寒区机场道面结构设计
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寒区机场道面结构设计
第1章简介
研究背景和意义
近年来，民航业发展迅速，中国已建成150个民用机场。机场的铺装面积已超过5000万平方米。机场是飞机降落，起飞，停车，补给和维护的地方,也是运输系统的重要组成部分，所以说，机场的路面性能直接影响到飞机运行过程安全性，乘客可以将其作为衡量机场服务水平的一项指标。在高原地区和东北部等寒冷地区，机场的人行道更加脆弱。随着航班数量的增加和大型宽体飞机数量的增加，一些早期的机场人行道结构受到严重破坏，路面性能大大下降。研究机场的人行道结构，改善路面性能并延长路面寿命成了当务之急。在寒冷地区设计机场人行道结构的过程中，主要考虑因素是沥青混凝土的人行道材料性能，抗冻性和耐腐蚀性。沥青混凝土是机场路面的主要材料，因此有必要深入了解和研究其抗冻性模式。多年冻土建设过程的困难在于，冻土的性质不稳定，易受温度波动的影响，多年冻土的分布与环境温度密切相关。
随着社会的发展，运输，结构，运行和气候条件的日益复杂，导致在寒冷地区机场跑道结构建设项目的决策，设计，管理和建设中出现了许多理论和方法受到限制。在寒冷地区开发机场项目。因此，有必要对寒冷地区机场跑道道面结构的设计进行系统的调查，准确掌握机场道面的实际情况和发展趋势，选择合理的机场道面计划。
2 国内外研究现状
国外研究现状
al（1996）指出，导致寒冷地区的沥青混凝土路面遭到破坏的因素有很多，其
中与温度相关的两种类型是低温开裂和车辙，并且他还认为，对于这两种类型的破坏方式，可以从设计的角度进行解决，充分考虑沥青结合料和集料等方面因素，并结合实际验证结果进行设计，可以有效降低温度对这两种破坏方式的影响。Guy Dore（2002）寒冷地区沥青路面的主要问题是：（1）冻融会加剧沥青混凝土路面的低温裂缝;（2）沥青混凝土路面的冻胀裂缝;（3）冻融不均引起的季节性长期路面不均匀;（4）到了春季，冰雪融化的时候，道路路面对车辆德尔承载能力降低 Monismith等人（1980）分析了裂纹尖端附近的橡胶沥青中间层在应力集中的耗散情况，经过实验验证得出，其软弱夹层有延缓裂缝向外扩张的作用。Coetzee，Franken，等人对此问题进行了类似的分析和研究，但是Franken的工作表明，夹层材料越坚硬，其抗裂性就越明显。
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根据加拿大运输部（ATR-021（AK-77-68-300），1995年）的经验，加拿大一家主要民航机场运营商结合自身的发展需要和当地的实际情况，研制实用性很强的沥青路面的设计方法，这种方法适合动地特别寒冷的区域，因为加拿大的大多数机场都处于这种环境条件下，所以受到当地政府的高度重视。对机场交通的研究以及预测路面荷载水平和土壤基础的承载力研究表明，设计曲线确定路面的路面厚度，然后确定路面的防冻剂和所需的沥青要求。
美国陆军统一设计标准（UFC 2-260-02，2001）提供了两种灵活的路面设计方法，即CBR方法和弹性分层系统方法。在传统的路面设计中，要想科学的制定出设计所需的路面结构厚度，就需要充分考虑不同的飞机总重、飞机起落架构型等多种因素，并将这些因素绘制成曲线图，将其作为结构设计的重要参数。
