李 俊 平

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)



机场水泥混凝土道面冻胀问题分析及防治

李 俊 平

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)

针对机场水泥混凝土道面面临的冻胀、翻浆、冻融问题，提出了机场道面施工的要求，从配合比设计、混凝土拌和、运输、铺筑等方面，阐述了机场混凝土道面的施工对策，旨在加强机场道面的整体建设质量。

机场，混凝土道面，冻胀，配合比

0 引言

在我国的相当一部分地区，都面临着季节性的冻胀情况，其中以西北地区、西南地区和东北地区尤为突出。从区域范围看来，寒冷地域的总面积和总范围已经占据了中国总国土面积的半壁江山。加强对寒冷地区机场的建设，一方面是促进地方经济发展的需要，同时也是为了整个国民经济发展的需要，从另一方面而言，也是国家战略和国防建设的需要。如此看来，在今后很长的时间里，党和国家必将加大对寒冷地区机场的建设，而建设资金由国家的国债和多方筹资来进行保障。目前看来，今后在这方面，中西部支线机场和西部干线机场工程项目将是建设施工的重点，由此将逐渐构建出中国机场网络的基本蓝图，对增强我国的整体航空运输能力和进一步提高国家安全做出了应有的贡献。面对这样的历史重托，寒冷地区机场的建设显得不可轻视。

1 水泥混凝土道面施工建设研究的必要性

根据实际经验可以发现，水泥混凝土在品质、抗冻性和强度方面都比其他传统的建筑材料要相对优质。从这方面而言，我国目前建设的机场道面基本上是利用水泥混凝土进行施工建设的。机场道面承担的任务是非常重要的，无论是飞机的起飞和降落过程，还是飞机的滑行和维护过程，都需要在机场道面上进行，因此机场道面的建设施工是否安全合理，其质量是否能够得到保障，关系着整个机场建设的安全与否。但是在机场的实际施工建设中，却仍然出现许多问题。根据对东北和西北等地多个机场的调查和研究发现，机场道面出现冻胀问题相当程度上是因为在施工的过程中出现了失误。这些机场出现的冻胀问题，一方面使得机场跑道的平整度出现很大程度的恶化，对飞机的滑行造成不利影响，破坏了机场的秩序。从另一方面而言，如果冻胀问题较为严重，出现了凸起的情况，则要立即关闭机场，及时对机场跑道进行维护，其直接经济损失是非常大的。

2 水泥混凝土道面可能面临的问题

在对寒冷地区机场的水泥混凝土道面冻胀问题的施工措施进行研究之前，有必要研究水泥混凝土道面可能面临的其他问题，一是在施工的过程中便于区分，二是便于具体问题具体分析。总的来说，主要包括冻胀问题、翻浆问题和冻融问题。

2.1 冻胀问题

前文提到了冻胀问题的危害，一是影响机场道面的平整度，二是可能导致机场被迫关闭，使机场承受巨大的经济损失。理论上机场道面的冻胀问题有上述危害，但是在实际情况中，机场道面还是可以接受一定程度的冻胀问题，但是一旦超过了标准值，机场道面的这些问题就会产生实际的危害，严重影响了机场的安全。机场的道面土基在机场的日常应用中，不但承受着飞机本身和来自外界各种重压的重量，还承受着来自自然环境对其的各种影响，这种影响虽然是长期的，短期内不会有实质性破坏，但是因为这些外在因素的长期作用，最终一旦发生危害，其影响是非常恶劣的，在这里，水和冰冻的问题尤其明显，在相对寒冷的地区，如果对这些问题没有足够的重视，不仅土基会出现冻胀的情况，还会导致整个机场道面因为凸起而遭到损坏。根据实际经验可以发现，产生冻胀问题的原因主要有两个，其一是因为在寒冷地区水分遭到冻结，它的整个外在体积会增加9%左右，其二便是因为土基内部的一部分水分转向冻结部分，如果在这个过程有来自地下水的水源补给，再加上冻结的过程又相对缓慢，所以最终使得冻胀的问题演化的更为严重。

2.2 翻浆问题

北方的大部分地区在春季的时候，其气温会上升到0 ℃之上，再加上机场道面的整体导热性能比较强，在这个过程中，吸收的热量也比较多，之前机场道面的部分冰冻的土基逐渐融化和产生水分，但是如此一来，土基内部积聚起来的水分无法在及时有效的情况下通过一些渠道排出，使得机场的整个路基处于一种湿度过高的状态，导致土基失去其本身应有的承载能力，长期如此，最终会使得机场道面出现翻浆问题。

2.3 冻融问题

同其他气候条件较好的地区而言，在寒冷地区，因为土基内部水分的冻结，会使得水泥混凝土道面慢慢发生破碎，这种情况被称之为冻融或者冰冻，都有着实质性的危害，尤其是在降水充足和水系发达的一些地区，冻融问题更加容易出现。

