機場水泥混凝土道面病害分析與防治

姜麗偉 付曉敏

（1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150090 2、吉林省交通廳物資供應(yīng)站，吉林 長春 130021）

引言

機場水泥混凝土道面由于常年裸露在野外，各種自然因素加劇了機場道面的損害。隨著時間的延長和使用強度的增加，道面病害的種類和發(fā)生的頻率也愈來愈高，從而直接影響機場的使用。機場水泥混凝土道面的病害，主要有：鼓脹變形破壞；不規(guī)則斷板；裂縫；接縫破壞等，因此造成道面開裂。這些病害的存在，嚴(yán)重影響道面的使用壽命和質(zhì)量，盡快找到防治病害的方法已成為當(dāng)物之急。

1 機場混凝土道面常見病害

1.1 道面鼓脹變形破壞

主要表現(xiàn)為：路面產(chǎn)生不均勻變形，形成波浪、鼓包，使路面平整度嚴(yán)重下降，造成路基土體的結(jié)構(gòu)破壞。

1.2 道面不均勻斷板

主要表現(xiàn)為：在道面混凝土澆注成型后12～24小時之間，在突遇強風(fēng)、降溫等因素時引起混凝土表面溫度驟降，當(dāng)沒有加蓋保溫措施或未及時切縫時，在幾個小時內(nèi)就會發(fā)生斷板。

1.3 裂縫

1.3.1 表面裂縫

混凝土道面出現(xiàn)的塑性收縮裂縫和干縮裂縫是機場道面中常見的缺陷，屬于表面裂縫。

1.3.2 溫度裂縫

早期溫度裂縫發(fā)生在尚未凝固的混凝土隨著時間變化的過程中。在夏季和冬季施工中的道面，更為嚴(yán)重。

1.3.3 反射裂縫

反射裂縫是一種疲勞破壞。在這種周期性的彎拉應(yīng)力和彎壓應(yīng)力作用下，水泥混凝土道面會產(chǎn)生疲勞損傷，產(chǎn)生反射裂縫。

1.4 接縫破壞

1.4.1 接縫碎裂

接縫碎裂包括縱縫碎裂和橫縫擠碎兩種類型。縱縫碎裂是道面表面的裂縫與道面本身的接縫一起形成的楔形掉塊。橫縫擠碎是在橫向裂縫或接縫處發(fā)生。

1.4.2 接縫拱脹

拱脹是混凝土面板在受熱膨脹而受阻時，某一接縫兩側(cè)的面板突然向上拱起的現(xiàn)象。

1.4.3 接縫錯臺

接縫錯臺是接縫兩側(cè)面板出現(xiàn)豎向相對位移的現(xiàn)象。

1.4.4 接縫唧泥

接縫唧泥是飛機輪載行經(jīng)接縫時，由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿的現(xiàn)象

1.4.5 接縫掉邊掉角

掉邊掉角是接縫邊角出現(xiàn)小塊混凝土剝落的現(xiàn)象。

1.4.6 角隅斷裂

在角隅處產(chǎn)生的裂縫從板角到裂縫兩端的距離小于板邊長的一半，稱為角隅斷裂。

2 機場混凝土道面病害成因分析

2.1 道面鼓脹變形破壞成因分析

道面拱脹破壞主要與鹽漬土土基含有鹽分有關(guān)。由于鹽漬土土基含有豐富的硫酸鈉。硫酸鈉對溫度變化反應(yīng)較敏感。隨著溫度的變化，硫酸鈉就會結(jié)晶析出芒硝晶體，溶解和結(jié)晶不斷反復(fù)，如此縮脹使土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。

2.2 道面不均勻斷板成因分析

溫度翹曲應(yīng)力和溫度收縮應(yīng)力過大是導(dǎo)致不規(guī)則斷板的主要原因。

2.3 裂縫成因分析

2.3.1 表面裂縫成因分析

有以下幾點：原材料的質(zhì)量不過關(guān)；水灰比不適當(dāng)；振搗、整平抹壓力度不夠；施工時風(fēng)力過大；施工時溫度過高；混凝土施工時間過長。

2.3.2 溫度裂縫成因分析

水泥水化熱是產(chǎn)生溫度裂縫的主要因素。水泥在水化過程中要發(fā)出一定的熱量，而機場道面板較厚，熱量聚集在內(nèi)部不易散失。隨著混凝土齡期的增長，彈性模量增高，對混凝土內(nèi)部收縮的約束也愈來愈大，以致產(chǎn)生很大拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種應(yīng)力時，便開始出現(xiàn)溫度裂縫。

