军用机场水泥混凝土道面可靠性设计方

军用机场水泥混凝土道面可靠性设计方

赵亮

解放军92305部队山东胶州266300

摘要：我国现行的军用机场道面设计是一种定值设计方法。由于水泥混凝土等材料的非均质性和施工偏差以及机场道面在使用期内环境和荷载条件的变异，使机场道面设计参数具有不确定性。通过工作人员对不同的水泥具体用量以及不同的含气量的道面水泥混凝土耐久性进行参数设计，介绍了水泥混凝土道面在不同环境因素所带来的影响下产生的破坏情况，并阐述了道面的具体使用功能需要，分析了不同地区所受到的不同环境因素影响的道面水泥混凝土详细抗冻等级，得出道面水泥混凝土可靠性设计建议。

关键词：机场道面；水泥混凝土；参数实验；耐久性

1前言

随着经济的持续发展以及科技水平的提升，为我国施工行业的发展带来了重大的机遇，我国机场道面的质量较以往有了极大的进步，但仍存在一定的质量问题。由于军用飞机机型的更新，对机场道面工程技术要求有了大的变化，原规范的相当部分内容已不能满足道面结构实际发展的需要，因此需对原设计规范进行修订。机场水泥混凝土道面会受到自然条件的影响，并造成冻胀、表皮脱落等现象发生，道面水泥混凝土的可靠性受到了不同程度的影响，从而不利于飞机的着陆。

2道面水泥混凝土耐久性设计参数研究

2.1材料选取

首先，我国大多数机场道面所选用的水泥混凝土一般为强度42.5～53.2左右的普通硅酸盐水泥，此次研究所选用的水泥强度为42.89RP.O的水泥，其抗折强度大概为8.7～8.9MPa左右，水泥混凝土的抗压强度大概为48.7MPa。其次，我国机场道面的水泥混凝土所选取的细骨料一般为中细沙为主，含泥量小于1.8%，鉴于此，本实验所采用的细骨料为河沙，其细度大概为2.69左右，密度大概为2.77g/cm3，其具体的堆积密度大概为1503kg/m3，大致含泥量为0.89%。再次，我国机场道面的水泥混凝土所选取的粗骨料的一般的粒径大概为41mm，并选用细碎的石头作为原材料，鉴于此，此次试验采取两种石灰岩碎石，分别为6～21mm以及21～42mm。其配置的比例大概为40∶60，密度为2.69g/cm3，堆积密度为1677kg/m3，含泥量为0.25%，针片状含量为3.0%。最后，对于实验的外加剂选用的是十二烷基硫酸钠盐引气剂以及ADD—NS减水剂。

2.2具体配比以及结果

本次实验研究严格按照我国关于机场的施工技术标准以及验收规范进行，所采用的额绝对体积法进行道面水泥混凝土的配比设计，并对砂率以及石子的级别进行优选，并详细选出4个水灰比以及6个具体的水泥用量，通过外加剂的产量进行优选，从而确定4组配合比，并依据GB/T50080—2002《普通混凝土拌和物性能测试方法标准》进行具体的检测，其中测试结果分别为编号1的水灰比为0.48，水泥用量大致为280kg，含砂率为32%，掺量为0.5%，维勃稠度为8s在28dMPa下的抗折度为4.99，抗压度为37.2。编号2的水灰比为0.46，水泥用量大致为300kg，含砂率为32%，掺量为0.5%，维勃稠度为9s在28dMPa下的抗折度为4.99，抗压度为37.5。编号3的水灰比为0.45，水泥用量大致为300kg，含砂率为32%，掺量为0.45%，维勃稠度为20s在28dMPa下的抗折度为5.99，抗压度为47.5。编号4的水灰比为0.44，水泥用量大致为280kg，含砂率为30%，掺量为0.5%，维勃稠度为23s在28dMPa下的抗折度为6.99，抗压度为54.5。从上述编号的具体内容可知，上述编号的混凝土维勃稠度都少于30s，从而满足机场的路面施工要求，编号1、2的抗折强度高于5.8MPa，编号3，4的抗折强度小于5.8MPa，所以编号1、2满足强度设计要求，而编号3、4却不满足强度设计要求。

