淺析機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面裂縫治理

0 引言

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面是以水泥混凝土板、基層、墊層所組成的道面。道面結(jié)構(gòu)受飛機(jī)輪載、累計(jì)作用次數(shù)、土基反應(yīng)模量、基層頂面反應(yīng)模量、水泥混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等因素的影響[]。若對(duì)機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面處置不當(dāng)，容易產(chǎn)生剝落、露骨、麻面、斷板、錯(cuò)臺(tái)、裂縫、坑槽等病害。

目前已有多位學(xué)者對(duì)此開(kāi)展了研究。陳文來(lái)[2等對(duì)機(jī)場(chǎng)道面病害處理方案選取進(jìn)行了分析探討，同時(shí)提出了綜合考慮成本效益的道面維修方法選擇模型，并通過(guò)工程實(shí)踐分析驗(yàn)證了該模型效果。靳美倩[3]調(diào)查了多個(gè)機(jī)場(chǎng)的道面病害，并重點(diǎn)分析了病害產(chǎn)生的原因。水泥混凝土道面有諸多開(kāi)裂因素，劉曉曦[4]等初步分析了一些常見(jiàn)早期裂縫問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的裂縫修補(bǔ)方案。樂(lè)建新[5]通過(guò)有限元分析了道面開(kāi)裂趨勢(shì)，施工階段水泥原材料的用量越大、水化熱越高、溫差越大、道面混凝土厚度越厚，在早期施工階段開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)大。吳國(guó)雄[6]的研究表明，混凝土道面板在凝結(jié)硬化時(shí)基層和面層中間產(chǎn)生一個(gè)薄弱的過(guò)渡層，在早期由于水泥混凝土板的收縮應(yīng)力大于本身的彎拉強(qiáng)度，這使得中間產(chǎn)生的過(guò)渡層發(fā)生初始開(kāi)裂和破壞，形成早期裂縫。水泥混凝土道面板在早期凝結(jié)固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多較小的缺陷，當(dāng)?shù)烂嫔喜坑泻奢d作用時(shí)，道面板破壞最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)榈撞康牧芽p尖端。

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面如未對(duì)源頭做好把控，極易出現(xiàn)早期裂縫。對(duì)早期裂縫科學(xué)處理則能有效避免裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。本文分析了機(jī)場(chǎng)道面混凝土可能產(chǎn)生早期裂縫的原因，同時(shí)總結(jié)了早期裂縫處理的方法，并針對(duì)早期裂縫的出現(xiàn)提出了預(yù)防措施。

1水泥道面混凝土施工方法

1.1 混凝土拌和

混凝土拌合物通常采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行拌和，容量不宜小于 2m³ 。拌和站計(jì)量設(shè)備在標(biāo)定有效期滿(mǎn)或拌和站搬遷安裝后，應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位重新計(jì)量標(biāo)定。

施工中應(yīng)每15d校驗(yàn)一次拌和站稱(chēng)量精度。混凝土拌和時(shí)，散裝水泥溫度不得超過(guò) 50^°C 。拌合物出料溫度宜控制在 15～30^°C 之間。

各種材料用量依當(dāng)日施工配合比由攪拌站微機(jī)自動(dòng)控制，投入攪拌機(jī)每盤(pán)混合料的數(shù)量，按混凝土施工配合比和攪拌機(jī)容量計(jì)算確定。拌和站試拌過(guò)程中，當(dāng)原材料、混凝土種類(lèi)、混凝土強(qiáng)度等有變化時(shí)，應(yīng)對(duì)每種材料重新檢測(cè)，合格后方可開(kāi)始拌和生產(chǎn)。

1.2混凝土運(yùn)輸

將裝運(yùn)混合料的自卸汽車(chē)清洗干凈，并確保其不漏漿。運(yùn)料前灑水濕潤(rùn)車(chē)廂，停運(yùn)后把車(chē)廂沖洗干凈，并擺放整齊。混合料從攪拌站運(yùn)至鋪筑現(xiàn)場(chǎng)期間需保持水份，炎熱、干燥、大風(fēng)或陰雨天氣運(yùn)輸時(shí)，混合料要加以覆蓋。嚴(yán)禁用額外加水或其他方法來(lái)改變混凝土混合料的稠度。

1.3 混凝土澆筑

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土混合料的澆筑澆筑主要流程為模板制作和安裝、混凝土攤鋪、振搗、整平和做面

