道面设计参考资料1.docx

1、道面设计参考资料1复 习 题1机场道面各地段承受荷载分析。答：（1）滑行道：道面主要承受垂直载荷和水平载荷及冲击载荷。滑行道宽度较小，机轮几乎是沿着同一轨迹滑行，这种滑行称为渠化交通。渠化交通使滑行道上机轮载荷的重复作用次数大大增加，且飞机在滑行道上的滑行速度一般为2030km/h，以这种速度滑行时，飞机机翼产生的升力很小，而驶过道面不平整处又足以产生冲击作用。这些都构成了滑行道上不利的受载条件。（2）跑道：道面主要承受垂直载荷和水平载荷。在跑道纵向上，端部和中部的受载条件不一样。在端部，飞机从慢速滑行到停止，对准跑道后提高发动机转速，以发挥它的全力进入起飞状态，此时，道面不仅承受垂直载荷，还

2、承受较大的剪切应力。由于跑道端部飞机滑行速度必滑行道小，冲击作用也小，并且跑道比滑行道宽，一般不会形成渠化交通。因此，跑道端部的受载条件比滑行道好。对于飞机着陆的冲击作用，一般按正常着陆重力考虑。此时，飞机速度大，机翼产生的升力也很大，抵消了飞机的大部分重力，使其对道面产生的载荷较小，冲击力不大。在跑道中部，无论起飞或着陆，飞机高速通过，此时，机翼的升力较大，抵消了飞机部分重力，道面承受的机轮载荷减少。同时，高速滑行通过的飞机对某一断面的作用是短暂的，道面还来不及产生完全变形，飞机就通过了。停机坪：主要承受垂直载荷和水平载荷。由于飞机长时间停放和满载起飞的滑进滑出，其所受载荷与跑道端部相近。2

3、加州承载比CBR的概念、测试步骤和计算方法。答：CBR是一种评定基层材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部载荷压入变形的能力表征，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。也用于土基强度的评定。测试步骤：（1）在直径15.24cm的金属筒内，放入12.70cm高的试样。（2）在试样顶面放加环形砝码，其重量不小于45.3N，通常采用111.2N。（3）施加荷载。荷载按试件顶面每分钟压入变形0.127cm的速度施加，记录每压入0.254cm时的单位压力P值，直至压入变形量达到1.27cm时为止。计算方法：CBR=p/p0 100%式中：p试件材料在一定贯入值情况下的单位压力

4、，MPa; p0标准碎石在相同贯入值下的单位压力，MPa。计算CBR值的贯入值在一般情况下取0.254cm，当贯入值为0.254cm的CBR小于贯入值为0.508的CBR时，应当采用后者为准。3垫层的作用及其设置的条件。答：垫层的作用：（1）提高结构承载力；（2）防止土基体积变化；（3）排水；（4）防止唧泥；（5）抵御自然因素对道面结构，特别是对土基的影响；（6）便于施工。设置条件：（1）地下水位高，排水不良，土基经常处于潮湿状态的地段。（2）排水不良的挖方地段，有裂隙水、泉水等不良挖方地段。（3）季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿地段。（4）基层可能受到污染的地段。4石灰土强度形成原理。

5、答：掺入湿土中的石灰与土发生一系列化学、物理反应，从而使突地性质发生根本改变。这种反应主要有胶体反应和胶凝反应两类，另外还有结晶作用和碳酸化作用。（1）胶体反应是在石灰和土接触后迅速发生的。在土中加入石灰和水后，石灰在溶液中电离出的钙离子同黏土矿物吸附综合体中的钠、氢离子发生离子交换，从而减少了土颗粒表面吸附水膜厚度，使土颗粒相互之间更为接近，分子引力随着增大，促使土粒凝聚。（2）胶凝反应过程时间较长。石灰在碱性的环境下和土中的黏土矿物及形成胶体的二氧化硅及氧化铝产生化学反应，生成硅酸石灰水化物及铝酸石灰水化物。这些胶凝物质在土微粒团外形成一层稳定保护膜，填充颗粒空隙，使颗粒间产生结合，减少了

6、颗粒间的空隙与透水性，同时提高密实度。这被称为硬化反应，是石灰土获得强度和水稳定性的基本原因。（3）结晶作用。石灰土中只有一部分熟石灰进行胶凝反应，其他大部分自行结晶，与水作用生成熟石灰结晶网格。（4）碳酸化作用。当石灰土中的氢氧化钙溶液逐渐干燥二过饱和时，形成氢氧化钙结晶。氢氧化钙与其结晶在二氧化碳介质中缓慢发生碳化结晶过程，形成碳酸钙，能增加石灰土强度。石灰土具有明显的结构性，其黏结力使石灰土具有弹性、板体作用和较高的强度，黏结力与稳定的内摩擦角，保证了石灰土具有一定的水稳性。5土基易发生冻胀的条件。答：（1）土质条件。各类土的毛细特性和渗透性不同，在温度和湿度梯度下水分聚积的程度就不一样

7、。粉土、粉砂土和极细砂，具有较高的毛细力提升水分，又有较强的通过孔隙输送水分的能力，是易于积聚水分造成土基冻胀和翻浆现象的几种土类，通常称为冻胀土。（2）水文条件。在地表排水困难或地下水位较高的地段，土基潮湿，可为水分积聚提供充沛的水源。（3）气候条件。多雨的秋天，使冻前土基湿度大，暖流与寒流反复交错的冬天，土基冻结缓慢，冻结线长时间徘徊在土基某一深度处，使水分有充足的时间向该处聚积，并形成夹冰层。骤然的初春或融期降雨，使得土基的水分来不及排出，这些气候因素都将加剧土基的冻害和翻浆现象。（4）养护条件。养护不好会使表面积水，养护不及时会促成或加剧翻浆的现象。6、水泥混凝土道面产生唧泥的条件和防

