水泥混凝土道面分块设计 最初，当采用水泥混凝土修筑路面时，并不做分块设计，除施工缝外，也不做任何接缝，面板浇筑的很长。到20年代，发现早期建造的混凝土路面，冬天发生断裂，夏天则容易引起拱胀和挤碎破坏。于是，在这一时期修建的混凝土路面，每隔9～12m(30～40ft)设置一条胀缩缝，缝宽10～15mm(in)，中填沥青类材料。到30年代，发现这种长板最后总是每隔3～4m产生横向裂缝，并且在胀缩缝处容易错台和唧泥等病害，经过近20年的摸索之后人们认识到，水泥混凝土板的平面尺寸不能太大。胀缝设置也不能过多，目前趋向于不设或少设胀缝，减小缩缝间距。板的长度在公路上素混凝土板取4～6m，在机场道面取为4m×4m、4m×5m、5m×5m、5m×6m等。配有钢筋的板的平面尺寸可大些。 一、分块设计的原则 机场道面一般采用矩形板，因矩形板平整性好，便于施工，在进行分块设计时，应遵循下列原则： 1、尽可能将板划分为正方形或接近正方形，这样板的受力性能好，强度高，计算表明，在相同条件下，令圆板的强度为1，则六角形板的强度为0.86，正方形板为0.76，矩形板为0.76×(a为短边，b为长边)。矩形板的长宽之比采用1.25：1～1：1为宜。 2、同一机场道面板的平面尺寸种类不宜过多，以减少模板种类，便于施工。数量较多的规格板的尺寸，应与机械作业宽度相一致，常用宽度为4～5m。在机械化程度低或手工操作的情况下，板的尺寸不宜过大，以免一块板的摊铺时间长，影响混凝土质量。 3、规格板的尺寸应与跑道、滑行道、集体停机坪等道坪的外廓尺寸相协调，最好只用一种基本尺寸，并成倍数关系。尽量减少非规格板的数目，以简化施工。规格板的最小边长为3m，最大边长为6m。非规格板的最短边长不小于1m。板角应避免有小于90°的锐角，防止因受力条件差而产生板角断裂。 4、双面坡跑道的中心线应与纵缝重合，切忌将跑道中心线位于板中(该板浇筑成“人”形折线板)。山东某机场跑道加长800m，60m宽的跑道分为15块板，每块4m×4m。跑道中心线恰好位于中间一块板的板中，结果沿中心线800m长全部贯通断裂，裂缝最宽处达2cm。 5、滑行道、联络道上的板，分块设计应保证使用该机场主要机种飞机的主轮位于板的中部，使板处于最佳受力状态。 6、分块接缝宜采用“井”字形。即道面板间应通缝连接，不宜错缝连接。经验证明，错缝布置道面易产生延伸裂缝(图13-15)。 错缝布置引起延伸裂缝的主要原因，不外乎下列几种： (1) 在纵横缝交点处，表面水易渗入基层，使基层强度降低，面板受挠折面断裂； (2) 当轮载分别通过纵缝两侧的面板时，由于板角一侧刚度较小，发生较大弯沉，结果发生轮载重分配，无缝一侧的板承受较大的轮载，产生较大的应力。这样，经过多次重复超载之后，板即断裂。 (3) 当气温降低时，在纵缝两侧的面板即沿纵向朝当中收缩。由于纵缝一般作成企口缝或平缝，相邻的板块相互牵连摩擦，使板中部产生较大拉应力而断裂。 二、矩形板分块设计 矩形板分块设计，通常分为规则部分道面(跑道、滑行道、联络道和集体停机坪等)和不规则部分(弯道、接合部等)道面两种情况。 规则部分道面的分块设计一般按大区独立进行。大区之间以胀缝分开，跑道中心线与纵缝重合。以此为起点向两侧以规格板尺寸推移，使非规格板位于两侧边缘，并使其最短边尺寸不小于1m。跑道与联络道相接处的分块设计，可以采用通缝连接(图13-16)，也可以采用错缝连接(图13-17)。