1.3.1 模板制作和安裝

模板應(yīng)選用鋼材制作，彎道部位、異形板部位可采用木模。企口縫模板應(yīng)制成陰企口，設(shè)置拉桿的企口模板應(yīng)根據(jù)拉桿設(shè)計(jì)位置放樣鉆孔，設(shè)置傳力桿接縫的模板應(yīng)在模板上安裝傳力桿定位支架，以防施工過(guò)程中傳力桿移位。

1.3.2混凝土攤鋪

混凝土鋪筑前應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件采取防雨、防曬和防風(fēng)措施。混凝土從攪拌機(jī)出料后，嚴(yán)禁加水。混凝土的攤鋪施工宜從高處向低處進(jìn)行。混凝土的攤鋪厚度應(yīng)預(yù)留振實(shí)沉落高差。該值應(yīng)根據(jù)所用振搗機(jī)具通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，一般可按混凝土板厚的 10%～15% 預(yù)留。

1.3.3 振搗

混凝土振搗采用自行排式高頻振搗器，并輔以人工 和平板振搗器找平。振搗器起步前，應(yīng)在混凝土端部先 振搗 2～3min ，再緩慢起步，開(kāi)始正常振搗作業(yè)。振搗器 正常行進(jìn)速度不宜超過(guò) 0.8m/min

振搗器作業(yè)時(shí)應(yīng)觀察振搗效果和氣泡溢出情況，并監(jiān)視各條振搗棒在運(yùn)行中有無(wú)不正常聲音或停振、漏振現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)。振搗過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查模板有無(wú)下沉、變形、移位或松動(dòng)，若有應(yīng)及時(shí)修正。

1.3.4整平、做面

可采用振動(dòng)行夯進(jìn)行整平，再用特制鋼滾筒來(lái)回滾動(dòng)揉漿，提漿厚度宜為 2～4mm 。混凝土表面經(jīng)整平、揉漿后，在混凝土仍處于塑性狀態(tài)時(shí)，應(yīng)采用長(zhǎng)度不小于3m的直尺檢測(cè)表面平整度。混凝土表面抹面的遍數(shù)宜不少于3遍，將小石、砂壓入板面，消除砂眼及板面殘留的各種不平整的痕跡。做面時(shí)不應(yīng)在混凝土表面上灑水或?yàn)⒏伤唷?/p>

1.4拉毛與切縫

做面工序完成后，應(yīng)適時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行拉毛。拉毛紋理應(yīng)垂直于縱向施工縫。切縫以不出現(xiàn)啃邊為原則，應(yīng)在混凝土澆筑成型后24h以?xún)?nèi)完成，宜早不宜晚，防止斷板，但不得過(guò)早。

1.5拆模與養(yǎng)生

拆模時(shí)，先清除模板周邊的砂漿、石子等雜物，拔出鋼釬，平行向外拆移。注意拉桿不能硬撬、硬砸或向上提模板，以防止損壞水泥混凝土板企口、邊角，砸壞模板。采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于14d，養(yǎng)護(hù)期達(dá)到28d后驗(yàn)收。

1.6道面刻槽

在混凝土抗折強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求且道面全斷面連成片后，即可按設(shè)計(jì)要求在道面表面刻槽。跑道刻槽方向必須垂直于跑道的中線(xiàn)，槽的方向應(yīng)與橫縫平行。

1.7 道面成品保護(hù)

在未驗(yàn)收交工前，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的看守人員，設(shè)立各種警示標(biāo)志，保護(hù)混凝土道面面層及其附屬設(shè)施的完整性。混凝土道面面層宜在總驗(yàn)后正式開(kāi)放使用。在開(kāi)放交通之前，將通過(guò)高壓水、鋼絲刷、人工清掃等將道面清理干凈。

2水泥混凝土道面早期裂縫影響因素

國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者從微觀角度分析了裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，并通過(guò)力學(xué)計(jì)算、有限元模擬、實(shí)驗(yàn)研究等方面進(jìn)一步展開(kāi)了研究，取得了一些成果。

本文主要從宏觀角度分析可能產(chǎn)生早期裂縫的原因，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，機(jī)場(chǎng)水泥混凝土出現(xiàn)早期裂縫，主要與路基處理質(zhì)量、原材料質(zhì)量、攪拌工藝、運(yùn)輸情況、施工環(huán)境溫度、施工過(guò)程控制、道面養(yǎng)護(hù)、氣候環(huán)境、接縫設(shè)置等相關(guān)。

