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)

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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