大型停机坪及滑行道抗折、防裂道面混凝土施工技术

张 涛

中铁建工集团有限公司 北京 100160

1 工程概况

舟山市波音737MAX飞机完工及交付中心定制厂房及配套设施建设项目工程的停机坪及滑行道场地在整个工程项目的东侧（图1），用地面积约120 000 m2，设厚200 mm水泥混凝土面层，机坪设计飞行区指标为C类飞机。

图1 项目效果图（停机坪区域）

1.1 道面结构

机坪道面结构从面层到土基依次为：厚200 mm水泥混凝土面层（28 d抗折强度不小于4.5 MPa、90 d抗折强度5.0 MPa）、土工织物、厚300 mm的C30钢筋混凝土地坪板、土工格栅、厚100 mm的C15混凝土垫层、厚70 mm碎石找平层、填方塘渣、压实土（图2）。

图2 停机坪结构BIM效果图

1.2 道面分仓

停机坪道面分块尺寸主要为4.5 m×4.5 m，位于边、角及弯道处的非矩形板，其短边长度不小于1 m，板角不宜呈锐角或大于180°的角。

1.3 道面纹理深度和平整度要求

新建道面表面的平均纹理深度不小于0.4 mm。平整度要求：用3 m直尺测量跑到道面时，直尺底面与道面表面间的最大空隙应不大于3 mm[1]。

1.4 道面接缝

道面接缝与地坪板结构缝对齐。道面接缝的横缝采用假缝形式，纵缝采用企口缝。

每日施工结束或因临时原因中断施工时，须设置横向施工缝，其位置应选在道面缩缝或胀缝处。在进行道面混凝土施工时，道面板的纵缝和横向施工缝在拆模后应立即涂刷乳化沥青，厚度不小于1 mm。

两侧纵缝相互垂直的胀缝采用自由端钢筋补强。分缝遇到地井时自行断开，沿地井周边做边缘钢筋型胀缝。飞机停机坪道面厚度为20 cm，传力杆直径为25 mm，传力杆长度为0.5 m，采用光圆钢筋。

道面与房屋、排水结构、柔性道面等固定构造物相接处，应设置边缘钢筋式胀缝。道面每100 m距离设滑动传力杆型胀缝。在道面接缝材料的选用上，胀缝板依据舟山当地情况，选用能适应道面板的膨胀和收缩、施工时不变形、耐久性良好的聚乙烯塑料泡沫板。

填缝料依据舟山当地情况，选用与混凝土表面黏结牢固、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩、不溶于水、不透水、高温时不溢出、低温时不脆裂的预成形压条[2]。预成形道面密封条具有减少混凝土接头断裂、使用寿命长、耐低温、耐油、耐腐蚀的特点。

2 道面混凝土概况

停机坪及滑行道场地道面混凝土采用干硬性水泥混凝土，其28 d抗折强度不小于4.5 MPa、90 d抗折强度为5.0 MPa。混凝土的配合比，除按设计要求保证混凝土的设计强度外，还应保证混凝土的耐磨、耐久及和易性等相关要求。混凝土试配完成并在现场施工使用时，其配合比应按设计强度的1.10～1.15倍进行配制。经过施工前期多次试配，最终确定混凝土的水胶比为1∶2.50，水灰比为1∶2.25，砂率为32.0%[3]。

3 施工工艺

3.1 施工准备

面层铺筑施工前，应对所有人员进行安全技术交底，材料、人员、设备、临时用电等符合要求。同时对要施工区域进行彻底清理，并设置临时隔离区，防止施工完成后对面层成品造成损坏。

3.2 测量放线

1）根据测量控制点进行引测，为确保高程测量的精确度，高程控制网控制点之间的距离控制在100 m以内，各控制点间要互相通视，以方便施工。

2）严格根据设计道面详细标高图进行施工区域标高测量和控制，道面混凝土面层标高用模板顶标高进行控制。

3.3 模板对比选择与施工

模板的选择主要考虑木模板和钢模板。木模板本身刚度较差，若采用木模板，其背楞加固较密集，与混凝土基础结构板的固定难以处理，浇筑完成后的接槎部位很难做到顺直，无法满足横平竖直的美观要求。最终决定采用钢模板进行道面面层施工。

1）模板采用定制企口型钢模板，为相邻板块出现错台的问题提供双重保险；在弯道部位，异形板部位采用木模板进行散拼。

2）钢模板具有足够的强度和刚度，不易变形，钢板厚度为4 mm，同时在模板外侧设有支撑杆件，方便对模板进行调整和加固（图3）。

3）为防止在浇筑混凝土过程中出现跑浆的现象，在模板交接处以及模板与基层交界处采用粘贴油毛毡处理。

4）结构地坪板上固定模板的支撑杆孔，必须先根据模板的排布用冲击钻或风钻钻孔，安装好的模板除平面位置及高程准确外，还必须稳定牢固。

3.4 混凝土搅拌和运输

1）受舟山市当地运输条件、搅拌站情况等的限制，道面混凝土采用搅拌站进行拌制。

2）混凝土采用专用车辆运输，车辆的配备要合理，确保施工过程中不压车、不等车，以提高道面混凝土施工质量。

3）混凝土运输车辆进入模板内或相邻填仓区域后，要缓慢行驶，同时，必须有专人指挥倒车，严禁车辆碰撞模板或两侧已施工完成的混凝土板面。

3.5 混凝土摊铺

1）采用“人工铺筑+挖掘机配合”的方式铺筑混凝土。由于停机坪道面混凝土为干硬性混凝土，铺筑整平困难，所以需要同时配备一台小型挖掘机进行初步平整，配备一台装有插入式高频振捣器机组的排式振捣机（图4）。

