機場水泥混凝土道面常見病害及其快速修補材料的選擇綜述

孫斐斐+凌海宇

摘要：機場水泥混凝土道面在服務年限內會受到諸如環境因素和行車荷載的共同作用，會出現裂縫斷板類、接縫類、豎向位移類、表層類等四大病害。本文對機場水泥混凝土道面常見病害分類闡述并總結針對病害總結修補材料應用情況，從而提出目前混凝土道面快速修補材料發展建議。

關鍵詞：水泥混凝土道面；常見病害；修補材料

0引言

機場道面是機場飛行最基礎也是最重要設施，無論是跑道、滑行道或是停機坪都承擔著飛機起飛、滑行和停放等重要任務，是機場航空運輸功能得以充分發揮的基礎平臺。航班頻次的增加和一些重型飛機逐漸投入使用不免會使機場道面頻繁承受長期的疲勞和沖擊荷載，再加上自然環境的破壞，例如干濕交替、凍融循環、除冰鹽腐蝕等環境下，許多機場道面會出現不同程度的破損現象，主要為裂縫斷板類、接縫類、豎向位移類、表層類等四大病害。

1裂縫斷板類

裂縫斷板類病害包含縱、橫、斜向裂縫，破碎板或交叉裂縫、角隅斷裂三種類型。裂縫類破壞較輕時會影響外觀，一旦惡化，道面結構使用性及安全性將很難得到保證。對于裂縫類修補，輕微裂縫大多采用灌漿法，較寬裂縫則需局部開槽。錢振東，陳磊磊等以環氧樹脂為基料，以雙酚AE44環氧為乳化劑。通過乳化工藝制備成雙組分反應型處理劑的快速有效裂縫修補材料，以抗壓抗折、粘結強度為基準分析其適用性，此材料粘結性、擴散性、滲透性優良，強度高韌性好，能針對不同程度的裂縫進行修補。西安理工大學王建輝和張浩博等對比分析環氧樹脂、聚氨酯及新型灌漿料（水泥為基材加入天然高強度外加劑組成）對混凝土裂縫修補的效果，以抗壓、抗折、劈裂抗拉和抗滲為指標分析各自優劣，得到不同修補條件下適宜選擇的修補材料。黎巴嫩美國大學土木工程學系Camille A.Issa，Pauls Debs對混凝土裂縫的研究中，將有裂縫無修補料與有裂縫環氧樹脂修補料的試塊對比分析其抗壓強度，發現修補后的試塊抗壓強度恢復許多滿足使用條件。

2接縫類

接縫類病害包含嵌縫料損壞、接縫破碎、板角剝落、脹裂等四種類型，第一種是修補材料性能退化，與原材料粘結失效導致，應及時修補：第二、三種是混凝土板產生碎粒，應清掃后灌填灌縫材料：第四種是脹縫失效，使結構承載力喪失，根據破壞程度進行部分或全厚度修補。同濟大學袁捷、劉文博對接縫嵌縫材料病害進行分析，選取硅酮類、聚氨酯類、局硫類、聚硫氨酯類四種嵌縫材料，以其抗嵌入能力、固化特性等基礎物理特性、與縫槽側壁粘結性、耐候性為指標進行評價分析，將拉伸模量大于或等于0.15MPa的接縫嵌縫材料定為高彈性模量材料適用于溫差小、接縫位移小的機場道面，反之亦然。由于材料性能差異大，不同類型嵌縫材料技術指標也不同，沒有一種標準的可參考的規范。中航第九工程總隊曾運財，郝偉等對比分析聚氨酯、聚硫和硅酮三種接縫材料性能，發現聚氨酯彈性粘結性好，但耐水溫和耐候性較差，聚硫密封膠耐候性好、粘結強度高、但彈性差，改性硅酮類材料優異但價格高，在此性能基礎上，并結合26個機場三種修補材料聚硫類使用良好的實際修補情況，提出一種以聚氨酯為基體，將聚硫原膠與其共混改性得到一種性價比良好的、防水和密封效果優異的新型改性聚硫密封材料。

3豎向位移類

豎向位移類病害包含唧泥和板底脫空、沉陷或錯臺等兩種破壞類型，由于地表水沿裂縫滲入基層進而導致唧泥和板底脫空，機場道面發生普遍，大多采用基礎灌漿法處理，由地基沉陷、基層脫空等引起的沉陷或錯臺根據嚴重程度采取更換灌縫材料、研磨錯臺或是全厚度切割換板等方式。南京軍區空軍后勤部徐洪坤、楊祺等對機場混凝土道面板板底脫空搶修問題進行研究，他提出修補材料硬化后應形成結構致密、水溫定性良好、與混凝土板底密貼的薄層結構，所以選取的灌漿材料應高強度、無離析泌水、無收縮且流動性好等特性，以其抗壓抗折性能為指標，設計出適宜配比的摻加粉煤灰、早強劑、減水劑和膨脹劑等硅酸鹽水泥灌漿材料，12h性能即能滿足規范要求，在實際應用中施工后次日可開放交通且使用良好。上海公路橋梁有限公司陸劍波用四種方式處置錯臺病害，但治標又治本的方式還是注漿法，上海一機場197塊板存在錯臺破損，在周邊區域24h不停航條件下，采用42.5級普通硅酸鹽水泥漿液單液漿和水泥一水玻璃雙液漿相結合的注漿材料進行修補，使注漿后道面與排水溝高差在3mm內，技術要求高，難度大，但順利修補成功，并符合標準要求。

4表層類

表層類病害包括起皮、龜裂和細微裂紋、耐久性裂縫、收縮裂縫及坑洞四種破壞類型。表層類破壞程度較輕時，不宜采用補塊修補，可以在表面灑布水泥混凝土防水增固劑，以此來封堵道面表層微裂縫延緩大面積起皮、露石和集料剝落等現象。海南高速公路股份有限公司包雙雁、王坤等研究出一種水泥混凝土道面超薄罩面修補材料，以水灰比0.3，膠砂比1：2，減水劑1.2%，增強組分0.5%和調凝組分2.5%配合而成，具有早強、快硬、收縮低、抗沖擊性能優異等特點，2h抗壓強度達到20MPa，此材料在河南省某實體路段上成功運用，采用超薄罩面材料對路段30%以上路面出現的輕微裂縫、露骨、麻面、剝落、磨光等破損進行修補，因為其早強快硬的特性，在機場道面上同樣適用。民航西藏區局機場管理部王鵬發出固道水硬性機場道面新型特種膠結材料，水泥基與減水劑、早強劑、緩凝劑按比例復配膠結料，按膠結料：砂：碎石：水為550：614：1045：176配比配置，2h抗壓強度達到29.5MPa，抗折強度達到4.2MPa，28d干縮率為24*10，高性價比無污染的修補材料。拉薩貢嘎機場道面疏松剝落，采用此材料進行修補，效果良好。引起水泥混凝土道面麻面等病害的主要原因之一為堿集料反應，早在20世紀初，美國、加拿大、英國等國家先后對堿集料進行研究，尋找其破壞機理，從而從根本上找出應對策略。

5結語

機場水泥混凝土道面常見病害種類繁多，可用于修補的材料諸如無機類、有機類及其改性物等等亦是多種多樣，針對不同類別的病害選用何種修補材料才能最快速、最優質地進行修補是目前急需解決的問題。基于此，為方便以后根據病害類型能快速選擇合適的修補材料，對日前常用的修補材料性能的測試、歸納總結是前提。endprint