机场混凝土道面施工中的刻槽及切缝倒角工艺

刘华朋

(中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京101500)

机场混凝土道面跑道、滑行道一般都有抗滑性要求，因为它影响飞机轮胎对道面的附着力，此力随运动速度的增加而减少。特别是道面水湿时，由于轮胎和道面接触处的水润滑作用，道面摩擦阻力将显著降低。因此，道面要有一定的粗糙度以保证飞机着陆后能在跑道范围内刹车停机。

当道面粗糙度达不到要求时，可采用表面处理方法予以改善。跑道的表面处理有拉毛、滚纹、刻槽等诸多方法。刻槽是在跑道表面已做拉毛处理后再在道面上用一组锯片刻出一定深度、宽度和间距的纹理。本文所提到的某机场跑道即采用等间距矩形槽，且槽向多为横向。

接缝是机场水泥混凝土道面最薄弱的部位，由于施工或飞机轮载作用等原因，在接缝表层槽口常常易出现破碎、剥落、填缝料损坏等病害，传统的直角切缝更易造成这样的后果。因此改传统直角槽口为新型斜角或圆角槽口，即采用倒斜角或倒圆角的形式，在克服掉边掉角等质量通病方面有较好的效果。

1 刻槽工艺施工

1.1 技术要求

根据设计，水泥混凝土道面防滑采用刻槽工艺来实现场道不同部位的防滑功能要求。本文所举机场道面中的跑道、滑行道、联络道、停机坪、拖机道、修理厂库前坪、试车校靶坪等道面均采用刻槽工艺。其槽深2.5mm，上部宽6mm，下部宽4 mm，中心到中心的间距为80 mm，距横缝80 mm。

刻槽前，先进行刻槽试验，对道面进行粗糙度和摩擦系数进行测试，评定道面的防滑性能。试验结果应满足表1指标要求。

表1 粗糙度和摩擦系数测试要求

1.2 施工操作

1.2.1 刻槽准备工作

(1)将要刻槽的道面彻底清理干净，板面粘浆必须予以清除;

(2)刻槽机刀片先在其他板面进行试刀，刻槽机必须设置导向轮;

(3)刻槽人员必须熟悉技术交底内容，熟练操作刻槽机，并了解其性能;

(4)主要工具准备:刻槽机、50 m钢卷尺、10～30 cm钢板尺、20 m线、弹线用墨盒。

1.2.2 刻槽具体要求

(1)刻槽应在混凝土抗压强度达到设计要求后(本文某机场规定为20～25 MPa)，且道面全断面连成片之后，即可按设计要求在道面表面刻槽。跑道刻槽方向必须垂直于跑道的中线，槽的方向应与横缝平行;

(2)在调试刻槽机时，应根据道面板尺寸，精确计算每“两刻”之间的距离，并在道面上划线;

(3)应在非主要部位进行试刻，熟练后方可上跑道道面;

(4)在刻槽过程中应及时将废料清除干净。

本文所举某机场道面在刻槽工艺施工过程中均采用硬刻法，投入悬轨式路面刻纹机KW－1200一台，最小整刻宽度不小于50 cm。硬刻槽机重量宜重不宜轻，硬刻槽时不应掉边角，亦不得中途抬起或改变方向，并保证硬刻槽到面板边缘。

跑道刻槽时，槽的方向必须垂直于跑道的中线;快速滑行道出口处刻槽时，槽的方向应与横缝平行。道面板刻槽后应严禁一切施工车辆到道面上行驶。

3 切缝倒角工艺施工

目前，常见的水泥混凝土道面接缝构造如下图1所示。大多数传统切缝槽口呈上宽下窄的形状，上部为宽5～8 mm、深25～35 mm的填缝料储存槽，下部为宽4 mm、深40～70 mm的窄缝，表面槽口呈90°直角，如图2。

采用这种直角切缝形式的道面缩缝，其表面直角槽口尖端处的混凝土在飞机轮载的反复作用下易产生斜切损坏，导致接缝表层剥落、碎裂等病害。

若能在道面切缝施工时预先将直角尖端处可能产生斜切损坏的混凝土切除，即采用倒斜角或倒圆角的形式，改传统直角槽口为新型斜角或圆角槽口(如图3)，将能够有效防止道面在使用期间发生接缝浅层病害。

