機場混凝土道面表皮剝落麻面病害超薄層罩面修復技術的應用

梅亮

杭州修路人科技股份有限公司 浙江杭州 310030

水泥混凝土道面是目前我國機場的主要道面類型，許多機場道面在機輪荷載和自然環境等因素的聯合作用下，使用性能不斷下降，道面損壞狀況嚴重。這種現狀使得道面管理的重點由新道面的建設轉移到已有道面的檢測、評價、預測及維修和恢復，而我國機場道面使用性能的現有研究現狀難以滿足道面管理的需求。基于此，下面主要對剝落麻面病害超薄層罩面修復技術進行了分析和研究。

1 項目概述

1.1 項目地點

威海大水泊國際機場飛行區內停機坪

1.2 處治方案

在機場夜間航班停航后，采用杭州修路人科技股份有限公司生產的超快硬混凝土修復王薄層型材料進行快速罩面處理，恢復混凝土表面砂漿層，同時確保罩面層材料強度不小于混凝土強度，并保持良好的粘結強度和平整度，以達到良好的修復效果和耐久性。施工后1-2小時開放交通，不影響機場第二天航班的正常運行。

2 超薄層罩面材料修復王的性能

修復王材料粘結性能非常優異，各項性能遠優于其它典型的無機修補材料；修復王砂漿與水泥混凝土之間的粘結抗折強度的發展規律及其影響因素與修復王砂漿自身強度相同。該材料具有非常良好的綜合耐久性，如高的耐磨性、抗鹽凍剝蝕性、抗鋼筋銹蝕性和水中抗軟化性等[1]。以下簡單介紹修復王材料性能：

2.1 修復王主要性能參數表

表1 修復王主要性能參數表

2.2 抗折（壓）強度

修復王材料的強度發展規律試驗，試驗結果表明，修復王早期強度發展迅速，1h的抗壓強度就達到了31.5MPa、3h抗壓強度接近40MPa，并且后期的強度仍然在持續的增長，這與傳統的硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥等修補材料有很大差別。這主要是因為修復王水泥的水化反應是一個迅速放熱的磷酸鹽水泥中和反應，其反應速度非常快，并迅速放出的大量熱量，這進一步促進了其反應進程，從而快速獲得高的強度。因此，修復王水泥基修補材料非常適合于機場、高速公路和橋梁、市政道路、工礦企業地坪或者軍用工程等的快速修補[2]。

2.3 粘結強度

修復王材料與普通混凝土之間的粘結強度是保證修補工程能否成功及耐久的關鍵指標之一。修復王材料與混凝土之間粘結強度可用粘結抗折強度和粘結拔拉強度來表征，采取兩種測試方法來測定和評價其與混凝土之間的粘結強度。

2.3.1 粘結抗折強度

修復王材料粘結抗折強度試驗結果如2表：

表2 修復王材料粘結抗折強度試驗結果

由上表可知，修復王粘結抗折強度很高，說明修復王與混凝土表面粘結效果非常好，非常適合混凝土表面修復。

2.3.2 粘結拉拔強度

在粘結拉拔強度測實驗過程中，測量的時間點是一個很關鍵的因素，根據粘結拉拔強度方法的原理得知，當破壞發生在基板與修復王水泥之間，表示粘結強度大于智能拉拔儀的讀數，意味著此次拉拔實驗過程得結束，關于測量時間，由于修復王水泥屬于快硬性水泥，需要不間斷的進行測量，通常測量其1h、3h、1d、2d、3d、4d、5d，7d的粘結強度，一直測量到破壞發生在混凝土板與修復王水泥之間，代表此次試驗結束。

表3 修復王的粘結拉拔強度

2.3.3 自身強度與粘結強度的關系

采用基準配合比，測定了修復王砂漿的抗折強度與粘結強度。修復王水泥的粘結強度發展規律與自身抗折強度的發展相近，1d內發展迅速，之后逐漸增長。當修復王修補材料自身抗折強度超過11MPa時（1d后），在粘結抗折強度粘結拔拉強度試驗時斷裂破壞均發生在混凝土機體內部，即其粘結強度均超過混凝土自身的相應強度。修復王砂漿自身強度的發展速度，決定了其與普通混凝土粘結強度的發展速度。

修復王砂漿自身強度的形成，是由修復王水化產物形成有序致密的晶體結構；修復王砂漿與普通混凝土之間粘結強度的形成，是由于在修復王水化反應時，修復王會與普通混凝土中的水化產物及其組分發生化學反應，因此，修復王水泥在修補界面不僅會產生一般的物理粘結，還會產生化學粘結作用，使其與水泥混凝土之間的粘結強度遠高于其它傳統的無機修補材料。

2.4 耐久性

修復王修補材料用于混凝土道面等的薄層修補時，除了材料自身的性能如強度和凝結時間等的要滿足工程要求外，還要考慮耐磨性、抗鹽凍剝蝕性能，抗鋼筋銹蝕性能、水中抗軟化性等耐久性指標。

2.4.1 耐磨性

使用試件尺寸為10cm×10cm×10cm，成型和脫模后放在室內空氣中養護28d后進行切割，切割后的尺寸為10cm×10cm×5cm，然后進行耐磨試驗，其結果表明，修復王修補材料的耐磨度遠高于常規道面混凝土。

2.4.2 抗鹽凍剝蝕性

修復王材料的鹽凍剝蝕破壞試驗，不論是修復王砂漿還是修復王混凝土，修復王材料的抗鹽凍剝蝕性能均非常優異，直到30次凍融循環后，其表面才開始出現剝蝕破壞，優于含氣量為5.4%的C40普通硅酸鹽水泥混凝土。