错缝设计的优点是保证跑道上的规格板尺寸一致，简化了施工。缺点是带来错缝可能产生的危害。通缝设计避免了错缝的危害，但不得不在跑道上设置数块过渡板。 在道面厚度变化处，应设立过渡仓，不能搞台阶式设计(图13-18)。 在滑行道上，为了保证使主要机种的主轮位于板中，通常是根据主轮间距调整滑行道中心线两侧的板。图13-19所示为按轰-6飞机使用而设计的主滑行道分块图。显然，(b)方案最好，主轮位于板中；(a)方案板的受力状态次于(b)方案，但板块一致是其优点；(c)方案则不可取。 集体停机坪上板的分块设计与跑道大同小异。由于形状规划，通常只采用规格板即可。若有非规格板，应布置在外侧边缘。 不规则部分道面的分块设计，通常是从两相邻区域推向交接处，以胀缝隔开。注意尽量减少非规格板的数量，使最短边尺寸不小于1m，应使接缝垂直弯道外廓线的自由边，以避免产生锐角板块。图13-20～图13-22为不规则部分道面分块设计示例。 图13-21为有三条弧线的斜交处分块设计。设计者在弧线部分的处理手法巧妙，非规格板没有一块出现锐角。板块尺寸也比较均匀，最大板块不超过规格板块的2倍，最小边长1m以上。 在推机道上，常因地形及建筑物限制需设计弯道，在弯道部分可采用辐射式分块设计(如图13-22)。弧线部分的板边可以为直线，亦可为弧线。前者施工方便，后者外观美观。 三、六角形板分块设计 六角形板是我国70年代曾推广采用的道面板，由于其受力条件较矩形板好、板体不易断裂；能有效地消除温度和干湿应力的影响。同时，由于六角形板体积小，平缝连接，战时受敌轰炸不会成片拱起，便于局部抢修。 六角形板的缺点也是明显的。如板块小，接缝数量多，施工复杂，平整度较矩形板差；接缝为平缝，表面水沿缝下渗，土基强度降低，使板在轮载作用下易失稳，“错台”及“翘翘板”现象时有发生；不便于机械化施工等。 常用的六角形的基本尺寸为边长1.20m、1.25m、1.33m、1.50m和2.0m的六边形，机轮荷载大及土基体积变化大时(软弱地基和不均匀冻胀)，采用较大尺寸。地基强度高、机载荷载小时，可选用较小边长。 在跑道上六角形板的分仓线应与跑道中心线一致，跑道端部的零碎板尺寸要适当，以便于凑整桩号，方便施工放线。零碎板的最短边尺寸应不小于1m(图13-23)。 跑道与其他部位道面的相互连接有两种处理办法。一是平推法，即以跑道分块为基础，一块一块地向联络道、滑行道及停机坪平推过去。这种方法适用于跑道与联络道相互垂直的“目”字形跑道；二是分片独立进行分块设计。即将跑道、滑行道、联络道及集体停机坪等用胀缝分隔开，在区内使飞机滑行方向与六角板的分仓线一致。由于有胀缝隔开，大区之间可以错缝设计。这种方法适用于“棱”形跑道和有斜交部位的道面。 图13-24为直交弯道处六角形板的分块设计方案。此处跑道与联络道是用胀缝分开，独立进行分块设计的。 在推机道的转弯处，也可以采用辐射式分块设计。图13-25所示为14m宽推机道在弯道处的分块设计方案。这里曲线部分和直线部分是连在一起设计的，外观美观，主滑行方向与中心线一致，使用方便。缺点是靠内侧的板块尺寸偏小，使用中易失去稳定。 四、道肩的分块设计 用水泥混凝土作道肩面层时，其分块设计应视板的厚度和相邻板的尺寸而定。通常道肩分块采用与邻板通缝连接。为避免道肩板块过于狭长，可将长条板块一分为二。 §12-4 水泥混凝土道面接缝设计 分块设计把道面板分为独立的板块，这一方面是施工的需要，同时也是为了控制板内的收缩应力和翘曲应力引起的裂缝。接缝高左是把独立的板块用适当型式的接缝联结为一个整体，提供板间足够的传递荷载的能力，提高道面的整体强度。同时，接缝应能防止表面水沿缝下渗，影响土基稳定；防止杂物落入缝内，使板体受热膨胀时产生过量挤压应力，引起板的边角损坏。因此，接缝设计是一项不容忽视的工作，其性能的好坏直接影响道面的使用品质、整体强度和使用寿命。 一、接缝的分类 水泥混凝土道面接缝的分类方法很多。按接缝的功能划分，可分为缩缝、胀缝、施工缝、传力杆接缝和拉杆接缝等；按接缝形状划分，可为企口缝、平缝及波纹缝等；也有按方向划分的，与轴线方向一致的接缝称为纵缝，与轴线垂直的接缝称为横缝。按功能分类和按形状分类方法应用较普遍。本书将这两种分类方法结合起来进行分类。 1、缩缝 缩缝即收缩缝，其作用是控制板收缩裂缝的位置，减小板内温度应力。此外，由于混凝土硬化后板都要发生收缩，因此缩缝也可为板的膨胀提供一些空间，使膨胀力得到一定的减弱。 缩缝的型式很多，常用的有平缝型缩缝，企口缩缝，波纹缝及假缝(弱断缝)等。六角形板或厚度20cm以下的矩形板采用平缝型缩缝(图13-26)。 企口缩缝一般用于矩形板的纵缝。摊铺混凝土时，沿摊铺带的两侧设置企口模板，沿摊铺带方向连续浇筑。企口缩缝有梯形企口和圆企口(见图13-27)。用木模板时，采用梯形企口；钢模板多采用圆企口。 波纹缩缝是70年代应用较多的一种缩缝。常用波纹缝的构造如图13-28所示。其下部设置波纹油毡，高度为板厚的三分之一，上部锯缝。这种缩缝有一定的传荷能力。但由于施工麻烦，有时波纹油毡位置不稳定(施工时移位)，锯缝位置发生偏斜，影响传荷效果。 假缝(弱断缝)是近年来采用较多一种缩缝型式，其构造如图13-29所示。分两次锯缝：第一次缝宽0.3cm，深h/3；第二次缝宽0.8～1.0cm，深度为4cm。由于板在切缝断面受到削弱，当受到温度应力作用时，板就在此处断裂，形成不规则贯通断裂面，依靠嵌锁作用传递荷载。此种缩缝施工简单，道面整齐美观，有一定传荷能力，受到施工单位欢迎。 2、胀缝 胀缝的设置是为道面板的受热膨胀提供一定的空间，防止造成过大的挤压应力，引起板边角碎裂。因为胀缝也能起缩缝的作用，有的文献中称为伸缩缝。 胀缝的型式有平缝型胀缝、企口胀缝及传力杆胀缝等。由于胀缝施工复杂，维护困难，在胀缝处道面板错台、碎裂和拱起等病害常有发生，影响道面的使用品质和飞行安全。因此，规范规定宜尽量少设或不设胀缝。但在邻近固定构筑物处，在跑道、滑行道和联络道分块设计分区的交接处，均应设置胀缝。 上述位置以外的胀缝，可根据板厚、当地最高气温、施工时气温、混凝土集料的膨胀性和当地经验确定。夏季施工，板厚不小于20cm时，可不设胀缝；其它季节施工或采用膨胀性大的集料(如砂岩或硅酸质集料)时宜设置胀缝，其间距一般为100～200m。 平缝型胀缝多用于六角形道在或厚度小于20cm的矩形分块道面。其构造如图13-30所示。由于这种接缝基本上不能传递荷载，所以不能用于飞机活动频繁的部位。 企口胀缝用于厚度20cm以上的矩形板。通常用于条形摊铺的纵缝上。传递荷载性能较好。因其施工复杂，维护困难，企口损坏现象很多。其构造如图13-31所示。 传力杆胀缝是在平缝型胀缝的基础上改进的。这种接缝的传荷能力强，应用广泛。