日本交通运输部民航局编辑的机场沥青路面设计要点（冷培三，翁兴中，蔡蔡良才，1993）正式将CBR方法认证为机场路面设计的基础，其最终的路面厚度要由该种方法所得到的计算值来决定。澳大利亚联邦机场协会的APSDS（Leigh J. Wardle和Bruce Rodway，1995年）是根据弹性分层系统路面设计程序CIRCLY
开发的。弹性分层系统用于计算路面结构的响应，路面材料的特性不仅考虑了各向同性，而且还可以模拟横向各向异性和粘弹性等特征。
希腊（A. Loizos和G. Charonitis，2004年）采用ALI-APLI系统航空公司推荐使用CAN-PCN系统来评估机场路面的承载能力和结构性能。弹性分层系统理论用于计算路面结构的机械响应。这可以考虑到由沥青层疲劳裂纹和严重的过应力引起的沥青层表面变形。
国内研究现状
在国内，国内学者对路面结构的抗冻害性进行了大量的研究和分析，1999年李金玉等通过快速冻融实验表明冻融过程是物理过程。通过比较实验方法和评估因素，对其进行了深入研究，并讨论了这两种方法之间的差异。刘泉声分析了岩石中单个裂纹的冻胀过程，并对冻胀力方程进行了数值模拟。2013年隧道衬砌裂缝的有限元模拟。王海年首次将太阳辐射、气温、空气湿度等因素作为重要考量指标，建立的有限元模型是基于相变的路边非恒定温度场。司伟等人，根据现有得到研究结论，创建了新的有限元模型，即以多年冻土区路基温度场为基础，深度解析了路面结构呈厚度与其路基的温度之间存在的联系。袁希忠等还研究了多年冻土期初始温度和冰含量对上层活性层厚度的影响，并分析了不同类型的冻土的力学性能对温度变化的敏感性。李金平分析了多年冻土区路面结构变化对子场温度场的影响。这些研究和实验工作为跟踪工作奠定了良好的基础，从各个方面研究了影响路面抗冻性的因素。随着人们对路面承载力的需求增加，人们通常选择浇筑致密的混凝土或沥青路面结构，因此渗透性路面的研究和应用进展缓慢。国内很多专家学者还专注于连续浇筑渗透性混凝土和渗透性沥青路面的研究，这实际上与路面得到渗透性有关，由于白天和晚上之间的温差很大，因此寒冷地区的机场在下雨或下雪时会渗透混凝土，当混凝土用水饱和以后，温度较低时会发生冻结和解冻，所以说昼夜温差大可能导致冻结/解冻循环并损坏混凝土结构。徐健等利用非稳态相变温度场的数学模型和热弹塑性霜冻模型研究了冻融活性
层厚度的变化，有效减少土地破坏。考虑到多年冻土区路基的特点，中国学者进行了重要研究。解决路基上季节性冻土流动的一种方法是盐化。 Shen Zhe等人研究了长春特定机场的土壤样品，并提出了影响因子和与土壤冻胀因子的函数关系。合理处理土壤区域中的机场跑道基础。刘伟波及其同事分析了日本和国外多年冻土地区的机场跑道维护技术的现状，并讨论了主动冷却路基技术对多年冻土地区的机场跑道的适用性。在评估非冻结地区的跑道通行能力方面，也取得了重要的国内研究成果。李晓刚等人提出了一种评估机场跑道承载能力的方法。张建林等通过实际测量和理论挠曲拟合，确定了反应弹性模量和基础排斥弹性模量，完成了机场人行道承载力的计算。张献民等提出了一种计算机场复合路面承载力的方法。
本文研究的主要内容
寒冷地区机场人行道结构的设计主要是基于冻融破坏，耐久性，寒冷地区机场人行道的承载力，温度，湿度，除冰剂等在施工和维护相结合的作用下进行的。在充分考虑外部环境的基础上，研究寒冷气候下的机场人行道损坏模式和相应的解决方案，以结构力学的角度分析路面结构，并将相关的设计指标作为研究机场路面沥青路面抗冻害性能的影响因素，然后寻找相关参数，探索提高路面耐久性的方法损害预测公式，这也为优化后续铺装材料，施工过程以及评估表面结构状况提供了理论依据。与此同时，相关学者研究了路面宽度的结构力学，找到了适合于寒冷地区机场路面的设计指标，并设计了寒冷地区机场路面的设计，最终为寒冷气候下机场人行道的建设和维护提供了理论依据。