3 基本的施工要求

机场道面的施工有着基本的一些硬性要求和条件，这点在水泥混凝土机场道面施工中体现的尤为明显，这些基本要求主要是从气温和保温两方面进行考虑:

一方面，从气温要求进行考虑，我国的东北和西北地区，自每年的九月份气温开始逐渐下降，第二年的三月份左右气温才会有所回升，而在三月底广大地区的气温才会开始回升到0 ℃之上。而在新疆、内蒙、东北等地区，因为地形原因和冷空气的影响，寒冷天气持续的时间将更加漫长，最长可达到7个多月。正是由于寒冷地区的这些特点，使得施工建设在这种天气下显得不便，但是在这种情况下，若是采用保温措施，一是提高了工程造价，二是整体的工程质量无法得到切实的保障。因此，在对水泥混凝土机场道面进行施工建设的时候，要充分发挥主观能动性，把施工的日期安排在最低气温大于5 ℃的时段进行。此外，对于有冰冻的地区，应该在第一次冰冻期到来半个月之前的前半个月和前一个月完成施工建设。

另一方面，要切实加强对已完成道面的维护，在气温逐渐下降之前，就应该采取积极措施对其进行保温处理。相关施工人员可在结构层的外部覆盖上一层塑料薄膜，另外加之以足够厚度的草席或者干燥的稻草加以覆盖。除此之外，还可以在建设好的道面表层填上干燥的泥土进行处理，以50 cm～100 cm最为适宜。

4 混凝土道面施工对策

4.1 配合比设计

在机场道面的实际施工建设过程中，为了在最大程度上减少水泥混凝土最表层可能产生的干裂和龟裂问题，进一步防止冬季雪水对机场道面的侵蚀，应该尽可能的提高混凝土的密度。需要注意的是，在进行配合比设计的时候，要按照一定的标准进行，一般以水泥用量低、低水灰比、小石用量少为实际的设计标准。此外，高效引气减水剂的应用，可以在很大程度上增加混凝土的密度和抗冻能力。

4.2 拌和与运输

水泥混凝土的质量决定因素之一就在于拌和质量，然而拌和质量的决定因素却在于拌和的机械。所以，为了提高混凝土的质量，减少后期冻胀问题的干扰，在施工建设的过程中，要选择准确的强制式拌和机械，拌和的实际时间应该以拌和是否均匀为硬性标准。此外，可以根据混凝土在实际拌和机械的生产量和工程的施工进度情况，切合实际条件，选择配料车的车型和数量，另一方面，车辆运输的实际总量应当比拌和机械的最终产量要多一点，这样可以保障其在条件规定的时间里把拌和好的混凝土运送到施工现场。

4.3 混凝土铺筑

混凝土的铺筑过程是机场水泥道面极为重要的一个步骤。在这个过程中，其铺筑质量的好坏直接决定了抗冻能力的好坏，如果铺筑施工情况较好，可以在很大程度上避免日后的冻胀情况。其一，是对铺筑机械的良性控制，施工人员要具备扎实的施工技术，利用拉杆插入机、重型平整梁、超级磨平器等一系列的设备，做到实时监控道面施工现场的情况，做到对施工质量的有效控制。其二，便是对混凝土面层的施工，这是混凝土铺筑过程中的最后一个步骤，应当进行搭建防风棚的条件下进行施工操作，做到防风防晒，以免风吹日晒对混凝土表层造成龟裂或者干裂的不良破坏。

5 结语

切实加强对寒冷地区机场水泥混凝土道面可能出现状况的研究是非常有必要的，以便于进一步了解这些不良情况发生的原因，便于在施工的过程中加以预防，这对防止机场道面冻胀的施工措施有着积极的促进作用，同时也有利于加强机场道面的整体建设质量，对确保机场的质量安全有着更为重要的意义。

[1] 杜 鹏.多因素耦合作用下混凝土的冻融损伤模型与寿命预测[D].北京：中国建筑材料科学研究总院,2014.

[2] 石刚强.严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D].兰州：兰州大学,2014.

[3] 杨 扬.寒区机场道面工程常见质量病害及对策[J].市政技术,2014(6):24-27.

On analysis of frost heaving at airport cement concrete roadbed and its prevention

Li Junping

(Shanxi Mechanized Construction Group Company, Taiyuan 030009, China)

According to the problems in the airport cement concrete roadbed with frost heaving, frost boiling and freezing thawing, the paper points out the demands for the airport roadbed construction, and illustrates the construction strategies for the roadbeds from the proportional ratio design, concrete mixing, transportation, and paving, so as to enhance the whole construction quality of the airport roadbed.

airport, concrete roadbed, frost heaving, proportional ratio

1009-6825(2016)12-0129-02

2016-02-15

李俊平(1975- )，男，工程师

V351.11

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