但传力杆胀缝施工复杂，传力杆难以摆平放直。位置和施工质量不符合设计要求的传力杆，不仅起不到传递荷载的作用，还会引起胀缝处板边角的过早损坏。传力杆胀缝的构造见图(图13-32a)。 与已有构筑物相接处的平缝型胀缝，无法加设传力杆。为保证临近胀缝处道面的承载强度，可采用边缘钢筋加强(图13-32b)或厚边型板(图13-32c)。 工程实践表明，胀缝给道面带来的病害是很多的，主要有： 1) 胀缝宽度一般为2.0～2.5cm，表面水很容易沿缝下渗。在轮载作用下，造成唧泥、错台等病害，严重时使道面脱空，进而使板边角断裂； 2) 胀缝过多为道面板的推移提供条件。推移过大，使缩缝张开量过大。当假缝的张开量超过1mm时，靠骨料嵌锁作用的板间传荷能力即丧失，增大了板边角部位的应力。雨水的渗入使土基湿软，又加速了板的损坏，砂石等杂物进入缝中，道面板膨胀时产生局部挤压应力，造成挤碎破坏； 3) 胀缝施工复杂，施工质量往往达不到设计要求。常见新建机场胀缝处就有错台及两边掉块现象。使用一年后在胀缝处发生碎裂的现象到处可见，影响飞行安全，给道面维护工作造成困难。 胀缝的损坏现象很难有效地修复。因此，各国都在致力于减少胀缝数量，进行长胀缝和无胀缝混凝土道面的试验研究。首都机场1965年扩建时，加长的350m混凝土道面板厚35cm)未设胀缝，使用效果很好。1976年新建的西跑道，板厚42cm，全长4200m未设一条胀缝，使用效果也很好。美国从40年代就开始进行取消胀缝的试验。到70年代，在混凝土路面工程中取消胀缝的州数达到40个，英国1969年规定，每年4～10月间施工的混凝土路面，可以免设胀缝，而板长(缩缝间距)则规定为4.5～6m。许多国家规定，除在桥涵两端、弯道起终点、变坡点及交叉处、板厚变化处必须设置胀缝外，一般路段均可不设胀缝。 北京军区空军勘察设计所从1985年开始，先后在厚度为22cm(长2200m)和厚度30cm(长2032m)的滑行道上取消了胀缝。经过3年观测，使用效果很好。而在相同条件下跑道上设的8条胀缝，使用一年后就开始出现挤碎、破裂、露筋等损坏现象。他们的研究结论是：只要机场当地的最高极端气温不超过42℃，道面厚度在20cm以上，道面裂断面竖曲线及变坡代数差满足“军用永备机场场道工程战术技术标准”的要求，施工温度的昼夜平均值在5℃以上，就可以在机场道面设长胀缝，即在跑道、滑行道和联络道上可取消胀缝。在进行长胀缝设计时，要适当地加大板底摩擦力，假缝的切缝深度应为1/3，以促使板尽早断开；在跑道、滑行道和联络道相交处，以及与固定构筑物相交处应设置胀缝；胀缝应及时清理灌封，灌缝料质量应符合要求；在维护中要切实注意及时修理损坏的填缝料，防止砂石等杂物落入缝内。 3、施工缝 施工缝亦称工作缝，是根据施工需要而设置的接缝。通常分为纵向和横向施工缝。 纵向施工缝是按设计要求和施工需要而设置的分条(摊铺道)接缝。板厚不大于30cm的一般采用平缝，大于20cm的一般采用企口缝。特级和Ⅰ级机场跑道道面中部的纵向施工缝宜在板厚中央设置拉杆，防止纵缝拉开。 纵向施工缝的构造如图13-33所示。 横向施工缝是根据施工情况设置的分段接缝。当每个作业班工作结束时，或混凝土浇筑工作中断时间较长时，都应设置横向施工缝。其位置应设在胀、缩缝处。一般采用平缝加传力杆型接缝。平胀缝型传力杆横向施工缝的构造如图13-32所示。平缩缩传力杆型横向施工缝的构造如图13-34所示。 