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技术路线
调查沥青混凝土路面的性能并收集相关数据，以分析主要损坏类型和真实路
面结构的发生机理。在寒冷地区的机场人行道结构中，需要通过分析和比较各种设计指标和损坏估算公式来确定烤箱的主要参数。分析了寒冷地区机场人行道结构的设计指标和设计方法。
第二章 寒冷地区机场沥青道面结构破坏模式与解决措施
沥青混合料典型组成结构
沥青混合料的强度组成原理主要有两种：镶嵌原理和紧凑结构原理。因此，
沥青混合料的结构可分为根据镶嵌原理构造的结构和根据致密结构原理构造的
结构。通常，矿物材料之间的挤压力和内部摩擦力是主要的因素，并补充沥青粘合剂的组合以形成沥青混合物的结构强度。矿物材料之间的内聚力是主要的，并补充矿物材料的颗粒间混合力和内部摩擦力以形成沥青混合物的结构强度。
根据上述原理，通常可以通过三种方式构造沥青混合料的结构：
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（1）悬浮密实结构：这种类型的混合物通常由连续分级的矿物混合物组成。尽管通常使用最佳的粘合原理来设计具有高密度和良好强度的结构，但是沥青材料和物理条件对该结构具有重大影响，从而导致较差的温度稳定性。
（2）骨架空隙结构：混合物中的粗骨料紧密相连，细骨料的含量相对较小，因此这种结构称为骨架空洞结构。这种混合物具有较大的空隙，骨架由石头组成。粗骨料和镶嵌力之间的内部摩擦对这种结构有很大的影响，因此沥青的影响相对较小。
（3）骨架密实结构：这种结构混合物的结构通常由一定数量的粗骨料组成，然后根据空隙的数量添加一定数量的细骨料使其相对致密。
机场沥青路面性能
沥青路面具有施工时间短，减震性能好，维护保养方便等优点，因此在中国机场建设中得到了广泛的应用。飞机负载远高于正常的汽车负载，再加上温度和湿度等环境因素，机场沥青路面容易受到诸如细小，逐渐破裂的损坏。路面的外观表现为局部增白现象，增白区域的渗透系数高于非增白区域的渗透系数。另外，沥青路面具有防滑性和不渗透性，并且使用防雾密封层提供了路面干燥性能。温度对沥青路面的性能有重要影响。随着温度的升高，沥青混凝土的剪切和压缩性能显着下降。沥青路面的厚度对剪切性能也有一定影响，这与其周围温度环境也有关系，当厚度值超过一定的标准，会对沥青混凝土路面的剪切性与抗压性造成影响，用线性关系表示为抛物线形状，即当达到抛物线点以后，沥青混凝土厚度
与其剪切强度和抗压强度成负相关关系。
机场沥青路面的损坏形式及产生机理
沥青路面的表面结构包括表面，基础垫层和土壤基础。沥青表层通常使用沥青混凝土，基础层通常使用沥青稳定的砾石，沥青混凝土，无机粘结剂稳定材料也有分级砾石等；垫层通常是分级砾石。包括以下类型（请参见图2-1）：（a）柔性道面结构 (b)半刚性道面结构 (c)复合道面结构
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图2-1 机场沥青道面结构类型
