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机场工程人家微信公众号对《民用机场水泥混凝土道面设计规范(征求意见稿)》进行了讨论,提出了几个值得商榷的问题,包括防冻层厚度、冻深指标、标题表述和冻土相关内容等。季节性冻土地区道面结构冻融损害现象普遍,需要抗冻设计计算和防冻措施。最小防冻层厚度是道面结构设计的重要指标,应在综合研究基础上提出。
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请浏览 长安忆 机场工程人家 2024-01-22 00:00 发表于江苏

《民用机场水泥混凝土道面设计规范(征求意见稿)》

讨论之十三

2024年1月5日,“机场工程人家”微信公众号发表了对《民用机场水泥混凝土道面设计规范(征求意见稿)》的感受,受到了机场工程建设业内人士的关注,热心业内人士积极从专业上发表意见,从技术上建言献策,希望对这一轮《民用机场水泥混凝土道面设计规范》的修订有所帮助。
季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。季节性冻土是受季节性的影响,冬季冻结、夏季全部融化。我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米,占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤,向东经昆明、贵阳,绕四川盆地北缘,至长沙、安庆、杭州一带。季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3米,往南随纬度降低而减少。季节性冻土的冻胀性、融沉性等特性对机场道面工程影响重大。为了保证道面的整体强度,防止泥,提高道面的平整度,延长道面的使用寿命,在季节性冰冻地区除设置基层外,还需设置防冻层。防冻层设计成为了道面厚度计算之后,必须进行的一项设计内容。
在学习《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(征求意见稿)表4.2.9时,发现有几个值得商榷的问题,现提出供大家讨论。
1、大幅度提高最小防冻层厚度的原因未说明。征求意见稿的表 4.2.9 与《民用机场水泥混凝土道面设计规范(MH/T5004-2010)》的表4.3.2相比,最小防冻层厚度有了较大的提高。特别是当地最大冻深为1.51m2.00m时,最小防冻层厚度增加最大,最大的增加了1倍还多(114%)。为什么要增厚?这些数据是从何而来?该条的条文说明均未加以说明。建议在条文说明中对表 4.2.9部分括号外的数据来源进行说明。位于约800mm厚道面结构层下土基的冻深与当地最大冻深相近,不好理解。
2、区分“道路多年最大冻深”和“当地最大冻深”,合理选取最小冻深。征求意见稿表4.2.9中括号内的最小防冻层厚度数据与《民用机场沥青道面设计规范》(MH/T5010-2017)表4.3.6-4和《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(MH∕T5004-2010)的表4.3.2最小防冻层厚度数据基本一致。但与《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)的表3.0.9和《季节性冻土地区公路设计与施工技术规范》(JTG/T D31-06-2017)的表6.5.1有所区别。
值得注意的是:《季节性冻土地区公路设计与施工技术规范》(JTG/T D31-06-2017)的表6.5.1和《公路沥青路面设计规范》(JGTD50-2017)的表B.6.2及《民用机场沥青道面设计规范》表4.3.6-4中采用的分级指标是道路(面)多年最大冻深;而《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)的表3.0.9和《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(MH∕T5004-2010)的表4.3.2采用的分级指标是当地最大冻深。虽然(MH/T5010-2017)和(MH∕T5004-2010)分别采用了“道面最大冻结深度”和“当地最大冻深”两个不同的分级指标,但最小防冻层厚度数据(括号内)却基本相同,应审核。
根据《季节性冻土地区公路设计与施工技术规范》(JTG/T D31-06-2017)的规定,计算道路多年最大冻深采用如下公式:
算例:道面结构为材料为:水泥混凝土层厚度0.36米+水泥稳定碎石基层厚0.4米+级配碎石垫层0.3米+黏质土压实土基,道基填方高度1.8米,道基干湿类型为中湿,当地最大冻深为1.6米,求道面多年最大冻深。
解:根据规范查得各层材料的热物性系数,求得
查表得 c=1.02、b=0.95。
则道路多年最大冻深为 ==1.29×1.02×0.95×1.60=2.0(米) 。
由此可见,道路多年最大冻深和当地多年最大冻深不是一个指标,其数值也不相同,本算例中道路多年最大冻深比当地最大冻深深了0.4米。
3、题表述欠清晰。“表4.2.9 季节性冻土地区最小防冻层厚度(m)”建议改为“水泥混凝土道面结构最小防冻厚度(m)”。
4、建议补充冻土相关内容。如:对于特殊地区的水泥混凝土道面结构最小防冻厚度要求;提高面层、基层、垫层和道床耐久性措施;多年冻土地区的道面结构设计要求等。
季节性冻土地区道面结构冻融损害现象比较普遍,反复的冻融循环不仅对道面面层造成破坏,还会对基层、土基造成破坏,影响基层的整体稳定性和耐久性。为有效防止或者减少冻融损害现象的发生, 就需要对道面工程进行抗冻设计计算,通过设置防冻垫层等措施,以达到道面最小防冻厚度的要求。
水泥混凝土道面最小防冻层厚度是一项重要的设计指标,主要依据工程实际、现场实验及前人研究成果确定。具体计算时要充分考虑当地的气候、水文、地质、结构层材料特性等综合确定。最小防冻层厚度的正确性、合理性直接影响到季节性冻土地区道面结构设计的合理性和科学性,不合理的最小防冻层厚度或造成工程建设经费的浪费,或导致道面结构的提早损坏。因此,规范中规定的道面最小防冻层厚度应在充分吸收前人研究成果、开展现场试验验证、同时综合考虑技术经济的基础上提出。
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机场建设的工作思考、工程范例、过往经历。
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