工程材料拦阻系统核心泡沫混凝土劣化规律及外防水性能提升
2021-07-01曾志军徐文穆松石亮谢德擎
曾志军 ,徐文 ,2,穆松 ,石亮 ,谢德擎
(1.东南大学 材料科学与工程学院,江苏 南京 210000;2.高性能土木工程材料国家重点实验室,江苏省建筑科学研究院有限公司,江苏 南京 210008;3.江苏苏博特新材料股份有限公司,江苏 南京 211103
0 引 言
针对跑道末端安全区域长度不足的机场,在机场末端安装较短的工程材料拦阻系统(Engineered Material Arresting System,EMAS)可大幅提升飞机降落的安全指数。EMAS 作用原理是利用黏土、细砂、砾石或泡沫等易压缩变形材料作为压溃吸能材料,逐渐迫使意外冲出跑道的飞机降速并停止。经过大量研究,最新一代EMAS 选用压溃强度可调控、长期稳定的泡沫混凝土作为压溃吸能材料。国内外学者重点关注完善飞机制动过程理论[1]与有限元模型[2],用于计算特定EMAS 对特定机型在各种参数条件下冲出跑道时的拦停距离;或开展真机冲停试验[3]或机轮仿真试验[4],均侧重于研究获取EMAS 核心泡沫混凝土的最佳应力-溃缩过程,指导EMAS 的制备。截至2010 年1 月,美国在35 个机场安装了51 套EMAS,截止2018 年4 月,至少拦停了 12 架冲出跑道的飞机[5]。2012 年,我国首次在云南腾冲机场铺装了EMAS[6]。
随着“一带一路”建设及海洋开发的逐步推进,EMAS 拦阻系统应用于滨海(岛屿)机场需求迫切,因所处位置频受强降雨、甚至台风引起海浪作用,迫使EMAS 的核心泡沫混凝土将承受雨水(海水)长期浸泡或周期性干湿作用。但EMAS极少应用在该环境中,核心泡沫混凝土的耐海水侵蚀劣化性能很少受到关注。本文系统研究EMAS 单元体中泡沫混凝土在清水、模拟海水与干湿循环制度中吸水率、形变与压溃强度的变化规律,获取压溃强度衰减规律,并提出结合实际工况的服役寿命计算方法。……