2.3.3 反射裂縫成因分析

反射裂縫是由于溫度應(yīng)力和荷載周期性重復(fù)作用而產(chǎn)生的。在溫度變化的重復(fù)作用下，道面會產(chǎn)生周期性的彎拉應(yīng)力和彎壓應(yīng)力，尤其在低溫作用下，很容易產(chǎn)生收縮裂縫。

2.4 接縫破壞成因分析

2.4.1 接縫碎裂成因分析

主要原因是在接縫張開的情況下，內(nèi)角點受較大剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的綜合作用，應(yīng)力集中程度嚴(yán)重，使接縫在荷載作用下易產(chǎn)生破壞。橫縫擠碎是由于溫度的升高使道面板沒有足夠的空間膨脹導(dǎo)致的。

2.4.2 接縫拱脹成因分析

主要原因是由于水泥混凝土的溫度縮脹系數(shù)較大，收縮時縫隙張開，膨脹時產(chǎn)生較大的熱壓應(yīng)力，當(dāng)熱壓應(yīng)力未超過抗壓強度時，脹縫兩側(cè)板塊向上拱起，形成拱脹。

2.4.3 接縫錯臺成因分析

產(chǎn)生的原因有：地面水通過接縫滲入；脹縫板設(shè)置時發(fā)生傾斜；基層施工不均勻；接縫傳荷能力下降。

2.4.4 接縫唧泥成因分析

產(chǎn)生的原因有：基層強度不足，抗沖刷能力差，由于塑性變形累積而與水泥混凝土面板脫空，地面水經(jīng)接縫下滲，在輪載作用下，積水快速流動，沖刷基層形成泥漿，產(chǎn)生唧泥。

2.4.5 接縫掉邊掉角成因分析

產(chǎn)生的原因有：模板側(cè)邊砂漿層過厚；拆模時引起的邊角損傷；鋸縫時引起的混凝土損傷等。

2.4.6 角隅斷裂成因分析

產(chǎn)生的原因有：混凝土面板翹曲，使板與基層部分脫離，輪載作用時將產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，形成角隅斷裂。

3 機場混凝土道面病害防治

3.1 道面鼓脹變形防治

由于這種病害是由于鹽漬土引起的，土基處理應(yīng)針對土基含鹽性質(zhì)，鹽漬化程度，當(dāng)?shù)毓こ趟牡刭|(zhì)，地形和鋪筑條件等，因地制宜地采取提高土基，土基換填，設(shè)隔斷層，改善排水條件等有效措施。

3.2 道面不均勻斷板防治

采取的防治措施有：及時切縫；調(diào)整作業(yè)時間，改善溫度條件；提高水泥混凝土早期強度和質(zhì)量。

3.3 裂縫防治

3.3.1 表面裂縫防治

措施有：嚴(yán)格控制水泥等原材料的質(zhì)量；嚴(yán)格控制水灰比；加強振搗與整平抹壓；避開大風(fēng)天施工，及時遮蓋養(yǎng)護；避免高溫時段施工；縮短混凝土施工時間。

3.3.2 溫度裂縫防治

措施有：混凝土標(biāo)號不宜過高；采用合理的混凝土配合比；進(jìn)行溫度控制；正確選擇切縫時間；進(jìn)行正確的混凝土養(yǎng)護；摻外加劑，如粉煤灰。

3.3.3 反射裂縫防治

措施有：使用低粘滯度瀝青加鋪瀝青混凝土；鋪設(shè)瀝青-橡膠夾層；在產(chǎn)生疲勞裂縫的道面上做織物夾層；做較厚的加鋪層。

3.4 接縫防治

措施有：嚴(yán)格控制施工操作，如控制模板加工制作的質(zhì)量，檢查混凝土板邊的振搗；澆注前設(shè)置傳力桿；脹縫板的安設(shè)要科學(xué)合理；正確設(shè)置施工控制縫；切縫要在混凝土達(dá)到一定強度時進(jìn)行；接縫填封材料應(yīng)選用粘結(jié)力強，彈性好，耐水，抗老化的材料；接縫的清洗和表面處理要做好；加強養(yǎng)護工作。

4 結(jié)語

本文對機場水泥混凝土道面的各種病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的防治措施。這對于提高機場水泥混凝土道面的使用質(zhì)量，減少和延緩道面破壞，延長水泥混凝土道面的使用壽命是十分有利的。

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