机场水泥混凝土道面常见病害及其快速修补材料的选择综述

孙斐斐+凌海宇

摘要：机场水泥混凝土道面在服务年限内会受到諸如环境因素和行车荷载的共同作用，会出现裂缝断板类、接缝类、竖向位移类、表层类等四大病害。本文对机场水泥混凝土道面常见病害分类阐述并总结针对病害总结修补材料应用情况，从而提出目前混凝土道面快速修补材料发展建议。

关键词：水泥混凝土道面；常见病害；修补材料

0引言

机场道面是机场飞行最基础也是最重要设施，无论是跑道、滑行道或是停机坪都承担着飞机起飞、滑行和停放等重要任务，是机场航空运输功能得以充分发挥的基础平台。航班频次的增加和一些重型飞机逐渐投入使用不免会使机场道面频繁承受长期的疲劳和冲击荷载，再加上自然环境的破坏，例如干湿交替、冻融循环、除冰盐腐蚀等环境下，许多机场道面会出现不同程度的破损现象，主要为裂缝断板类、接缝类、竖向位移类、表层类等四大病害。

1裂缝断板类

裂缝断板类病害包含纵、横、斜向裂缝，破碎板或交叉裂缝、角隅断裂三种类型。裂缝类破坏较轻时会影响外观，一旦恶化，道面结构使用性及安全性将很难得到保证。对于裂缝类修补，轻微裂缝大多采用灌浆法，较宽裂缝则需局部开槽。钱振东，陈磊磊等以环氧树脂为基料，以双酚AE44环氧为乳化剂。通过乳化工艺制备成双组分反应型处理剂的快速有效裂缝修补材料，以抗压抗折、粘结强度为基准分析其适用性，此材料粘结性、扩散性、渗透性优良，强度高韧性好，能针对不同程度的裂缝进行修补。西安理工大学王建辉和张浩博等对比分析环氧树脂、聚氨酯及新型灌浆料（水泥为基材加入天然高强度外加剂组成）对混凝土裂缝修补的效果，以抗压、抗折、劈裂抗拉和抗渗为指标分析各自优劣，得到不同修补条件下适宜选择的修补材料。黎巴嫩美国大学土木工程学系Camille A.Issa，Pauls Debs对混凝土裂缝的研究中，将有裂缝无修补料与有裂缝环氧树脂修补料的试块对比分析其抗压强度，发现修补后的试块抗压强度恢复许多满足使用条件。

2接缝类

接缝类病害包含嵌缝料损坏、接缝破碎、板角剥落、胀裂等四种类型，第一种是修补材料性能退化，与原材料粘结失效导致，应及时修补：第二、三种是混凝土板产生碎粒，应清扫后灌填灌缝材料：第四种是胀缝失效，使结构承载力丧失，根据破坏程度进行部分或全厚度修补。同济大学袁捷、刘文博对接缝嵌缝材料病害进行分析，选取硅酮类、聚氨酯类、局硫类、聚硫氨酯类四种嵌缝材料，以其抗嵌入能力、固化特性等基础物理特性、与缝槽侧壁粘结性、耐候性为指标进行评价分析，将拉伸模量大于或等于0.15MPa的接缝嵌缝材料定为高弹性模量材料适用于温差小、接缝位移小的机场道面，反之亦然。由于材料性能差异大，不同类型嵌缝材料技术指标也不同，没有一种标准的可参考的规范。中航第九工程总队曾运财，郝伟等对比分析聚氨酯、聚硫和硅酮三种接缝材料性能，发现聚氨酯弹性粘结性好，但耐水温和耐候性较差，聚硫密封胶耐候性好、粘结强度高、但弹性差，改性硅酮类材料优异但价格高，在此性能基础上，并结合26个机场三种修补材料聚硫类使用良好的实际修补情况，提出一种以聚氨酯为基体，将聚硫原胶与其共混改性得到一种性价比良好的、防水和密封效果优异的新型改性聚硫密封材料。

3竖向位移类

竖向位移类病害包含唧泥和板底脱空、沉陷或错台等两种破坏类型，由于地表水沿裂缝渗入基层进而导致唧泥和板底脱空，机场道面发生普遍，大多采用基础灌浆法处理，由地基沉陷、基层脱空等引起的沉陷或错台根据严重程度采取更换灌缝材料、研磨错台或是全厚度切割换板等方式。南京军区空军后勤部徐洪坤、杨祺等对机场混凝土道面板板底脱空抢修问题进行研究，他提出修补材料硬化后应形成结构致密、水温定性良好、与混凝土板底密贴的薄层结构，所以选取的灌浆材料应高强度、无离析泌水、无收缩且流动性好等特性，以其抗压抗折性能为指标，设计出适宜配比的掺加粉煤灰、早强剂、减水剂和膨胀剂等硅酸盐水泥灌浆材料，12h性能即能满足规范要求，在实际应用中施工后次日可开放交通且使用良好。上海公路桥梁有限公司陆剑波用四种方式处置错台病害，但治标又治本的方式还是注浆法，上海一机场197块板存在错台破损，在周边区域24h不停航条件下，采用42.5级普通硅酸盐水泥浆液单液浆和水泥一水玻璃双液浆相结合的注浆材料进行修补，使注浆后道面与排水沟高差在3mm内，技术要求高，难度大，但顺利修补成功，并符合标准要求。

4表层类

表层类病害包括起皮、龟裂和细微裂纹、耐久性裂缝、收缩裂缝及坑洞四种破坏类型。表层类破坏程度较轻时，不宜采用补块修补，可以在表面洒布水泥混凝土防水增固剂，以此来封堵道面表层微裂缝延缓大面积起皮、露石和集料剥落等现象。海南高速公路股份有限公司包双雁、王坤等研究出一种水泥混凝土道面超薄罩面修补材料，以水灰比0.3，胶砂比1：2，减水剂1.2%，增强组分0.5%和调凝组分2.5%配合而成，具有早强、快硬、收缩低、抗冲击性能优异等特点，2h抗压强度达到20MPa，此材料在河南省某实体路段上成功运用，采用超薄罩面材料对路段30%以上路面出现的轻微裂缝、露骨、麻面、剥落、磨光等破损进行修补，因为其早强快硬的特性，在机场道面上同样适用。民航西藏区局机场管理部王鹏发出固道水硬性机场道面新型特种胶结材料，水泥基与减水剂、早强剂、缓凝剂按比例复配胶结料，按胶结料：砂：碎石：水为550：614：1045：176配比配置，2h抗压强度达到29.5MPa，抗折强度达到4.2MPa，28d干缩率为24*10，高性价比无污染的修补材料。拉萨贡嘎机场道面疏松剥落，采用此材料进行修补，效果良好。引起水泥混凝土道面麻面等病害的主要原因之一为碱集料反应，早在20世纪初，美国、加拿大、英国等国家先后对碱集料进行研究，寻找其破坏机理，从而从根本上找出应对策略。

5结语

机场水泥混凝土道面常见病害种类繁多，可用于修补的材料诸如无机类、有机类及其改性物等等亦是多种多样，针对不同类别的病害选用何种修补材料才能最快速、最优质地进行修补是目前急需解决的问题。基于此，为方便以后根据病害类型能快速选择合适的修补材料，对日前常用的修补材料性能的测试、归纳总结是前提。endprint