飛行區跑道一種新型抗滑結構研究

張 皓

(中國民航大學機場學院，天津 300300)

?

飛行區跑道一種新型抗滑結構研究

張 皓

(中國民航大學機場學院，天津 300300)

介紹了道面抗滑性能機理和構造特性，通過試驗，探討了一種基于道面表層紋理的凸體構造的抗滑構造處理方式，并分析了其抗滑性，指出交錯分布的凸體構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，凸體構造，抗滑性，表層紋理

0 引言

國際道路協會將水泥混凝土道面的表層構造分為宏觀構造(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)，細觀構造(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，細觀構造，摩擦系數可以表示為：

f=x(δi)+y(ηi)+z(θi)。

其中，x(δi)，y(ηi)，z(θi)分別為道面宏觀構造參數(深，寬，形狀)，粗觀構造參數(微凸體分布與形狀)，細觀構造參數(集料顆粒表面粗糙度)對抗滑性的影響函數。宏觀構造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，粗觀構造作用下產生粘著摩擦與阻滯摩擦；y(ηi)函數中應考慮粗糙峰密度，正應力大小，輪胎變形能力；細觀構造的微凸體提供切削作用，z(θi)函數中應考慮細觀構造微凸體密度，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造措施，有拉毛，鑿毛，壓槽，刻槽，壓紋，槽毛結合，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 道面網狀凸起紋理試驗探究

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

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，加砝碼靜壓并養護，待初凝結束之后拆掉泡沫模板，繼續養護，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 試驗參數設計

網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計參數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 數據整理并分析

數據整理如圖3～圖7所示。

對比以上試驗數據可得如下結論：

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律在縱向、橫向、斜向凹凸情形下呈現相似的變化規律，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，認為凸體形狀與抗滑性能相關性相對較低。

4 結語

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律在縱向、橫向、斜向凹凸情形下呈現相似的變化規律，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，認為凸體形狀與抗滑性能相關性相對較低。

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

[1] MH 5006—2002,民用機場飛行區水泥混凝土道面面層施工技術規范[S].

[2] MH 5001—2013,民用機場飛行區技術標準[S].

[3] 付佳偉．SMA在機場道面加鋪中應用的試驗研究[D].大連：大連理工大學碩士學位論文，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．不同平整度指標在機場道面檢測中的差異性研究[J].內蒙古公路與運輸，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應用于機場道面的室內實驗[J].科學技術與工程，2014(28)：291-297.

[8] 李 波，韓 森．混凝土路面的表面紋理與抗滑性[J].交通標準化，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