图1 道面接缝构造

图2 直角切缝

图3 倒圆角切缝

3.1 倒角技术开发的原因及原理

(1)原因:以往在道面切缝中，由于边角不密实、模板变形等，常有打边、掉边和双眼皮情况发生，较难克服，也比较难维修，对道面观感和质量都有一定影响。为了解决打边、掉边和双眼皮等问题，在不断探索研究之后，扩缝倒角便应运而生。通过扩缝倒角将扩缝后形成的道面直角变为圆角，这样既减少了应力集中问题，又可以通过增大上口扩缝半径，自然地消除掉小范围打边、掉边和双眼皮等质量通病。

(2)原理:切缝倒角主要是通过对扩缝机具的改进，使原来切缝形成的道面直角变为圆角，是基于传统扩缝基础上的一种技术改进，属于一种新兴的切缝工艺。

传统切缝与倒角切缝在图2与图3中已经作了比较。

倒角技术的核心在于对扩缝刀片的改进。传统切缝是一张刀片，切下去后形成的是直缝，倒角切缝则是在原有扩直缝刀片的基础上分别在两边增加了一张专用于倒圆角的刀片，使倒角刀片的刀刃为“凹”半圆形，切掉混凝土后则形成“凸”半圆形，即圆角。

3.2 切缝倒角工艺的应用及推广情况

本工程前期道面倒角切缝由于无成功的经验可以借鉴，研究人员首先在上海浦东机场平行滑行道进行切缝新工艺工程试验和检测，对比分析90°直角、6 mm 45°斜角、R4 mm圆角、R6 mm圆角4种切缝形式，并检验切割刀具的适应性，确定最佳的施工工艺，综合考虑多方面因素最终推荐采用R6 mm圆弧倒角。

切缝倒角工具由“江苏省南通市锋利特工具有限公司”开发，2007年在上海虹桥机场试验运用，获得成功;2008年在成都双流机场推广运用，效果良好，工艺更成熟。这项工艺目前所使用过的机场还不多，还未形成大的市场。但从这项工艺在某机场的实际应用情况看，效果良好，易于操作，优越性突出，预计将在以后的机场施工中推广。

3.3 切缝倒角工艺的优缺点

3.3.1 优点

(1)由于倒角有6 mm的扩展半径，对于传统扩缝中易于出现的“双眼皮”、打边等质量通病基本可以消除掉，极大地减少了道面维修的工作量和费用，对确保道面观感和内在质量起到了很好的作用;

(2)倒角后，缝为“U”形圆角缝，与直角缝相比，缝轮角与飞机轮胎的接触面积增加，减少了混凝土道面伸缩缝应力集中情况，受损程度降低，使用寿命增大，耐久性增强，进而提高了飞机起、降的安全系数，减少了机场跑道的日常维护工作，直接降低了机场跑道的维护时间和费用;

(3)切缝通过倒角后，上口变宽为20 mm，缝在整个道面这个平面上充分凸现出来，缝与道面板之间显得经纬分明，道面板的立体感极大增强。

3.3.2 缺点

(1)倒角成本较高，1 m需10元左右，而普通扩缝1 m在2元左右，成本相差5倍;

(2)切缝倒角刀片的生产和倒角施工独家垄断，形不成市场竞争，价格太贵，且对提高倒角施工质量和抢工期工程不利。

3.4 倒角施工技术要求

(1)倒角半径6 mm;

(2)倒角上口宽20 mm，允许偏差+0 mm，－4 mm;

(3)倒角直线性20 m拉线，允许偏差±10 mm;

(4)灌缝深度不小于设计深度，灌缝胶顶面标高与倒角切圆点相齐。

3.5 切缝倒角施工操作与进度

切缝倒角施工与传统切缝施工方法相同，只是在传统切缝的基础上增加了两张倒角刀片，在作业流程上并未作任何改变。

倒角施工相配备的切缝机型号和人员与传统扩缝相同，切缝机一般为7.5～11 kW的切缝机，人员为2～3人。

倒角施工进度与传统切缝施工进度基本相同，每台切缝机平均每日约700 m左右。

4 结束语

文章通过对某机场道面刻槽及切缝倒角施工工艺的介绍，使我们对机场场道工程混凝土道面施工有了一个初步的了解和认识，这些施工工艺对机场跑道及其他道面使用安全性和耐久性方面都有很大的提高，值得在今后的道面施工中推广运用。

[1]冷培义，翁兴中，蔡良才.机场道面设计[M].北京:人民交通出版社，1995

[2]柴震林.民用机场水泥混凝土道面粗糙度施工工艺探讨[J].机场规划与设计，1994(4)

[3]MHJ 5004－1995民用航空运输机场水泥混凝土道面设计规范[S]