2.1 地基處理質(zhì)量

當(dāng)?shù)烂嫦虏繛榧t黏土、雜填土、軟黏土、沖填土、淤泥質(zhì)土、膨脹土、濕陷性黃土等不良地質(zhì)，或?yàn)樘钪潦綍r(shí)，若地基處理時(shí)未嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，出現(xiàn)地基承載力、壓實(shí)度、地基承載力等不滿(mǎn)足要求情況，在進(jìn)行基層施工時(shí)地基便會(huì)引發(fā)不均勻沉降，從而導(dǎo)致初始裂縫。基層初始裂縫逐步擴(kuò)大，反射至道面板便會(huì)導(dǎo)致道面板出現(xiàn)裂縫。

2.2原材料質(zhì)量

原材料質(zhì)量受砂石骨料、水泥、水、外加劑等諸多因素影響，是決定水泥混凝土道面質(zhì)量的很重要的因素。砂石料含泥量大、集配不均勻，水泥水化熱高，水灰比過(guò)大等均會(huì)引發(fā)道面板早期裂縫。

2.3 攪拌工藝

目前機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面大多采用自建攪拌站，在攪拌過(guò)程中，計(jì)量系統(tǒng)不精確、攪拌不均勻等也會(huì)引發(fā)道面板早期裂縫。

2.4運(yùn)輸情況

因機(jī)場(chǎng)道面水泥混凝土的特殊性，拌合站與施工場(chǎng)地的距離多數(shù)情況下較近，運(yùn)輸條件都較好。但是由于工程場(chǎng)地有限，部分拌合站的位置與施工場(chǎng)地有一定距離，若出現(xiàn)交通擁堵、道路管制、路面顛簸等情況，會(huì)使水泥混凝土出現(xiàn)離析、干結(jié)等問(wèn)題。這種質(zhì)量較差的水泥混凝土用于道面鋪筑。極易引發(fā)道面板裂縫。

2.5施工氣候與環(huán)境溫度

施工環(huán)境溫度是影響水泥混凝土道面施工質(zhì)量較大的外部因素。高溫天氣施工水泥混凝土中的水，會(huì)加速蒸發(fā)，使得其表面出現(xiàn)裂縫。低溫天氣施工時(shí)，水泥混凝土中的水在反復(fù)凍融下對(duì)道面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，極易導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。無(wú)論是高溫還是低溫，均會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)水泥道面混凝土的施工質(zhì)量均產(chǎn)生負(fù)面影響，基于此規(guī)范中對(duì)其也提出了相應(yīng)約束條件。此外，雨天、大風(fēng)等氣候進(jìn)行混凝土施工，也會(huì)導(dǎo)致期其產(chǎn)生早期裂縫。

2.6施工過(guò)程控制

不同的施工隊(duì)、不同的工人有著不同的工作經(jīng)驗(yàn)、工作態(tài)度、工作責(zé)任心，人的因素不可忽視。施工過(guò)程中模板不牢固、振搗不密實(shí)、收面不及時(shí)、拆模不規(guī)范等均會(huì)產(chǎn)生早期裂縫。

2.7道面養(yǎng)護(hù)狀況與接縫設(shè)置

水泥混凝土在水化反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生較多熱量，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不到位則易產(chǎn)生早期裂縫。接縫設(shè)置不合理、間距較大以及切縫不及，會(huì)使混凝土在收縮變形中產(chǎn)生裂縫。

3水泥混凝土道面早期裂縫處理方案

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面早期裂縫主要有表面微裂紋、表面微裂縫、縱向淺裂縫、縱向深裂縫、全深度裂縫等。