机场沥青路面的损坏是由于其他因素引起的，例如飞机反复装载，机场环境的变化，路面材料的损坏，路面结构的结构缺陷，导致结构损坏和路面结构的劣化。这些都是对路面造成影响的关键性因素。沥青路面的损坏类型可分为五类：（1）裂纹损伤：在路面上出现水平裂纹，垂直裂纹，反射裂纹，滑动裂纹和其它裂纹。沥青的硬化会导致沥青混合料收缩，由于沥青硬化而导致人行道中的水平或垂直裂缝，低温裂缝，地下裂缝导致的反射裂缝以及地基的垂直沉降不均匀。这两个裂缝会降低跑道结构的性能。此外，施工缝也会引起纵向裂缝。块裂通常是由沥青混合物的收缩和温度变化引起的。滑移裂缝通常发生在表面裂缝较弱或表层与下层路面结构之间粘附力差的区域。疲劳裂纹损坏是由于在车轮载荷下沥青表面底部的大应变引起的。
（2）变形和损坏：在载荷和外部环境的共同作用下，路面改变了沥青路面的形
状。这包括车辙，挤压，沉降，膨胀，起伏等。导致人行道表面车辙的因素包括重复施加飞轮载荷，沥青混凝土的高温稳定性和塑性变形抗力不足，或者基层或沥青混合表面的硬度不足。图层材料被装入飞机。重复作用下的压缩变形和横向剪切位移；例如，由于混合物的热稳定性差而引起的偏移，飞机的行为是产生由剪切形成的大水平力；沉降是基础由于土壤基础沉降的固结不足或压实不足，会导致表面沉降不均匀和严重的纵向裂缝。同时，由于土壤基础的压实程度不同，土壤基础的强度不同会损坏路面。冻结或膨胀的土壤会导致人行道表面受到冰冻力的作用，而路基上方的水会使人行道膨胀和破裂。另外，由于混凝土板中的裂缝，水泥混凝土路面中的沥青和辅助路面可能很小。路面形成波浪条纹的原因是由于在进行路面施工过程中没有严格按照国家施工标准进行施工，施工质量没有保障，这也就使得路面上所用到的材料不能承受其硬钢承受的车轮水平力。（3）分解破坏：沥青粘合剂和集料被剥落，表面磨损，并且存在诸如老化和松弛等功能破坏。松弛会散布在整个道路上，并且通常在轮迹区域中是可怕的。而造成这一现象与沥青含量有之间关系，当其含量低于标准数值，会大大降低沥青与集料之间的粘合性，还有一个原因有可能是因为沥青本身存在老化的问题，集料和沥青之间的粘合力会受到动态水力侵蚀不足以忍受。
（4）由于失去路面防滑性能而引起的损坏：是指对沥青路面表面的功能性损坏。这包括溢流，抛光，油腐蚀等。洪水的内部原因通常是沥青混凝土的设计或施工不当，外部原因是环境温度过高。路面防滑层由于骨料组合物设计中骨料硬度和耐磨性的降低，会发生抛光。为了达到有效预防的目的，必须选择更好的材料集料。油腐蚀通常是由不当操作或振动引起的，并会损坏路面。
（5）其他类型的损坏：主要包括喷射烧蚀和斑块损坏
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综上所述，可能导致机场人行道功能损坏的主要因素包括车轮载荷，外部环境材料的设计和建造方法的操作和管理，以及其他因素及其综合影响。从路面应
力和变形的设计开始，考虑现有的设计规范，并考虑材料，结构，环境和荷载在沥青路面结构设计中的综合作用。
寒冷地区沥青路面的主要破坏模式和特征
在寒冷和冰冻的地区，由于气候环境和负荷的影响，大多数半刚性的基础沥青路面结构都表现出早期损坏，通常在使用1-3年后表现为道路车辙，裂缝和洪水损坏。最重要的损坏是诸如水平和垂直接缝之类的裂纹，其中主要是垂直的，其次是一些块状裂纹和凹痕。
设计人行道时，设计人员通常会考虑人行道的抗冷裂性。但是，夏季这些区域的温度也相对较高，在设计过程中并未充分考虑人行道表面的高温稳定性，从而导致进一步的车辙损坏。表面维护不能完全解决车辙问题，并且会影响沥青路面的性能。高山地区机场人行道的主要破坏方式和特征相似，其类型分为以下六点。（1）沥青过早老化
（2）路面泛油
（3）路基冻胀和融化引起的路面损坏，包括隆起，灌浆，裂缝，波浪，沉陷（4）沥青路面变形