4、传力杆缝 无论是缩缝、胀缝和施工缝，为了提高相邻板间传荷能力，都可以在板中设置传力杆，作为传递荷载的装置。传力杆缩缝的构造如图13-35所示。传力杆胀缝的构造见图13-32，传力杆施工缝的构造见图13-34。 传力杆应采用光圆钢筋。其长度的一半以上涂以沥青，使此端可以滑动。胀缝处的传力杆，尚应在涂沥表的一端加一套筒，内留空隙，填以泡沫塑料、橡胶粉等弹性材料，使此端可以胀缩滑动(见图13-32)，滑动传力杆套筒的构造如图13-36所示。套筒可用硬聚氯乙烯管制做，其内径应比传力杆大4～6mm。为使传力杆接缝两侧的道面板受力均匀，传力杆的固定端与滑动端应交错布置，如图13-37所示。靠板边的传力杆距板边应有10～15cm的距离，以保证传力杆与混凝土的粘结与适当的保护层。 目前，我国常用的传力杆尺寸和间距，可按表13-6选用。 5、拉杆缝 企口缝和假缝的传荷作用都依靠板间的紧密接触。当接缝拉开时，企口缝的传荷效能降低，在轮载作用下甚至可能发生企口断裂破坏；假缝则会完全失去传荷能力。因此，为使板间保持紧密接触，需在相邻板间埋设螺纹钢筋，将两板紧紧拉束在一起，这就是拉杆接缝。在公路水泥混凝土路面中，为防止纵缝拉开，也应设置拉杆接缝。 拉杆的作用仅是拉束相邻板使之不过分张开，并不起传递荷载的作用，因此拉杆直径比传力杆小，两端均固定在相邻板中。企口拉杆接缝的构造见图13-33，3)。假缝拉杆接缝的构造如图13-38所示。 传力杆尺寸及间距 表13-6 拉杆的数量通过计算确定。其基本思路是：拉杆本身并没有被当作荷载传递装置来设计，主要是在板间起拉束作用。荷载的传递是通过使板间保持紧密接触状态的企口(企口缝)或集料嵌锁作用(假缝)来完成的。当道面板收缩时，板与板之间呈拉开趋势，此时拉杆所能提供的最大拉力等于混凝土道面板下基层对板的移动阻力。 拉杆尺寸按下面的公式计算： 式中 A——每延米纵缝长所需拉杆的截面积(cm)； B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离(m)； n——水泥混凝土板厚(cm)； σ——钢筋容许应力(MPa)，取σ=160MPa； L——拉杆长度(cm)； ——拉杆直径(cm)； Z——钢筋同水泥混凝土的容许粘结应力(MPa)。28d龄期的道面混凝土与螺纹钢筋的粘结应力Z取1.8MPa。 拉杆应采用螺纹钢筋并设在板厚的中央。拉杆尺寸及间距可按表13-7选用。 拉杆尺寸及间距 表13-7 二、填缝板与填缝料 1、填缝板 填缝板主要用于胀缝，设置在胀缝的下部。填缝板应具有一定的压缩及回弹变形性能，施工时不变形，耐久性好。常用填缝板有木板、木丝板和甘蔗板、沥青橡胶混合料预制板等。 (1) 木板：填缝木板应采用无节疤的软质木材制作。根据各地的使用经验，白松及白杨较好，其次是红松和杉木。这些木材的回弹率在40%以上。木板应经沥青防腐处理，使板的纤维表层被沥青覆盖。 (2) 木丝板、甘蔗板：均为木材填缝板的代用材料。木丝板系以木材下脚料经机械刨成均匀木丝，加入硅酸钠溶液，与425号以上的普通硅酸盐水泥混合，冷压成型、干燥及养护而成的一种板材。甘蔗板系以甘蔗渣为原料，经过蒸制、精浆，滚筒长网成型、干燥等工序制成的一种板材。这两种材料主要用作建筑隔音板材。用作填缝板时，板材表面应贴防水纸或用沥青处治，使板的纤维表层沥青覆盖。 (3) 沥青橡胶混合料填缝板：采用沥青、废橡胶粉、石棉粉、石粉按比例配合压制而成。其回弹率、耐热及耐老化性能均较差，但料源易解决，价格低廉是其优点，仍有人使用。 2、填缝料 各种接缝均需用填缝料填封，以防水分沿缝下渗及砂石杂物进入。理想的填缝料应当坚韧而富有弹性，接缝缩小时能被压缩而不挤出，扩大时又能充分恢复形状填满缝隙。因此，要求填缝料与混凝土粘结力强，回弹性好，能适应混凝土道面板的胀缩。不溶于水和不透水，高温时不溢出，低温时不发脆，耐冲击，耐磨耗，耐老化等。此外，应取材方便，价格适宜。 我国幅员广大，各地气候差异悬殊，目前尚无统一的填缝料技术指标。常用的填缝料有如下几种： (1) 沥青橡胶混合料：由石油沥青、橡胶粉、石棉粉和石粉等材料加热混合而成。其配合比见表13-8。拌制时将油-10加热脱水，温度升到180～220℃时加入柴油拌匀，再加入经预热的石棉粉和石粉混合物，最后加入橡胶粉，边加边搅拌。在180～220℃恒温1～1.5h，当具有较大流动性时，即可灌注。这种填缝料材料价格低廉，施工也较方便。但其低温延性较小，回弹率较差，适用于温热带地区。我国南方地区使用效果较好。 (2) 聚氯乙烯胶泥：是一种比较好的接缝防水材料，具有较高的热稳定性和低温塑性，在-40℃温度下仍具有一定延伸率。胶泥可以由工厂预制，冷却存放，使用时加温塑化，在120～140℃的温度下灌缝。施工操作方便，这种胶泥也可以现场配制。配制时，先将煤焦油在120℃下脱水，然后降温至60～80℃，把已调匀的聚氯乙烯树脂，硬脂酸钡和二辛脂加入60～80℃的煤焦油内，徐徐加温，充分搅拌。当温度升到100℃时，慢收加入橡胶粉、石棉粉，继续加温搅拌，使之充分塑化。温度应控制在120～145℃之间，熬制10～20min，即成聚氯乙烯胶泥。随即可进行灌缝。 可以根据不同的气候条件，改变配比，得到不同流动度的胶泥，便于灌注。表13-9给出两种配比，可供参考。 聚氯乙烯胶泥 表13-9 聚氯乙烯胶泥性能可靠，适用范围广泛，经济上是可取的。 (3) 氯丁橡胶嵌缝条：氯丁橡胶嵌缝主要是用于胀缝中的一种异型多孔橡胶密封管，40年代美国首先使用，由于冬季许多橡胶条易被车轮带出缝槽，所以在美国没有广泛彩。20年后，瑞士总结出使用氯丁橡胶嵌缝的施工经验，各国纷纷采用。目前国外应用已比较普遍，使用效果很好。 我国也试制成功氯丁橡胶嵌缝条，并在一些机场道面的胀缝中试用取得成功。图13-39为多孔异型橡胶带的断面形状。设计时应根据当地气候状况及接缝构造使用。机场道面应用较多的是三孔胶带。图13-40所示为采用三孔Ⅰ型橡胶带的胀缝构造大样图。表13-10为三孔Ⅰ型橡胶带嵌入前后的断面参数。 氯丁橡胶嵌缝条的型式与尺寸应与接缝相配合。安装时要先将缝槽损坏部位修理好，清除槽内杂物并保持干燥，涂以粘合剂，将橡胶条压入缝内并略低于缝顶2mm左右即可。 安装时要使橡胶条在当地最低温度下有20%的剩余膨胀量，以使橡胶条即使安装不牢也不致被机轮带出缝槽。选择有效而造价适宜的粘合剂很重要。粘合不牢橡胶带容易脱出，粘合剂太贵又会增加工程造价。这类产品近年来发展很快，应随时注意性能优价格廉的新型粘合剂。 氯丁橡胶嵌缝条的优点是，具有很好的弹缩性，当温度变化时能随两侧的板一起移动，有效地防止砂石及其它有害物体进入缝内，保护板边和接缝不发生损坏；橡胶带耐老化，维护工作量小，一般能够耐用10年。