机场水泥混凝土道面评价系统的研究

机场水泥混凝土道面评价系统的研究

吴云峰

新疆机场（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：水泥混凝土道面在我国的机场建设中被广泛采用，而随着使用年限的递增，容易出现不同程度的的损坏情况。需要对其进行科学合理的评价，以便确定最经济的维护方式，保证道面处于正常的服役状态。本文介绍了机场道面评价系统的基本组成要素，包括了资产评估目录、道面状态的评估、道面性能的预测、以及道面使用性能的恢复。结合高寒地区机场道面容易出现的冻融破坏等现象，探讨了如何调查评价机场道面的使用性能，以及如何对其进行预测分析。最后，对高寒地区的机场道面评价系统的构成做了简单的介绍。

关键词：机场道面水泥混凝土高寒地区使用性能评价系统

1.概述

随着现代工业社会的发展，货物与人的运输日益成为重要的经济活动，更离不开完善的机场与高速公路网络。机场道面属于露天层状结构物，在使用功能上，承担着飞机的起飞、着陆及滑跑。不仅有着严格的几何尺寸、外观质量等要求，还必须具备足够的承载强度、抗滑性和平整性。在我国的机场修建中，大都采用水泥混凝土道面，由于使用年限较久的原因，道面出现了较为严重的损坏情况，进而影响到了正常的使用。通过研究机场道面的使用性能，进行定期、规范的调查和评价，从而建立科学的评价系统服务。在道面评价系统中，包含了评价指标与模型，便于对道面实现更加统一、有效的决策与管理[1]。

2.机场道面评价系统的基本组成要素

2.1资产评估目录

在机场道面的评价系统中，资产评估目录是一项必不可少的基本组成要素。所提供的目录清单完整而结构化，将道面网络划分为若干个小单元，代表了最小化的维修恢复决策对象，包含了交通量、混合性、功能分类、施工历史、道面结构等基本状况。在网络目录中，每一单元的鉴定数目和面积，都被收纳了进来。

2.2道面状态的评估

机场道面状态的评估，主要是考虑主跑道平整度，确保其达到飞机起飞和着地时的极限速率，需要综合考虑结构表现和功能表现。在道面整修、补强与改扩建中，通过准确的数据输入，能够提供可靠的技术参数。道面评价体系变得更加科学有效，所掌握的机场道面现状更加全面准确，能够制定出更加经济合理的技术方案。

2.3道面性能的预测

现代道面评价系统的构成，基本的组成单元是道面预测模型。对于管理工作决定往往起到了关键性的影响。道面性能的预测，不仅能够用于道面的设计、各项费用的权衡分析，还可以用来选择最优化的预算与检测方案，从而制定科学合理的道面监测与维修方案。道面性能的预测模型，主要包括了确定性和概率性两大类[2]。

2.4道面使用性能的恢复

机场道面的使用性能，优于受到自然环境、飞机荷载等因素的作用，随着时间的推移而逐步降低。因此，需要对其进行必要的养护，以保证飞机的正常运行。在道面评价系统中，道面的养护和维修，需要合理有效的原则与方法，从而保障道面检测、评估结果的准确性。筛选出效益最佳的方案，实现对各项资源的最有效利用。

3.高寒地区机场道面概况

乌鲁木齐地处西北地区，冬季气候极为寒冷，属于典型的高寒地区，存在着季节性的冰冻问题。水泥混凝土道面不仅有着强度高、使用品质好等特征，还有着抗冻性强的优势，因而有被广泛的采用。而在高寒地区的机场，其水泥混凝土道面在冬季容易出现土基冰冻现象与道面表层冻融破坏，在春季则会因融冻与飞机荷载的作用而导致土基翻浆与道面表层剥落现象。不仅会使跑道的平整度恶化，甚至会影响到飞机的滑行安全。因此，对高寒地区的水泥混凝土道面的研究，主要是道面容易发生问题的原因，通过建立科学合理的评价系统，制定有效施工方案以防止道面的冻胀与道面面层冻融破坏，从而保证道面的建设与维护质量，保障飞机的安全运行[3]。