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（5）水损害，例如表层抽水，点蚀，变形和局部网络裂缝
功能如下所示。
（1）沥青过早老化
老化的路面看起来非常干燥，沥青变脆变硬，并且路面的疲劳耐久性和抗冷裂性大大降低。而且，老化后的沥青粘合性非常差，并且路面变得疏松，破裂和脱落，从而进一步加速了路面上失水的产生。紫外线越强，沥青老化的速度就越
快。
（2）路面泛油
油腻的道路使汽车打滑。在炎热和寒冷的地区，沥青混合物的低温要求可能需要相对较高的温度，从而导致沥青用量相对较高且孔隙率较低。然而，在夏季，温度高，紫外线强并且沥青具有高的吸热能力，这使得道路表面更容易被淹没。（3）冻胀造成的路面损坏
在季节性结冰的地面上，路面很容易受到此类损坏。在低沉降区域，路面上有小坑，但路面基本平坦。路面在沉降严重不均的区域产生大坑或波浪。如果路基的土壤质量较差，则沥青表面会出现冻胀裂缝。
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（4）沥青路面变形
对于寒冷气候下的机场人行道，飞机水平剪切和车辆载荷引起的人行道剪切和剪切波变形现象更加严重。
（5）洪水
水害与机场的降雨密切相关。在反复的车轮载荷和温度膨胀和收缩的影响下，水进入沥青-骨料界面。当路面经过雨水的冲刷，根据流体动力学原理分析可以知道，路面的沥青薄膜会逐渐剥离出来，失去沥青薄膜得到混合材料会失去应有的凝聚力，最终导致路面损坏。
温度对沥青混合料性能的影响
温度差异受季节的影响很大，沥青路面的多次冻融循环会显着降解沥青材料。（1）沥青材料的抗压强度降低：当温度降至冰点以下时，水冻结导致沥青材料的内部结构变差，内部缝隙随之变大，最终导致路面结构失去承载能力，其整体
抗压性能也会受到影响。
（2）降低沥青材料的回复系数：温度升至冰点以上，混合物中的冰融化，膨胀的孔结构收缩，但形成永久的塑性变形。经过多次冻融循环后，回弹模量降低。}
（3）劈裂强度降低：沥青路面经历长期的冻融循环，水逐渐渗入沥青混合物的各个位置，导致沥青混合物之间的内聚力降低，结果劈裂强度降低。。
寒冷地区沥青路面冻裂预防技术研究
当前在寒冷气候下沥青路面的防裂技术主要包括裂缝密封，应力吸收层设置，改进的路面材料替代，低温回收技术。前两种施工技术已经变得更加成熟和研究。低温再生技术
冷再生是指使用工程机械在室温下对路面的破损部位进行研磨，并添加再生沥青材料并均匀混合的方法，将原始破损部位布置好以防止破损。保证沥青路面具有一定的承载能力。
修补后的铺路材料更换技术
改性路面材料的替代主要是替代两种类型的沥青材料稳定剂，即水泥和沥青。水泥稳定剂的添加方法：
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（1）将细粉状水泥均匀地铺在路面上，进行再生处理后，完成了原始路面和新水泥材料的结合。
（2）使用专用的搅拌车将混合后的水泥送到再生器。
（3）通过撒布车进行布料。
沥青稳定剂通常使用乳化沥青稳定剂和泡沫沥青稳定剂。沥青稳定剂不会产生收缩裂纹，并且可以更快地通过沥青稳定剂与原始沥青混合料之间产生内聚力，再生处理后的沥青路面具有一定的强度，不易破碎。经沥青稳定剂处理的路面强度，耐水性和抗疲劳性可以大大提高。
第三章寒区机场与普通机场水泥混凝土路面的比较分析
寒冷地区机场混凝土路面耐久性的比较分析