这种嵌缝条的缺点是施工要求精度高，必须确保施工质量达到设计要求，否则其优点将不能充分发挥；其次是造价较高。瑞士的使用经验表明，氯丁橡胶嵌缝条的成本，比其它种类的灌缝材料，在纵缝上大约贵25%，在缩缝上大约贵65%，在胀缝上大约贵2倍多，但由于能比其它灌缝材料耐用2倍的时间，又减少了维护工作，所以在经济上是可取的。 三、连接设计 机场水泥混凝土道面与其它构筑物相接时，应设胀缝与构筑物边缘相连接，如在连接部位经常有飞机通过时，胀缝中应加传力杆(图13-32，a)，无法设置传力杆时，可用边缘钢筋加强(图13-32，b)或采用厚边式设计(图13-32，c)。 水泥混凝土道面同柔性道面相接时，为避免接合部产生错台、沉陷，或柔性道面受顶推而拥起，可采用下埋混凝土梯形断面(现浇)板的方式连接。如图13-41所示，图中1)为缩缝传力杆型式；2)为胀缝传力杆型式。 涵洞、管线等构筑物横穿道面时，位于上部的道面板应采取加强措施。图13-42所示为用双层钢筋网加强道面的方案。加强的范围应包括顶部和两侧适当范围内的板。 §12-5 道肩、防吹屏与系机环 一、道肩 跑道、滑行道、联络道和停机坪等水泥混凝土道面的边缘，通常都铺筑道肩。军用机场跑道的道肩宽度为2.0～2.5m，其余部分道面的道肩宽度一般为1m。民航机场道而后道肩要宽得多。例如，大型飞机使用的跑道，其两侧道肩宽度为7.5m。 道肩是道面与土质部分的过渡带，对道面的侧面起支护作用。防止道面上排出的水冲刷土质表面，冲刷或渗入道基。此外，道肩增加了道面的有效宽度。防止飞机万一冲出跑道发生事故；改善了道面的受力状态，减少道面边板的损坏。 道肩的厚度可按道面设计荷载的50%进行计算。对土道肩则要碾压密实并种植草皮。道肩坡度与坡向与道面一致。道肩外侧的土质表面高程应比道肩低3～5cm，防止植草后土质表面高出道肩，影响道肩排水。 道肩可以是水泥混凝土道面，也可采用沥青类道，当采用水泥混凝土道肩时，其厚度一般为12～16cm。可按C18级混凝土强度等级设计和检验。若用柔性面层，Ⅱ级以上机场宜选用沥青混凝土、热拌沥青碎石或沥青贯入式道肩。 道肩下面的基层与相邻道面下的基层相同。道肩下土基应与道面下土基坡度相同，以利于基层排水，如图13-43所示。 二、防吹屏 防吹屏又称导流屏，是用人工构筑物将喷气流按一定方向和角度导出，防止或减轻喷 气流对未铺道面的地区的侵蚀；在停机坪和维修坪等拥挤地区，减轻喷气流对人员和设施可造成的危害。国际民航规定，喷气流速度超过15m/s时，人员和车辆运行应当避免。 为提高大型航空港的工作效率，充分利用有限的道面面积，各国都在港内设置了高效能的防吹导流设施，以适应不断增大的航站设施业务工作的密度，充分利用有限的地域，减少占地，降低工作造价。 1、防吹坪 防吹坪是防吹屏的一种最简单的型式。在停机坪的外侧，铺筑一定宽度的人工道面，使喷气流不致吹坏道坪以外的土质表面。防吹坪的宽度为12～15m。一般做成二个坡段。靠近停机坪的第一坡段，坡向与道坪坡度方向相同，坡度0.0015～0.020，长度为4～6m；第二坡段坡向与第一坡段方向相反，坡度为0.020～0.150，长度为8～9m。图13-44所示的防吹坪是为歼击机设计的，使用效果尚好。 图13-45所示为改进的防吹坪，其正面宽度为8～10m，能将喷气流导向后上方约45°角，防吹效果较好。 