4.机场道面使用性能的调查与评价

对于机场道面使用性能，不仅要进行功能性能评估，还涉及到道面的结构性能评估。对于调查与评估的区域，需要结合道面的结构类型、功能要求、厚度组合、修建历史、完好程度等因素进行划分。在模糊数学的理论指导下，采用层次分析的原理，其性能评价指标包含了单项指标与综合指标，可划分为优、良、中、次、差五个等级。调查与评价的内容，包含了道面的各项使用性能、对飞行保障对象的适应性、道面的剩余使用寿命预估、损坏的成因机理与影响因素、以及道面修复决策方案的制定等。而机场的基础数据、主管部门对机场的定位、相关技术规范和标准，则成为调查与评价的主要依据。对于道面的损坏情况、平整度、抗滑性能、排水性能、承载力、结构适应性等的评价，需要选择合理的方法进行。

5.机场道面使用性能的预测分析

机场道面的使用性能，受到了来自于施工质量、道面结构、周边环境、交通荷载、养护水平等因素的影响。在对使用性能进行预测分析时，确定型模型主要有功能性能模型、结构性能模型、基本反应模型、使用寿命模型等，概率模型则包括了马尔可夫模型、半马尔可夫模型、残存曲线模型等。确定型模型的建模，主要采用力学法、经验（回归）法、以及力学－经验法，而概率模型则以回归分析法、统计分析法和经验判断法为主。

建模所需的数据类型，包括了设计和施工数据、养护和改建数据、使用性能监测数据、交通数据、以及环境因素等方面的数据。所选择的试验路段，不仅要符合统计抽样调查的要求，还应能够充分覆盖各影响变量。建模的一般程序，首先要对模型的用途和预估目标予以充分的明确，对于使用性能变量、相关的影响变量，要把握选用的原则。其次才是对数据进行收集和预处理，对模型的形式和结构做出合理的选择。最后建立模型并对其进行检验，对模型的特定路段、养护水平、改建措施进行标定[4]。

6.基于高寒地区的机场道面评价系统构成

对于机场水泥混凝土道面的评价系统，是以GIS数据管理设计技术为基础的，涉及到普通文件管理、关系型数据库管理系统、以及面向对象的数据库管理系统，描述的内容则包括了时间数据、空间集合体数据、非空间属性数据、非结构化的描述数据。以图为基础的系统设计思想，有效结合了空间数据与属性数据管理，使得道面调查与系统操作变得更加方便。对于高寒地区的机场道面，还应掌握冻融病害的分类、特征与成因机理，客观评价水泥混凝土道面的抗冻能力与压力、强度等因素之间的关系。以一个水泥混凝土板块为最小的管理单元，合理划分区域、子区和管理单元，以便了解道面的宏观与微观使用状况[5]。

评价系统由属性数据库、空间数据库、专家知识库、评价子系统与解释输出子系统构成，其总体结构包括了数据查询模块、适应性评价模块、道面状态预测模块、道面现有状态评价模块、剩余使用寿命预估模块等。不仅能够实现空间数据库、属性数据库的创建与互访，浏览、查询等功能信息，还可以对道面的未来状态进行预测，并进行剩余寿命预估与适应性分析。更加精确的满足了对机场道面状况的宏观把握与微观管理，从而有针对性的开展道面维护和养护活动，在确保水泥混凝土道面工况正常的前提下，更加合理的分配使用资金。

参考文献

[1]刘坚.机场水泥混凝土道面持续性二级模糊综合评价[J].长沙理工大学学报.2012/04.

[2]陈士昌.抗冻型机场水泥混凝土道面配合比设计方法研究[J].城市道桥与防洪.2013/09.

[3]董军,杨祺.高寒地区机场道面病害及温度场影响因素分析[J].路基工程.2010/05.

[4]史保华.防止寒冷地区机场水泥混凝土道面冻胀问题的施工措施[J].筑路机械与施工机械化.2014/10.

[5]刘红叶;毛杰.通用机场水泥混凝土道面评价研究[J].四川建筑科学研究.2012/05.