寒冷气候下的路面耐久性显然不如正常区域。根据数据，使用3-5年后机场铺面将被破坏，严重影响飞机的起降，存在隐藏的危险。探析其原因，首先是除冰液的效果，它使用除冰液为飞机除冰，因此路面浸入了除冰液中。大多数混凝土板被损坏，并且主要集中在停放位。另一方面，板接缝处的混凝土裂缝沿接缝方向发生破裂，最终出现板的大面积破裂。在严重的情况下，表面的大面积砂浆可能会剥落并使混凝土松散。由于混凝土具有大量相连的孔，水会冻结并在孔中膨胀，从而产生霜的膨胀应力。这增加了混凝土的孔隙率，并且在融化后不能恢复到其原始状态。多次冻融循环会导致混凝土孔隙破裂并剥落混凝土表面。它从表层逐渐发展到内部，混凝土被破坏。除冰液会发生氧化还原反应，生成的反应物与混凝土发生新的化学反应，最终形成晶体，最终在晶体应力的作用下使混凝土表面发生破坏。这是停放位置混凝土表面被破坏的主要原因。机场路面在寒冷气候下的耐久性差，表现为不渗透性，抗冻融性和降低的耐腐蚀性。根本原因是渗透率低。因此，解决寒冷地区机场路面混凝土耐久性差的基本措施是减少混凝土的连接孔，增加混凝土的用量或密度，即提高混凝土的渗透性。
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与正常人行道相比，寒冷地区的人行道特有疾病
研究表明，在中国的东北，华北和西北地区，寒冷地区的机场在过去十年中遇到了路面耐久性问题。典型的损坏现象是水泥混凝土表面的裂缝，其中沉积有白色或黑色粉末等问题，例如表面剥落等原因导致。根据调查显示，发生这些问题的主要原因为冬天机场为了除冰，大量抛洒除冰液与除冰盐，并且在没有及时处理
残留的情况下频繁的使用飞机，给路面带来压力，常见的问题现象为路面出现浮冰或者路面表层发生剥落。
冻结
寒冷地区的雨季通常是夏季和秋季，冬季之前，地球表面潮湿，地下水位较高，这回让土壤层的湿度高于平常的数值，到了冬季，温度大幅度降低以后，土壤基层会被冻结，地面温度逐渐降低;当温度变为0°C或更低时，土壤层中的缝隙存在的水会结冰，最中以冰晶的形式出现在地表，冬季时的地表温度经常为零度一下，土壤颗粒周围的结合水开始冻结，形成冰层。秋季土壤基础含水量高，水量增加即会影响地下水的水位高度，进而出现土壤质量的变化，在很多地区的冬季，室外气温总是在零度浮动，土壤基础温度为-3至-5°C。容易形成反复减少的冰层。相关数据显示，在区域I下方约 m的区域中，以及区域II距地面约 m的区域中有大量的冰积聚。冻结后，体积膨胀约9％，冰的堆积基部通常会冻结，但是冰层越厚，冻结的量就越大。
路面剥离
水泥混凝土路面表面有一薄层砂浆，厚度约为3至5毫米，由于内部和外部因素，砂浆层脱落，这种现象称为路面剥离或剥离。
1）由于水泥混凝土路面砂浆层和混合物之间的界面分离，表面砂浆分离并掉落。由于过度振动或其他原因，表面砂浆层太厚（大于5毫米）。地面砂浆的密度与铺路板的整体密度之间存在很大差异。在温度和湿度应力的作用下，变形速率不同，发生物理分层，并发生分层。
2）如果保养不当，将发生剥离。水化反应是混凝土早期最常见的现象，会导致路面温度高达60-70°C。不合时宜的喷洒养护用水会对路面其相反的作用，导致砂浆层迅速收缩，并且在热剪应力的作用下，表面砂浆层看起来像斑点或薄片。3）冻融脱皮。水泥混凝土有细微的裂缝。浸泡在积聚的水中后，水会逐渐渗透进入混凝土中。当温度降至0°C以下时，水冻结，体积增加约10％。融化后，淡水将通过毛细管作用进行补充，并在温度降至冰点以下时再次冻结。冻融循环
是寒冷机场水泥混凝土路面分层的主要原因
