機場道路混凝土路面快速修補加固技術

龔小波

中國航空港建設第三工程總隊（211100）

1 項目概述

1994年8月，中國十九局完成了2萬m2的哈爾濱機場站工程的擴建和實施工作。1995年2月15日，人們發現153.5 m長的積雪混凝土樁發生脫落，原因是車站表面的混凝土砂漿層經受了不斷的凍結和融化。對該站進一步采樣和測試后，指標的抗彎強度沒有達到相應的標準。所以，這種情況屬于非結構性損壞的一種，需要注重混凝土表層分層的修復。

2 機場道路混凝土路面典型病害產生的原因

2.1 裂縫的類型

2.1.1 干縮產生的裂縫

混凝土與水發生化學反應時，大量的熱量將會被釋放，水分逐漸減少，然后水泥漿收縮。干縮裂紋通常發生在混凝土注入后的初始固化過程中。

2.1.2 低溫收縮發生的裂縫

在正常情況下，機場人行道的熱膨脹和收縮情況主要受外部條件的影響。溫度為高溫時，路標會壓縮；溫度較低時，路標會拉伸。尤其是在大容量混凝土路面中，內部的熱膨脹和收縮很可能在路面上引起裂縫。

2.1.3 由狹縫引起的橫向裂縫

在澆筑混凝土后，不能立即切割路面面板。如果溫度急劇下降，則會產生溫度收縮應力。如果溫度收縮應力超過材料的最大拉伸強度，則不可避免地會產生裂紋。

2.2 表面發生的相關情況

如果澆筑的混凝土壓力不足，就增加碎屑進入板條的負擔和車輪上的載荷。在振動過程中，混凝土的粗骨料會積聚。混凝土中的氣體過多，會導致引氣劑的質量受到一定的影響。一些引氣劑在混凝土中形成大氣泡，如果不能合理地振動，則不能完全排空大氣泡，產生硬化的混凝土結構表面。混凝土的混合比不合適，導致混凝土黏度太大，振動時氣泡不易排出，也會引起蜂窩、麻面。如果混凝土的抗滲性和抗凍性較差，則容易滲入雨水，并且在復雜的天氣中，混凝土將經受冷凍循環[1]。

3 機場道路混凝土路面快速修補技術

3.1 機場道路混凝土路面質量問題的預防

地基及下層基礎施工的質量控制可以保證混凝土路面的質量，并延長其使用壽命。該項目以優質的半鋼為基礎，可以提高總體穩定性和高剛性。在使用材料的同時，必須防止板子底部發生脫落現象。該項目的地基必須具有良好的抗凍性。在構建基礎層時，還必須控制頂層的平坦度，以避免厚度的不均勻。如果條件允許，板塊現象會在鋪裝前擴散到人行道表面，潮濕的人行道會減慢混凝土中水分的流失速度，并降低裂縫發生的風險。

1）增厚混凝土板的特點。增厚混凝土板機械強度大、彈性強、承載能力和擴散能力大。因為水泥板的抗壓強度大于抗拉強度，所以面板的設計主要基于彎曲應力。

2）減少溫度影響。溫度差異大會導致機場道路混凝土路面發生裂縫。因此，需要將溫度保持在規定的范圍內。在施工過程中，還必須注意環境溫度的變化。在施工過程中出現大風或高溫天氣時，混凝土的水分流失速度會很快，更容易出現收縮裂紋。所以，需要選擇低熱量或中等熱量的水泥。在有強度要求的情況下，盡可能減少水泥用量，以減少發生熱收縮裂縫的現象。

3.2 裂紋處理的相關方法

3.2.1 伸縮縫注射法

伸縮縫注射法主要用于小于3 mm的表面裂縫。先用鏟子將裂縫延伸約1.5 cm。用風扇清除研磨產生的碎屑，并填充約0.5 cm的碎石。然后將混合物倒入水泥漿中，用混合物填充裂縫。如果需要加熱密封劑，可將溫度控制在50℃～60℃。

3.2.2 直接密封法

如果車道上的裂縫沒有損壞，而且其寬度不小于3 mm，就可以使用直接密封法。

3.2.3 條帶罩面修補的方法

穿透搭接接頭屬于中等裂縫（3~15 mm）。距裂縫兩側15 cm處有1個槽。凹槽為7 cm深。修補前先用鏟子破碎混凝土，并清理干凈破碎的混凝土塊。然后用鈀釘每隔50 cm在裂縫的兩側開口。鈀釘可選用直徑為16 mm，長度為20 cm，鉤長為7 cm的螺紋鋼棒。

3.2.4 全深度敷料

大于15 mm的完整裂縫應使用全深度敷料。常用的全深度修復有聚集鎖定、刨削和鉆孔三種方法。聚集鎖定法大多用于沒有鋼筋的混凝土路面的修復。修復后的巷道沿平行折痕延伸。修復未加固的混凝土路面時，需要在全深度填料的外側4 cm位置鋸一個5 cm深的接縫。壓碎并除去其周圍的原始混凝土和松散零件。然后在正面的三個鋸切之間切出4 cm寬的混凝土條，并且將其鑿成毛面。基本層的電阻必須滿足充電代碼的要求，并且基本層必須水平，否則一定要采用加固措施。如果基礎層嚴重受損，則可以填充、振動和壓縮混凝土C15。新舊混凝土的混合比要恒定。當采用JK系列高速進料時，水與水泥的比例應在0.30～0.40，并且下垂度要控制在2 cm，24 h后混凝土的抗拉強度應大于3.0 MPa。將混合物鋪展到矯正區并振動，以滿足相關要求。最后用固化劑固化[2]。

3.3 坑槽的處理方法

1）將凹坑切成矩形槽，使用風扇清潔凹坑中的碎屑，要確保凹坑干燥。使用優質水泥、砂漿和其他材料填充坑槽，并使表面光滑。

2）如果凹坑總面積小于20 m2，則需要采用罩面法修復區域中繪制的矩形區域。用切割機在要維修的區域切5～7 cm深的凹槽。確保凹槽的平整及表面平坦。將配合好的混凝土填充到凹槽中。確保振動、壓實和修補區域與原始混凝土人行道的平整度相匹配，并刷涂固化劑。

3.4 薄層修復的相關研究

界面的表面有拋光的表面、帶凹槽的灰漿表面、鑿的部分面、基礎頂表面。通常情況下，處理接口的方法和結構強度會有一定影響，不同的接口方法其強度會有所不同。

為了檢驗上述假設，可以將檢驗設計如下:試樣由混凝土制成，一種是150 mm×150 mm×500 mm的混凝土試樣，另一種是150 mm×150 mm×600 mm的彎曲混凝土試樣。強度測試是在普通混凝土試樣和經過各種界面處理的試樣中進行的。①試驗時在模具底部放置2 cm厚的鋼板，在樣品制造過程中直接成型，接著將鋼板移出并返回模具以形成平坦的界面；②其制造方法與第一種相同，但是將平板鋼板變為凸形為了形成凹起b型界面；③其制造方法等同于用凹形代替鋼板；④其制造方法與用0.5 cm厚、1.5 cm厚的鋼板替換平板鋼板，以形成帶角度的d型界面的方法相同。四種處理方法表明，高性能材料具有比普通材料更高的彎曲強度和抗壓強度。

4 結語

運用國內外對修補材料的相關技術，分析了在機場路面修補中存在的一系列問題。從維修時間和維護方法上，分析了使用普通水泥的常規點鑄法不可以快速修復道面帶來的損傷。說明了機場路面混凝土表面出現的一些相關問題，然后對其進行了針對性的研究。