3道面水泥混凝土可靠性设计参数建议

我国水电研究院经过一系列具体的实验研究得出，水泥混凝土的冻融循环次数的大致对比关系为1∶10.6～1∶15.6左右。与此同时，我国科学研究院还根据全国四个不同代表地区每年发生的冻融循环次数进行了统计，具体统计结果为如下，首先，当北京的最低气温为-24.1℃时，当年的平均温差大概为52℃，而年平均负温天数大概为115d左右，全年平均冻融循环次数为82次。其次，当哈尔滨的最低气温为-27.1℃时，当年的平均温差大概为62℃，而年平均负温天数大概为185d左右，全年平均冻融循环次数为132次。再次，当甘肃的最低气温为-21.1℃时，当年的平均温差大概为48℃，而年平均负温天数大概为165d左右，全年平均冻融循环次数为112次。最后，当武汉的最低气温为-8.1℃时，当年的平均温差大概为40℃，而年平均负温天数大概为16d左右，全年平均冻融循环次数为12次。在专业的技术人员在对机场道面混凝土的具体耐寒性特点以及安全使用年限近25年来的要求，并结合我国近些年来主要的气候特点，将我国各大机场道面所处的具体环境大致分为酷寒地区、寒冷地区、微冻地区以及非冰冻地区。并根据我国水电科学研究院的所得出的具体研究结论表明，酷寒地区、寒冷地区、微冻地区以及非冰冻地区的全年平均动容循环次数以及水泥混凝土冻融循环次数的对比结果，并通过精细的计算软件进行计算并得出在酷寒地区、寒冷地区、微冻地区以及非冰冻地区的机场道面水泥混凝土的耐寒性等级大致为F350、F250～F350、F100～F200、F100。与此同时，我国水电科学研究院内的专业研究人员根据具体的实验研究结果，对于不同地区的机场道面水泥混凝土中的最大水灰比等进行了详细的设计参数，其结果如下：首先，对于全年最冷月平均气温低于15℃的地区设为酷寒地区，酷寒地区的抗冻等级为F350，最大水泥灰比为0.44，水泥的最少用量为280kg/m3，含气量大约为4.5%左右。其次，对于全年最冷月平均气温为-5～-15℃的地区设为寒冷地区，寒冷地区的抗冻等级为F250～F350，最大水泥灰比为0.45，水泥的最少用量为280kg/m3，含气量大约为3.5%左右。再次，对于全年最冷月平均气温为0～5℃的地区设为微冻地区，微冻地区的抗冻等级为F100～F200，最大水泥灰比为0.46，水泥的最少用量为280kg/m3，含气量大约为2.5%左右，最后，对于全年最冷月平均气温高于0℃的地区设为非冰冻地区，非冰冻地区的抗冻等级为F100，最大水泥灰比为0.46，水泥的最少用量为280kg/m3。

4结束语

综上所述，本文主要通过分析当前我国军用机场道面水泥混凝土的可靠性情况，进行了实验设计，并根据不同的地区的道面混凝土的抗冻指数和最大水灰比等做出了具体的分析，经实验结果表明，上述实验中所提及的参数可以在最大程度上维护道面混凝土的耐久性，从而保障我国机场的着陆安全。

参考文献：

[1]张其峰.基于相容性的机场水泥混凝土道面修补选材的分析探讨[J].中国民用航空，2017(06)

[2]陈惊宇武翔云盛昀等.机场混凝土道面常见裂缝生成原因及防治措施研究[J].建材与装饰，2018(06)

[3]黄勇袁捷谭悦等.机场水泥混凝土道面脱空判定及影响[J].同济大学学报(自然科学版)，2012(06)