3.1 表面微裂紋

混凝土表面微裂紋是表面一層細(xì)微的裂紋，不影響道面使用功能，通常采用修補(bǔ)料在表面涂抹防止裂縫擴(kuò)大即可。

3.2表面微裂縫

表面微裂縫是比表面微裂紋較大并往縱向延伸的裂縫，通常采用擴(kuò)縫灌漿處理，即將原有的裂縫擴(kuò)大并清理干凈后再將混合漿液注入。

3.3縱向?qū)捔芽p與縱向深裂縫

縱向?qū)捔芽p寬度比表面微裂縫寬，深度不深，若不及時(shí)處理水會(huì)滲入進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫。對(duì)縱向?qū)捔芽p通常直接進(jìn)行灌漿處理，將裂縫清理干凈后將混合漿液注入即可。縱向深裂縫一般裂縫深度較深，且容易進(jìn)一步發(fā)展影響使用。通常采用深層開(kāi)槽修補(bǔ)處理，即將裂縫及周邊的道面破除后，用修補(bǔ)料或相同配比的混凝土填筑。

3.4全深度長(zhǎng)、寬裂縫

對(duì)裂縫貫穿整個(gè)道面厚度且較長(zhǎng)較寬的裂縫施加荷載，會(huì)導(dǎo)致道面破碎。對(duì)全深度長(zhǎng)、寬裂縫的處理，通常采用整板破除再進(jìn)行返工措施。

4水泥混凝土道面早期裂縫預(yù)防措施

4.1嚴(yán)控原材和地基質(zhì)量

原材料要從產(chǎn)地、選材開(kāi)始充分考察調(diào)研，材料進(jìn)場(chǎng)前要落實(shí)施工單位自檢和第三方檢測(cè)，不合格的嚴(yán)禁使用。要嚴(yán)格控制地基和基層質(zhì)量，落實(shí)工程報(bào)驗(yàn)制度。隱蔽工程質(zhì)量檢驗(yàn)前不得進(jìn)行下一工序施工，工程質(zhì)量不合格的返工后再檢驗(yàn)。對(duì)地基和基層的高程標(biāo)高也應(yīng)按照設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制，不得偏離規(guī)范要求。

4.2嚴(yán)控拌合場(chǎng)地與配合比

拌合站的位置選用要科學(xué)合理，盡可能設(shè)置在施工場(chǎng)地內(nèi)。料倉(cāng)要進(jìn)行硬化并分隔開(kāi)來(lái)。各計(jì)量系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)校核認(rèn)證。配合比的設(shè)計(jì)要合理、經(jīng)濟(jì)，以滿(mǎn)足施工現(xiàn)場(chǎng)使用要求。在大面積施工前，要按照規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)段施工，以進(jìn)一步驗(yàn)證混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)。

4.3嚴(yán)控施工工藝

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面施工工藝多、工序復(fù)雜，要分工種流水施工，各工種不得混用。混凝土應(yīng)振搗充分，振搗棒和排振配合使用。雨雪大風(fēng)等天氣不應(yīng)施工，高溫和低溫天氣不宜施工，若確需施工應(yīng)編制高溫和低溫天氣施工方案，采取必要的措施。道面施工后要及時(shí)養(yǎng)護(hù)到位，并做好成品保護(hù)，滿(mǎn)足拆模要求時(shí)方可拆模，嚴(yán)禁提前拆模、暴力拆模。切縫、灌縫要按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求實(shí)施。

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面標(biāo)準(zhǔn)要求高，若控制不好各個(gè)工序質(zhì)量，易出現(xiàn)早期裂縫。本文從地基處理質(zhì)量、原材料質(zhì)量、攪拌工藝、運(yùn)輸情況、施工環(huán)境溫度、施工過(guò)程控制、道面養(yǎng)護(hù)、氣候環(huán)境、接縫設(shè)置等方面分析可能產(chǎn)生裂縫的原因，并提出了早期裂縫處理方案和避免措施，相關(guān)成果可為工程實(shí)踐提供指導(dǎo)借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1]民用機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)規(guī)范：MH/T5004-2010[S].2010.

[2]陳文來(lái)，凌建明，袁捷，等.機(jī)場(chǎng)道面病害維修對(duì)策選擇優(yōu)化模型研究[J].公路工程.2012（6）：79-84.

[3]靳美倩.機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面典型病害分析及處治技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)．

[4]劉曉曦，王旭，劉國(guó)忠.機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面早期裂縫治理方法研究[J].工業(yè)建筑，2008（6）：79-81.

[5]樂(lè)建新.機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面開(kāi)裂機(jī)理理論[D].南京：南京航空航天大學(xué)．

[6]吳國(guó)雄.水泥混凝土路面開(kāi)裂機(jī)理及破壞過(guò)程研究[D].成都：西南交通大學(xué)．