2.4.3 抗鋼筋銹蝕性能

修復王砂漿的抗鋼筋銹蝕性能非常良好，明顯優于硅酸鹽水泥砂漿和礦渣水泥砂漿。隨著干濕循環的增加，這些材料在防止鋼筋銹蝕性能上的差異愈來愈大。

2.4.4 水中抗軟化性

修復王砂漿長期浸泡在水中后，不僅抗折和抗壓沒有降低，而且不論是以抗壓強度還是以抗折強度作指標，其在水中浸泡50d內，其抗軟化系數均很高均大于90%。

3 超薄層罩面施工方法

3.1 施工流程

確定并標記罩面區域→封閉交通→表面拋丸處理→清理舊膠條、破損板縫板角→表面清理→薄層罩面→切縫→清縫、灌縫→恢復標志標線→現場清理、檢查FOD、適航、退場

3.2 主要施工工藝

3.2.1 引領至現場并封閉交通

在機場引領人員的引領下，人員、車輛、機械有序到達現場。并根據機場批準的機場關閉航行通告，對相應的區域進行封閉。標記好待修補混凝土板塊，按規范要求設置警示標牌、反光錐、警示燈等交通安設施。

3.2.2 道面拋丸處理

清除表面松散石子及脫皮層，采用拋丸機對原混凝土麻面露骨區域表面進行拋丸處理，直至露出混凝土堅硬層。拋丸時注意縱橫向搭接，防止漏拋。根據麻面及露骨程度確定拋丸遍數，以達到表面無浮漿、無松動石子為宜，深度宜控制在3mm-5mm以內。

3.2.3 清理舊膠條、破損板縫板角

在對麻面露骨等破損道面完成拋丸后，清理剔除混凝土道面板塊伸縮縫的原灌封舊膠條。并用馬路切割機對原伸縮縫進行打磨處理。對于不易清理干凈的區域，用磨光機進行二次打磨，直至露出混凝土堅硬層。同時對有松散、松動的混凝土板塊板角、板邊進行剔除處理。

3.2.4 表面清理

對于拋丸后遺漏在地表的鋼珠以及產生的混凝土碎屑、石塊等及時清理干凈，并裝入編織袋放置在指定垃圾堆放點。如道面有不易清理油污污染或不易清理干凈的標志標線區域，應用磨光機進行二次打磨處理。正式罩面施工前，利用背負式吹風機對待罩面區域再次進行清理，確保擬罩面表層干凈、無污。

3.2.5 修復王罩面

沿罩面施工區域縱向兩側設置鋁合金方管，作為施工限制面，確保方管與施工區域邊線重合，并配以壓重，確保方管在罩面過程中不發生偏移、傾斜等。需配置3-5名有經驗的抹面工人進行薄層罩面施工。一字排開，平行倒退施工。以獲得良好的平整度外觀，當工作效率出現明顯差異時，前后距離不應超過1米。每名工人負責的罩面區域應相互重疊，避免出現人為接縫。在保證工作進度的同時，應盡量在材料初凝前反復多次抹面，直至表面無氣泡。罩面厚度控制在3mm-5mm以內。

3.2.6 切縫

罩面施工結束一小時后，利用混凝土馬路切割機沿原板塊間縱、橫縫進行切割，恢復接縫，深度應貫穿薄層罩面厚度。

3.2.7 清縫、灌縫

切縫完畢恢復接縫后，利用清縫機或吹風機對板塊四周接縫進行清理，使縫內保持干燥、潔凈。再用12mm泡沫條進行填塞、壓實，最后采用道面專用硅酮密封膠進行灌縫，確保密封膠與接縫兩側混凝土粘結密實，，并使膠液略低于道面并呈“U”型為宜。道面板塊灌縫完成后，如機場原道面有標志標線，必須當場及時恢復標志標線[3]。

3.2.8 現場清理、檢查、適航、退場

待灌縫、標志標線恢復后，應及時組織機械設備裝車，開始清掃現場，對施工區域及周邊50米范圍內逐一排查，確保無遺留雜物等，達到飛行區FOD防范管理有關規定。自檢合格后報機場飛行區負責人員進行適航檢查，填寫適航檢查單。待建設方檢查同意后，方可有序退場。

4 效果和結論

（1）材料屬于超快硬水泥砂漿，極大的縮短了施工和保養時間。最大限度減少了對機場運行的影響，減少了對道路封閉施工時間。社會效益顯著。

（2）經過超薄層罩面技術，減少了機場FOD的產生的可能，提高了航空器的運行的安全保障。

（3）經過罩面修復后，可預防基層混凝土板塊進一步受到破壞，導致整板出問題。

（4）利用修復王薄層型材料配以薄層照面施工工藝，與傳統面板鑿除重新澆筑施工相比，具有施工方法簡單，工序少，免灑水養護等優點，綜合考慮經濟效益明顯。

（5）由于該施工方法不要求對原混凝土路面進行完全鑿除，只對表面3-5mm深度范圍內進行拋丸處理，充分利用原混凝土基材強度與完整性，大大減少了施工垃圾的產生，一定程度上對于保護環境發揮了積極作用。

5 結語

通過使用修復王材料進行超薄層罩面處理，有效的解決機場道面起砂、麻面、剝落等問題，減少了機場FOD的產生的發生率，提高了航空器的運行的安全保障。根據機場停航時間短的特點，材料具有在短時間內超快硬特性，極大的縮短了施工和保養時間。最大限度減少了對機場運行的影響，減少了對道路封閉施工時間。社會效益顯著，有較高的社會效益價值。