賈廣發 劉翔翔
(空軍勤務學院, 江蘇 徐州 221000)
連續配筋混凝土道面應用現狀研究
賈廣發 劉翔翔
(空軍勤務學院, 江蘇 徐州 221000)
介紹了連續配筋混凝土道面在國內外的應用現狀,并對連續配筋混凝土道面的前景進行了展望。
目前國內的絕大多數機場都采用水泥混凝土道面,由于混凝土在外界溫度變化情況下產生熱漲冷縮現象,其體積變化較為明顯,為了防止混凝土產生裂縫,影響道面使用性能,水泥混凝土道面必須設置諸多縱橫接縫。雖然這些接縫能夠降低由于溫度升降產生的板中應力,道面板中不良裂縫的產生和發展也得到了有效控制,但是這給機場后期的使用和維護帶來了很多不利的影響。裂縫的設置加大施工的難度,破壞了面層的縱向連續性,降低了道面整體平整度;在接縫位置很容易產生錯臺、填縫料損失、滲水、唧泥、不均勻沉陷、脫空等眾多病害;在裂縫處的板角和板邊,處于自由邊界或者非完全約束邊界,也是應力集中點,當有荷載作用時,混凝土板接縫邊緣更容易斷裂、破碎。為了克服這些問題,出現了連續配筋混凝土道面。
連續配筋混凝土道面在面層縱向方向上布置連續鋼筋,來約束面層混凝土收縮而引起的橫向裂縫,并在面層橫向方向上布置鋼筋以起到結構支撐作用。道面除了在連接、接近其它結構形式面板時或者在跑道、滑行道和聯絡道各設計分區相交處設置脹縫,道面施工因故中斷較長時間時設施工縫外,道面板是無需設置橫縫的。在道面使用過程中,由于混凝土自身硬化固結干縮以及鋼筋限制溫縮引起的體積變化,面層會不可避免地產生裂縫,而鋼筋有效約束混凝土體積收縮,并承擔因此產生的應力,這樣橫向裂縫也會更加均勻分布在面板更多的位置。由于鋼筋的約束,各裂縫的寬度較小從而不會破壞道面的整體性,保證機輪荷載能夠傳遞到基層,并最大限度降低外界環境作用引起的鋼筋銹蝕,使得飛機能夠如同在無縫路面一樣平穩起降、滑行。
2.1 國外應用現狀
美國是最早進行連續配筋混凝土道面研究和應用的國家。上世紀20年代初,在華盛頓哥倫比亞特區,當時的聯邦公路局修建長約600m的試驗路段,其中布設了不同配筋率的縱向鋼筋來研究其工作性能。隨后到30年代初期在數個州開展了較大規模的工程試驗,取得了較為豐富的研究成果,結果也證明道面具有良好的使用性能。在此期間,美國大多數州運輸部門都進行了初步的試驗研究,但從嚴格意義來講,絕大部分試驗路段只能算作是加筋混凝土道面的一種改良型道面,并不是真正意義上的連續配筋混凝土道面,但這畢竟也為下一步的研究奠定了一些實踐基礎。
從上世紀40年代末至60年代初期,美國在各地修建了諸多連續配筋混凝土道面試驗路段,積累了大量的實踐經驗,在此期間有近 300公里路段投入使用。美國在1972年頒布了關于道面設計的研究報告,至此各州開始在公路以及機場修筑連續配筋混凝土道面,統計資料顯示,全美共鋪設了超過三萬公里的連續配筋混凝土道面。經過幾十年使用后發現:連續配筋混凝土道面適應能力較強,能夠適應大部分交通狀況及土基形態,絕大部分路面依然處于良好工作狀態。
比利時于1960年開始修筑連續配筋混凝土道面試驗路,此后十年開始大量修筑試驗路進行實踐探索研究,取得令人滿意的效果。于是從 1970年開始到 1990年,比利時開始全面將連續配筋混凝土道面應用到道路機場以及公路的修建及改建中,期間全國修建了18平方公里,約500公里的連續配筋混凝土路面,包含了在舊混凝、瀝青土道面蓋被3.5萬平方公里。至此,在比利時高速公路建設中,100%采取連續配筋混凝土道面結構形式。西班牙、英國、德國及法國等西方國家也都開始加大對連續配筋混凝土道面研究力度,并在高速公路和機場上展開廣泛應用,包括配筋形式、配筋選料、基層類型和土基類型等研究方向在內,都進行了創新性研究。在亞洲,日本到1980年鋪設了過萬公里的連續配筋混凝土道面;泰國于1988年建設南北高速公路時采取了英國交通部的設計方法,鋪設了長150公里連續配筋混凝土道面。
2.2 國內應用現狀
我國首條連續配筋混凝土道面由江蘇省東南大學承建,是一條用于探索研究的試驗路段,于1989年在江蘇省鹽城市某一級公路上進行了試驗性鋪設,路段全長近500米。1996年,長安大學與陜西省銅川市公路局合作,在210國道銅川段合作鋪設了一段試驗路,路段全長335米。1997年,長安大學與河南許昌公路局共同鋪設了總長10公里的連續配筋混凝土道面。2001年,長沙交通學院與湖南高速公路公司首次在高速上修筑應用了連續配筋混凝土道面,全長40.1公里。同年,長安大學與山東省公路局首次利用連續配筋混凝土道面,進行舊混凝土路面的改造工作,主要在舊道面上加鋪了一層連續配筋混凝土道面。此后,包括長安大學、交通公路科研院等機構配合地方公路局或者公司持續進行連續配筋混凝土道面的修筑研究工作,整個研究更加深入、多樣化。但是就整體而言,我國與美國、比利時等西方發達國家相比,對連續配筋混凝土道面結構形式的應用仍然處于起步階段,大面積、整路段的實體工程相對較少,大部分只是在某一路段作試驗性的鋪設研究。
從國內外連續配筋混凝土道面的應用現狀來看,國外在連續配筋混凝土道面的應用較為成熟,國內雖然在連續配筋混凝土道面的應用方面有所實踐,但總體上還處于起步階段。隨著我國經濟的快速發展,連續配筋混凝土道面會更加廣泛的應用到機場和公路的建設中。
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U416
A
1007-6344(2017)09-0286-01
賈廣發,中國人民解放軍空軍勤務學院,碩士研究生