除此之外，還可以在建設(shè)好的道面表層填上干燥的泥土進行處理，以50 cm～100 cm最為適宜。

4 混凝土道面施工對策

4.1 配合比設(shè)計

在機場道面的實際施工建設(shè)過程中，為了在最大程度上減少水泥混凝土最表層可能產(chǎn)生的干裂和龜裂問題，進一步防止冬季雪水對機場道面的侵蝕，應(yīng)該盡可能的提高混凝土的密度。需要注意的是，在進行配合比設(shè)計的時候，要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進行，一般以水泥用量低、低水灰比、小石用量少為實際的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。此外，高效引氣減水劑的應(yīng)用，可以在很大程度上增加混凝土的密度和抗凍能力。

4.2 拌和與運輸

水泥混凝土的質(zhì)量決定因素之一就在于拌和質(zhì)量，然而拌和質(zhì)量的決定因素卻在于拌和的機械。所以，為了提高混凝土的質(zhì)量，減少后期凍脹問題的干擾，在施工建設(shè)的過程中，要選擇準(zhǔn)確的強制式拌和機械，拌和的實際時間應(yīng)該以拌和是否均勻為硬性標(biāo)準(zhǔn)。此外，可以根據(jù)混凝土在實際拌和機械的生產(chǎn)量和工程的施工進度情況，切合實際條件，選擇配料車的車型和數(shù)量，另一方面，車輛運輸?shù)膶嶋H總量應(yīng)當(dāng)比拌和機械的最終產(chǎn)量要多一點，這樣可以保障其在條件規(guī)定的時間里把拌和好的混凝土運送到施工現(xiàn)場。

4.3 混凝土鋪筑

混凝土的鋪筑過程是機場水泥道面極為重要的一個步驟。在這個過程中，其鋪筑質(zhì)量的好壞直接決定了抗凍能力的好壞，如果鋪筑施工情況較好，可以在很大程度上避免日后的凍脹情況。其一，是對鋪筑機械的良性控制，施工人員要具備扎實的施工技術(shù)，利用拉桿插入機、重型平整梁、超級磨平器等一系列的設(shè)備，做到實時監(jiān)控道面施工現(xiàn)場的情況，做到對施工質(zhì)量的有效控制。其二，便是對混凝土面層的施工，這是混凝土鋪筑過程中的最后一個步驟，應(yīng)當(dāng)進行搭建防風(fēng)棚的條件下進行施工操作，做到防風(fēng)防曬，以免風(fēng)吹日曬對混凝土表層造成龜裂或者干裂的不良破壞。

5 結(jié)語

切實加強對寒冷地區(qū)機場水泥混凝土道面可能出現(xiàn)狀況的研究是非常有必要的，以便于進一步了解這些不良情況發(fā)生的原因，便于在施工的過程中加以預(yù)防，這對防止機場道面凍脹的施工措施有著積極的促進作用，同時也有利于加強機場道面的整體建設(shè)質(zhì)量，對確保機場的質(zhì)量安全有著更為重要的意義。

[1] 杜 鵬.多因素耦合作用下混凝土的凍融損傷模型與壽命預(yù)測[D].北京：中國建筑材料科學(xué)研究總院,2014.

[2] 石剛強.嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路路基凍脹和工程對策研究[D].蘭州：蘭州大學(xué),2014.

[3] 楊 揚.寒區(qū)機場道面工程常見質(zhì)量病害及對策[J].市政技術(shù),2014(6):24-27.

On analysis of frost heaving at airport cement concrete roadbed and its prevention

Li Junping

(Shanxi Mechanized Construction Group Company, Taiyuan 030009, China)

According to the problems in the airport cement concrete roadbed with frost heaving, frost boiling and freezing thawing, the paper points out the demands for the airport roadbed construction, and illustrates the construction strategies for the roadbeds from the proportional ratio design, concrete mixing, transportation, and paving, so as to enhance the whole construction quality of the airport roadbed.

airport, concrete roadbed, frost heaving, proportional ratio

1009-6825(2016)12-0129-02

2016-02-15

李俊平(1975- )，男，工程師

V351.11

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