机场水泥混凝土道面刻槽型式的讨论

文摘   2024-07-31 23:21   北京  

一、机场水泥混凝土道面刻槽的目的、作用及带来的问题
刻槽的水泥混凝土道面抗滑阻力高、纹理耐久性好。雨天机场跑道表面容易形成水膜,刻槽设计有助于水的快速排出,防止跑道表面积水,特别是在多雨地区的大型机场,跑道刻槽可以有效防止雨天飞机起降时产生飘滑现象 。槽的排布均匀、排水迅速,能提高跑道表面外观质量,有效避免道面形成水膜,减小道面摩擦系数降低程度,减短飞机滑跑距离
跑道刻槽带来不利的问题:损失道面表面的耐久性;加速起落架轮胎磨损;增加工程投资。
二、机场水泥混凝土道面什么情况下需要刻槽?
机场水泥混凝土道面刻槽只是在跑道处于潮湿和积水状态下才能起到排水作用。在干燥状态下,同样道面的粗糙度刻槽与不刻槽的摩擦力没有差别,有可能没有刻槽的摩擦力会大一些,原因是在高速滑跑状态下机轮与道面接触面更大。
机场水泥混凝土道面是否需要刻槽,主要取决于机场所在地区的降水量和短时降雨强度,应根据道面表面积水厚度处于合理值来确定是否刻槽和刻槽规格。刻槽深度建议小于砂浆层厚度。对于我国黄河以北大部分地区,尽可能不要刻槽。民航机场粗糙度和刻槽的要求受FAA的影响,只考虑了摩擦力的提高,没有考虑对表面砂浆层的影响带来各种问题。
三、军民航机场规范对道面粗糙度的的不同要求
军用机场跑道刻槽与民航机场应该有所不同。因为军用飞机的起落架轮胎与民用飞机的轮胎在尺寸上存在较大区别,且军用飞机目前没有反喷装置,着陆时轮胎的磨损也更大。
(一)《军用机场水泥混凝土道面设计规范》(GJB1278A-2009)

(二)《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(MHT5004-2010)

四、军民航机场刻槽前对道面的要求

  (一)《军用机场场道工程施工及验收规范》(GJB1112A-2004)

8.7表面抗滑施工

  8.7.1 道面混凝土表面抗滑施工采用刻槽工艺,或拉槽、压槽、拉毛方法。根据设计粗糙度标准及气侯特点,选择适宜的施工方法。

  8.7.2 抗滑纹理应垂直飞机的滑行方向,纹理应均匀。

  8.7.3 采用刻槽工艺施工时,应符合下列规定:

  (1) 刻槽应在混凝土抗压强度达到20~25MPa,且道面全断面连成片之后进行。

  (2) 技术要求:

  a) 槽的截面宜为梯形;

  b) 槽深、槽宽、槽距应根据设计抗滑指标通过现场试验确定;

  c) 槽与道面横缝的间距应不小于50mm。

  (3) 在调试刻槽机时,应根据道面板尺寸,精确计算每“两刻”之间的距离,并在道面上划线。

  (4) 应在非主要部位进行试刻,熟练后方可上主要道面。

  8.7.4 混凝土拉槽、压槽或拉毛应在混凝土初凝前完成,但混凝土在泌水状态时不得进行此作业。混凝上表面出现砂眼,应用原浆填补。

  8.7.5 严寒地区,若设计对停机坪道面没有抗滑要求,施工时不得对道面混凝土表面拉毛。

  8.7.6 粗糙度检测应符合附录E的规定。

  (二)《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》(MH5006-2015)

四、刻的型式
刻槽是解决机场道面性能的方式之一,但不能规定得过死,不管什么条件,什么气候,都用一个标准、一个规格尺寸在全国通用。南方多雨地区跑道需要刻槽。北方少雨地区、干旱地区的机场跑道是否需要刻槽,如果需要刻槽,刻什么样的槽?我们国家南北气候差异大,各类机场的起降频次不一,刻槽如何既保证跑道雨天的使用性能,又易于跑道冬季除雪和清理跑道上的沙尘,应该因地制宜、具体问题具体分析,在实际工程中统筹研究
1999年,针对重庆某机场矩形刻槽存在的问题,提出了V字型刻槽,并应用于该机场,随后在西部多个机场使用,其缺点是比较费刀片。在2003年左右,一些机场开始采用梯形刻槽工艺,该工艺列入了《军用机场场道工程施工及验收规范》(GJB1112A--2004)。

国外也有科研人员对梯形槽进行了专门的研究。
该研究的结论为:本文介绍了为评估梯形跑道槽设计与通常采用的方形跑道槽设计之间的运行安全性能和维护效益而进行的分析研究和现场试验的结果。通过使用有限元模拟模型,分析研究得出,梯形跑道槽设计在湿滑跑道运行安全方面优于方形跑道槽设计。梯形跑道槽设计具有更高的流量、更高的水滑速度和更高的防滑性能,在正常着陆飞机速度超过100公里/小时时,这三种性能的差异仅为3-5%左右。在新加坡樟宜机场进行的现场试验对两种类型的凹槽路面的现场表现和耐久性进行了宝贵的评估。两种类型的凹槽表面都能够很好地承受飞机交通荷载和橡胶去除操作的作用。然而,与方形凹槽相比,梯形凹槽受橡胶沉积物积累的影响较小,具有较高的流量能力,并且需要较低的橡胶去除操作频率。总之,分析研究和现场试验表明,梯形槽在湿天气跑道作业中具有更好的性能,受影响较小。橡胶沉积物少,只需要较少的维护工作。由于方形沟槽和梯形沟槽都可以用同一台机器用同样的资源和施工时间切割,因此,发达国家和发展中国家都建议在新建和修复的跑道上采用梯形沟道,以便在减少维护工作的同时达到更好的跑道性能。

有些机场使用了几十年后,道面性能依然完好。但由于起降架次的增加,为了保证机场跑道道面有更好的排水性能,需要对道面进行刻槽,这种槽刻什么型式?更需要深入论证,合理的刻槽型式有利于机场道面的使用寿命和耐久性的提高。

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