[发明专利]一种多年冻土地区机场跑道结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种多年冻土地区机场跑道结构及其施工方法，该跑道结构自上而下依次为环氧树脂混凝土磨耗层、土工格室固化土层和土工格室压实土层，所述土工格室压实土层设置在多年冻土道基基床上；其中，土工格室固化土层包括土工格室和填充在土工格室内的水泥‑水玻璃发泡固化土；其中水泥‑水玻璃发泡固化土是以就地获取的土为主要材料，以土体固化剂普通硅酸盐水泥和水玻璃作为次要材料和满足流动性和水化反应过程所需要的水以及发泡剂，经过搅拌的可固化拌合物，与多年冻土地区传统跑道建设技术相比较，利用本发明建造的机场跑道具有热工性能好、抗冻胀能力强、工后沉降及差异沉降小、施工造价低、道面不开裂、服役寿命长等优点。

技术领域

本发明属于铺装领域，具体为一种多年冻土地区机场跑道结构及其施工方法。

背景技术

我国境内多年冻土面积约占国土面积的21.5%，根据我国机场建设的中长期规划，未来将在多年冻土地区及部分季节冻土地区陆续开展机场建设，到 2020 年将陆续新增数十个小型支线及通勤机场。在黑龙江省境内，已建成漠河和加格达奇机场，规划有五大连池、抚远等支线机场。在青海省境内，将新建花土沟通用机场，以及德令哈、果洛、祁连、青海湖等支线机场。西藏境内还会新建那曲机场。以上这些机场大部分位于多年冻土地区，机场跑道的修建将无法回避冻土工程问题。

总结分析国内外多年冻土区机场跑道修筑技术的现状，其跑道类型主要有：基岩跑道、开挖换填法修筑的跑道、铺设隔热层的跑道、安装热管的跑道，共4类。鉴于我国多年冻土区的特殊性，国外的跑道修筑经验只能在一定程度上参考。国内在冻土区铁（公）路的修建过程中发展了很多稳定冻土地基的工程措施，但是由于飞机跑道的特殊性（宽幅、更高的平整度要求、较大的飞机荷载等），使得铁（公）路的建设经验不能照搬到机场跑道的建设上。

就机场道面的材料而言，一般有沥青混凝土混合料、硅酸盐水泥混凝土、复合道面。而一些小型的冻土区机场，则直接采用粗糙的砾石道面。在多年冻土地区，气候一般都比较恶劣，普通道面混凝土难以满足机场道面抗冻性和耐久性要求。寒区机场道面混凝土耐久性破坏的根本原因是混凝土抗渗性差，水分及腐蚀性介质易渗入混凝土内部孔隙中，导致混凝土抗冻融性及耐腐蚀性劣化。通过往混凝土中掺入高效减水剂和引气剂，所配制的混凝土强度和和易性则可以满足机场跑道的正常设计要求，抗冻等级可以达到F350以上（注：混凝土抗冻等级为F350，是指混凝土能抵抗不低于350次的冻融循环而不失效）。

由于相对车辆荷载而言更大的飞机荷载，以及飞机燃料泄漏、气流冲击、沥青道面的强度问题和流变性能、飞机荷载的重复作用和环境条件，使得沥青或者沥青混凝土等复合材料建造的跑道道面会随着时间形成逐渐积累的永久变形，如飞机轮辙。这种现象在多年冻土区的机场跑道尤为明显。如何解决这样的道面病害问题，还需要做进一步研究。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种多年冻土地区机场跑道结构及其施工方法，它抗冻能力强、抗开裂性能好、道面沉降及差异沉降小。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种多年冻土地区机场跑道结构，该跑道结构自上而下依次为环氧树脂混凝土磨耗层、土工格室固化土层和土工格室压实土层，在所述环氧树脂混凝土磨耗层与土工格室固化土层之间设置有环氧树脂粘层，所述土工格室压实土层设置在多年冻土道基基床上；其中，土工格室固化土层包括土工格室和填充在土工格室内的水泥-水玻璃发泡固化土。

进一步的，所述环氧树脂混凝土磨耗层厚度为5cm；所述土工格室固化土层和土工格室压实土层均为20cm。