寒冷地区与正常地区机场铺装方式的比较分析
与普通路面相比，寒冷地区的路面建设存在许多问题。例如，在冻原中建造的跑道通常在较冷的季节运行，但在较温暖的月份，跑道的底部由于冰而冻结并融化，导致跑道明显变形，此时需要对跑道采取关闭手段。这些特性使多年冻土区的许多跑道成为季节性使用跑道，从而缩短了运行时间，缩小了规模。此外，在较热的月份，由于霜冻起伏引起的机场跑道裂缝，不均匀沉降和路面弯曲会影响飞机的安全起降。现有研究和发现表明，永久冻土区的机场跑道混凝土路面上的霜冻损害通常很严重，而且耐久性较差。
多年冻土区的机场跑道基础施工一般采用以下施工方法：
（1）碎石交换跑道
如果跑道所在区域的多年冻土比较浅，则范围相对较小或分散。可以删除原始的永久冻土层，然后将其替换为砾石以构建跑道。例如，漠河古连机场（53°N）于2006年6月21日正式开始建设。这是中国第一个在冰冻土地上建造的机场。针对多年的冻土问题，采用开挖初始冻土层并用砾石填充的方法。多年冻土最深的部分超过10 m，西部的超过3 m，跑道间隙（冻结地面深度为10 m）占整个项目的三分之一。据统计，总面积为 x 104 m2的飞行区跑道通过开挖，回填和滚动进行了180 x 104 m3的土木工程。此外，为解决跑道防水问题，铺设了2x104平方米的防水土工布以防止水渗入，并在土壤层含水量高的地方安装了四个120米长的排水沟。但是，跑道已达到正常的排水标准。此外，黑龙江省宜春市林杜机场在调查期间发现了零星的多年冻土分布，且冰含量不高。最后，采用冻土开挖代替碎石的方法解决了冻土工程问题。冻土开挖约为5,000 m。在上面的砾石更换工作的上述示例中，根据实际施工现场确定了特定的工程量。这种方式存在已经将原始冻土的问题很好的解决，但是其仍然存在一定的局限性，当机场跑道的多年冻土分布区域较宽且多年冻土层的厚度较大时，该方法的施工过程中用于挖掘，回填和运输的土方量将非常大，并且施工成本也将很大。因此，它的实用性大打折扣。
（2）隔热跑道隔热跑道首先出现在阿拉斯加的永久冻土区。绝缘材料是发泡聚苯乙烯泡沫板（XPS）。现场监测和测试结果表明，就绝缘性而言，现场制备的聚氨酯泡沫由于强度低和吸水率高而在现场测试中的性能相对较差，失去对其评估的权威性。
（3）热管跑道
热管是一种利用气液两相介质对流散发热量的管式冷却装置（热虹吸管），多年冻土区的机场跑道建设技术的现状是每年的工作时间受到限制。由于热管成本高，项目预算相对较高。另外，热管的日常维护成本高，工程成本高，热管损坏后更换或维修困难。热管在运行过程中会损坏，导致工作流体泄漏等，并且将无法正常运行。至于跑道的特定热管结构，几乎没有参考资料。例如，应进一步考虑热管长度和插入角度的设计标准，外部散热器部分的处理细节等。
（4）基岩跑道
在永久冻土区建造机场跑道时，最理想的情况是避免在选择地点并在基岩上直接建造跑道时避免因冻土引起的工程问题。例如：法国阿尔卑斯山的高雪维尔国际机场。机场直接建在阿尔卑斯山的岩石上。由于地形限制，这个小型机场的跑道只有约500 m，只有一些小型飞机才能起降。此外，格陵兰岛的沿海地区有大量飞机跑道，基本上是直接在基岩上建造的。因此，由于这种地质条件，格陵兰不受冻土引起的工程问题的影响。因此，很明显，岩石跑道可以轻松有效地避免由于冻土而引起的工程问题。但是，限制条件非常大，对地质条件的要求很高，在选择地点时还必须考虑飞机的安全起降，并且对地形的要求也很高。因此，通过选址避免冻土工程问题不适用于大多数土层较厚的多年冻土地区。