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机场道路路面的设计要求
分类:路面工程|标签:路面
机场道面的表面要求
现代飞机对机场道面的要求是不仅应有足够的强度，而且还必需具有满足飞机高速滑跑的通行性有，即跑道道面应有合适的粗糙度(抗滑性)和良好的平整度。跑道道面只有同时满足强度、粗糙度和平整度三方面技术指标的要求，才能保障现代飞机的起飞、降落时的安全、舒适，才能延长飞机和道面的使用寿命。一个完整的机场道面设计应包括上述三个方面的设计内容，本间将地机场道面表面的粗糙度和平整度进行讨论。
§4-1机场道面的防滑要求
一、概述
为了执行作战和训练任务，以及满足不断发民的航空事业的需要，都要求机场道面允许飞机在较恶劣的气象条件下进行起飞和着陆。这样，机轮与道面间有足够的摩阻力，是防止飞机制动时打滑和方向失控的重要保证。此外，无论是高速喷气式歼击机，还是大质量的轰炸机、大型客机，对飞机着陆时的操纵和制动的可靠性都有较高的要求。而这种可靠性在很大程度上取决于机轮与道面之间有无足够的摩阻力。因此，机场道面的防滑问题就是飞机滑跑的安全问题。美国空军武器试验研究所的报告指出，美空军由于飞机在有积水层的跑道上滑跑而发生的“水上飘滑”事故，在1973年一年内就达20次。而航空和宇宙航行局的报告则指出，有35%的飞行事故是与道面的摩阻力不适当有关。其中28%是发生在跑道有冰雪的情况下，有42%是在水导上滑跑的情况下发生的。在这两种情况下道面的摩擦系数可能都小于0.1。其余30%的事故发生在湿跑道上，摩擦系数可能在0.1～0.2之间。报告指出，飞机在湿跑道上滑跑，道面摩擦系数小于0.2是危险的。
表示机场道面抗滑性能的主要指标有道面摩擦系数和道面粗糙度。影响轮胎与道面之间摩擦系数大小的因素很多，诸如飞机滑行速度、道面粗糙度、道面状态(干燥、潮湿或被污染)、轮胎的构成、胎面的花纹、轮胎磨损状况、轮胎压力、制动效率、制协扭矩和季节因素等。摩擦系数的测定方法和仪器有很多，目前，我国应用较普遍的是摆式摩擦系数测定仪。该仪器是一种可携带的室内仪器，其摆锤底面装有轮胎面组成的滑块，以一定高度自由下摆，经潮湿道面时因摩擦而损失部分能量。由回摆高度可知损失能量的大小，根据功能原理确定道面的抗滑性能，试验条件大致相当于以50km/h速度滑跑时的摩擦情况。
测定道(路)面摩擦系数的方法很多，表4-1列出了一些国家采用的测定抗滑性的仪器。道面的粗糙度也称为纹理深度，系指道面的表面构造，包括宏观构造(粗纹理)和微观构造(细纹理)。粗纹理是指道面表面外露集料之间的平均深度，用填砂法测定；细纹理是指集料表面的粗糙度，用磨光值表示。道面表面的纹理构造使道面表面雨天不会形成较厚的水膜，避免飞机滑跑时产生“水上飘滑”现象。在飞机滑跑速度不高时，道面表面的水来得及从滚动的机轮下排除，一部分水则被控制在集料表面的纹理之中。这时，轮胎同道面表面能保持有摩阻作用的接触。细纹理地潮湿表面的抗滑起决定的作用。当滑跑速度较高时，粗纹理对道面抗滑起决定作用。其功能是提供通路，使道面表面的水能从高速滚协的机轮下迅速排除，从而避免形成水腊，使轮胎仍有同道面保持接触；而细纹理提供的低速抗滑效能在高速滑跑条件下仍能发挥作用。显然，飞机滑跑速度越大，为迅速排除表面水，所需纹理深度越大。因此，在道面设计和施工时，应当有效发控制道面表面的纹理深度，以控制道面的摩阻力。
各国测定道(路)面抗滑性的仪器表4-1
二、水泥混凝土道面防滑要求
水泥混凝土道面的表面均有3～5mm左右的水泥砂浆层，由水泥石和砂粒构成。其表面的纹理形成许多微凸体，当轮胎与其接触时，发生在接触面上的情形如图4-1所示。在接触面上产生的摩阻力，分别由粘附作用和变形作用产生的两个摩阻分力所组成。当道面光滑(没有纹理)时，变形分力减小；当道面湿润(有水膜)或有其它介质(泥土等污染物)时，则粘附分力减小。所，增大道面的纹理深度或保持道面处于干燥洁净状态，都能有效地增大水泥混凝土道面的摩擦系数。
水泥混凝土道面的摩擦系数与纹理深度的关系，如图4-2所示。图中的136个测点是根据9个机场的跑道现场测试值绘制的。纵坐标是道面湿润状态下的摆式摩擦系数测试值(μ)，横坐标是用填砂法测定的地应点的表面纹理深度(Hmm)。可以看出，比较密集的点有一趋势，即随着道面纹理深度的增加道面摩擦系数也随之增大。变化的规律可用一直线来表示。图中测点离散的原因主要是测试时风速、温度、道面上的水膜厚度和污染程度，以及填砂摊铺的均匀程度等因素所致。图中所示的直线可用下式表示：

式中μ——道面湿润状态下的摩擦系数；
H——填砂法测定的道面纹理深度(mm)。
利用最小二乘法得到回归方程的参数a、b，则式(4-1)变为：
水泥混凝土道面在干、湿状态下的摩擦系数随速度的变化情况如图4-3所示。干燥状态下道面的摩擦系数随速度的增加几乎