图13-46所示为某Ⅰ级机场利用翻修拆除的旧水泥混凝土道面板铺筑的带导流屏的防吹坪。这种防吹坪轰炸机和歼击机都可以采用，使用效果很好。防吹坪的两个坡面和拆除的旧道面板铺筑。导流屏墙体为现浇水泥混凝土，百叶窗式导流板为预制的钢丝网细石混凝土板。一端固定在墙体内，另一端涂刷沥青，可以滑动。其构造见图13-47。 2、防吹栅(导流栅) 上述型式的防吹坪，结构简单，施工容易，造价低廉，在军用机场用应用比较普遍，其缺点是防吹效果不够理想；固定式作用不方便；占地较多等。 防吹栅亦称导流栅，是利用金属材料制成的百叶窗式防吹导流装置，一般为移动式，组装拆卸方便，防吹效能很高，在许多国家的大型机场上广泛应用。 美国陆军工程兵通过模型试验设计出导流栅的最佳结构如图13-48所示。这种导流栅上有9片弧形叶片，间隔38.1cm(15in)。叶片间距为叶片高的1/3。叶片前缘的切线方向与水平基准面成15°俯角，气流流出缘的切线方向与水平基准面垂直，叶片框架与地面成135°角。 导流栅的工作原理如图13-49所示。气流碰到弧形叶片的光滑表面，总流量的大约2/3被栅截住，其余部分向栅后斜上方流出，调整导流栅与地面的倾角θ，可以得到不同倾向α的偏流，试验表明，当θ=60°时，可得到α=85°的偏流。 碰到叶片而发生偏转的气流，能使从栅的上部通过的气流也产生偏转，在导出的气流和地面之间形成一个净空空间。周围的净态空气流到这块区域内，不会形成低压区，从而达到防吹导流效果，如果导出的气流太接近地面，则在栅后容易形成低气压区，使导出的气流被吸附在地面上，并沿地面流动，导流栅失去作用。 导流栅的高度一般为1.7～2.5m，B747型飞机的导流栅高度为3.5～4.5m。东京成田国际机场在飞机试车区域安装了高度为9m的超大型导流栅。 这种百叶窗式弧形叶片导流栅，每个长2.5m左右，可根据现场情况进行拚装。移动方便，不阻挡视线，现场工作人员便于观察；提高有限地域的利用率，在欧、美、日等国应用广泛。 图13-50所示为3.5m导流栅的构造图。每个栅的宽度为2.5m，长度为2.0m。 图13-51为B747型飞机在4m栅上试验的风速分布图。由图可见，在栅后5m处距地面4m以下范围内的气流速度已降到12m/s以下。 图13-52为导流栅布置平面图。总长47.5m的栅墙，由并排19个2.5m的单个导流栅组成。导流栅之间可能出现开缝，可用2mm厚钢板封堵。 单位个导流栅的固定采用如下的办法：横挡的两端放上200×110×12mm的水平垫板，并用16mm锚固螺杆、螺帽及垫圈，锚固在长度为2.5m的两根钢筋混凝土纵档上。纵档的截面为370×170mm，其重量还不足以抵抗喷气流使其移动和翻倒的力矩，又用长为1280mm，截面积为200×150mm的钢筋混凝土横压板，压住导流栅的纵档。在纵档上开半边槽，压板两端变薄，相互吻合在一起。8块压板并排施在两根纵档之间，两端的两块压板用两根销钉就位，销钉固定在纵档的两个端部(图13-53)。 三、系机环 停放在停机坪上的轻型飞机，遇有大风可能被吹动。为避免飞机相互碰撞发生损坏，在停放轻型飞机(包括直升机)的停机坪上，应设置系机环。系机环的位置按飞机的类型和起落架配置情况确定，因飞机是通过其起落架进行固定的。 系机环的构造如图13-54所示，将直径为18mm的钢筋弯成一定的形状埋入道面板中。在表面预留直径150mm的半球圆孔，孔中的系机环顶部应低于道面表面5～10mm。