8、治方法。答：所谓唧泥是指道面板在飞机荷载作用下向下运动，使得水和泥浆通过接缝（裂缝），或沿着道面边缘向外挤出的现象。产生唧泥的条件是：一是混凝土板下的材料处于自由水饱和状态；如果基层材料排水良好，则不会产生唧泥。二是飞机荷载频繁通过，使得道面板产生大幅度的沉降。三是混凝土板下的材料容易受冲刷侵蚀；材料的冲刷程度与机轮移动荷载动力作用产生的水动力相关；任何未经处置的粒料材料，甚至于某些弱的胶结材料都容易受到冲刷，因为强大的水动压力会使低基层或土基中的细颗粒材料转移到表面来，这些悬浮的细颗粒就形成了唧泥。唧泥产生的过程为：板的温度翘曲和土基的塑性变形使道面板下形成空隙，水进入后，泥水挤出，空隙扩大

9、，使机轮前的板产生错台和断裂；当机轮后的板回弹时，形成真空，将前板下的细料抽入，前板下即发生唧泥。防治唧泥产生的方法有：灌缝，即用沥青胶结料填塞板底空隙或者将水泥土压入软土层进行加固。在道面结构设计时，应选择抗冲刷能力强的材料作为道面下的基层。同时，做好道面表面排水和保持土基的干湿状态。对道面的损坏部位应及时修补，填缝料应及时维修和更换。7、机场水泥混凝土道面结构设计的主要内容。答：机场水泥混凝土道面结构设计的主要内容包括：（1）材料组成设计：选择合适的材料和配合比，以获得高强、耐磨和耐久好的混凝土。（2）土基和基层设计：采取适当的措施，为面层和基层提供均匀、稳定的土基；处于不同地区的土质都有

10、其特殊性，应对土基可能产生的危害，采取相应的措施，控制其变化不会影响面层的使用性能；合理选择基层类型和基层的结构组合，以减轻或防止板底脱空、唧泥或错台等损坏现象的发生；（3）板厚设计：使轮载产生的最大弯拉应力保持在混凝土弯拉强度允许的范围内；（4）分块设计：按照减小温度应力及方便施工的要求，确定板的平面尺寸；（5）接缝构造设计：合理选择接缝类型，布置接缝位置，设计接缝构造，提高接缝传荷能力，并防止雨水下渗。8、影响沥青混凝土低温抗裂性的因素分析。答：沥青混凝土在温度降低时将产生体积收缩，如果收缩受阻，沥青混凝土内部将产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土的极限抗拉强度时，道面就会产生开裂。造成沥青

11、道面开裂的主要原因是沥青混凝土缺乏足够的低温塑形变形能力。影响沥青混凝土低温性能的因素很多，这些因素之间又相互影响，主要有：（1）低温延度：低温延度大的沥青具有较好的抗裂性。（2）劲度模量：在给定的温度（T）和加荷时间（t）条件下，应力（）和应变（）的比值越大，则易产生开裂。因此，设计劲度模量低的沥青混凝土，是防止低温收缩开裂的主要手段。（3）感温性：沥青的感温性大，易产生裂缝。（4）沥青质含量：沥青质含量少，易产生裂缝，因为沥青质含量少时，沥青感温性变大。（5）孔隙率：沥青混凝土空隙小，易产生裂缝，因为空隙率小时沥青混凝土收缩内部受阻严重，并在一定范围内，空隙率小时劲度模量就大。（6）粉料：

12、粉料用量少，则产生裂缝就多，因为粉料少的沥青混合料感温性大，此外，填料少，透水性就大，沥青混凝土易老化，也是低温裂缝增加的原因。（7）厚度：沥青混凝土铺筑厚度越小，产生低温开裂的可能性就越大。9、土基可能出现不稳定或不均匀支撑的情况及其应对措施？答：通常在机场道面使用过程中会遇到三方面的问题：第一，土基强度不足和稳定性差，引起道面结构的多种病害；第二，土基的沉降与不均匀沉降，引起道面结构的沉陷或面层脱空，使面层失去支撑或平整度变差；第三，土坡的稳定，尤其是高填方土基的边坡稳定问题，引起整个道面结构的稳定。为了保证机场道面下土基具有足够的强度和稳定性，使沉降与不均匀沉降控制在允许的范围内，以及土

13、坡的稳定，防止各种病害产生，在机场道面结构设计中必需对土基的处理予以足够的重视，常用的土基处理方法：（一）排水固结法，排水固结法常用于解决软黏土机场道面土基的沉降和稳定问题，排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成的。根据排水系统和加压系统的不同，排水固结法可分为下述几种方法：1、堆载预压法，2、砂井法，3、真空预压法，4、降低地下水位法，5、电渗法。（二）振密、挤密法，原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使土基土体孔隙比减小，强度提高，达到土基处理的目的。根据采用的手段可分为下述几种方法：1、压实法，2、重锤夯实法，3、强夯法，4、振冲挤密法，5、土桩和灰土桩，6、砂桩，7、爆破法。（三）置换及拌入法，该方法以砂、碎石等材料置换软弱土基中部分软弱土体，形成复合土基，或在软弱土基中部分土体内掺入水泥，水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合土基，达到提高突击承载力，减少压缩量的目的。置换及拌入法包括下述几种方法：1、垫层法，2、开挖置换法，3、振冲置换法，4、高压喷射注浆法，5、深层搅拌法，6、石灰桩法，7、褥垫法。（四）加筋法，通过在图层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高土基承载力，减小沉降或维持道面结构稳定的土基处理方法称为加筋法。加筋法一般有下述几种：1、土工聚合物法，2、加筋土法。