图3 可调节式钢模板支设

图4 干硬性混凝土摊铺

2）铺筑时卸料应与摊铺速度相适应，纵缝、缩缝处应在施工中及时安插拉杆。混凝土拌和物的摊铺厚度应预留振捣振实的沉落度量，沉落度值经现场试验确定，一般宜按混凝土板厚度的10%～15%预留。

3）混凝土拌和物的摊铺应与振捣配合进行。摊铺过程中，若因机械故障、突然断电等原因造成临时停工，应及时封仓，并设置横向施工缝。

4）摊铺混凝土拌和物时所用工具和操作方法应防止混凝土产生离析现象。

3.6 传力杆与钢筋加强的布置

1）在摊铺混凝土拌和物的过程中，一定要按设计要求埋设好拉杆及传力杆、补强钢筋网。

2）传力杆长度为500 mm，传力杆一端涂刷防锈沥青，涂刷长度30 cm。

3）传力杆采用φ25 mm光圆钢筋，加工时需将传力杆端部毛刺打磨光圆；拉杆采用φ14 mm螺纹钢筋，安置前应做除锈处理，且中间长10 cm应涂刷防锈涂料。

4）传力杆应采用光圆钢筋，并设置在道面板厚中央，间距30 cm。

5）补强钢筋的规格、间距、加工的形状、尺寸等应符合设计要求。钢筋的焊接、绑扎均应符合国家现行标准的相关规定。

3.7 混凝土振捣

道面混凝土抗折性能要求高，混凝土的振捣密实度是核心工作。前期考虑采用多台振捣棒形式同时进行操作，通过试验段的操作情况来看，无法达到振捣密实的效果。

经过多家机坪施工队伍和机械设备市场考察，通过与传统振捣棒对比分析，最终选择自行走式高频排振机，在混凝土振捣施工作业时，以排振机为主，局部边角部位配合人工振捣棒进行振捣作业。

1）振捣机开机振动前，振捣器每一位置的振捣时间，应以拌和物停止下沉、不再冒气泡并表面呈现浮浆为准。根据振捣器的功率、频率及混凝土拌和物的和易性确定每一位置的振捣时间，低频插入式振捣器宜为20～30 s，不宜过振。

2）当整平出4～5 m的工作面后，可开动振捣机，振捣器作业时应观察振捣效果和气泡溢出情况，并监视各条振捣棒在运行中有无不正常声音或停振、漏振现象。

3）振捣机行进振捣时，遇有钢筋或拉杆时，应采取提起、插入的方式振捣。遇有水泥混凝土边角、板端头、封仓及不规则板时，应采用手提式插入振捣棒辅助振捣。浇筑独立仓格时，行走轮直接落在两侧模板上行进；浇筑填仓时，注意保护成品，防止振捣机行走时刮碰损伤板面或边角。

4）采用低频插入式振捣棒进行辅助振捣时，应快插慢拔，每棒移动距离应不大于1.5倍的作用半径，其与模板距离应不小于0.5倍的作用半径，并应避免碰坏模板、传力杆、拉杆、钢筋网等。

3.8 整平

在用平板振捣器或联合振捣器振捣混凝土后，用滚筒提浆，提浆滚筒需由二人操作来回搓揉提浆。2道滚筒应间隔一定时间，一般以第1道滚筒完成，待混凝土浆沉降稳定后，再进行第2道滚筒作业。在作业时，操作者对混凝土面的平整度要有特殊的敏感性。滚筒感觉过轻，可能就是混凝土面低了，需要补料；滚筒感觉过重，可能就是混凝土面过高，需要铲出去一部分料。滚筒工作结束以混凝土表面出现明显水波花纹为准。最后用钢钎或木楔将滚筒卡死，使滚筒在混凝土面上滑动而不是滚动，将混凝土面板滑平。一般提出的浆应为3～5 mm，过厚则影响混凝土板面成形质量，过薄则难以做面和拉毛。

3.9 做面

混凝土表面抹面的遍数宜不少于2遍，将小石、砂粒压入板面，消除砂眼及板面残留的各种不平整的痕迹。做面时禁止在混凝土表面洒水或洒干水泥。

3.10 拉毛

1）拉毛应在混凝土板面具有一定强度后进行。过早易使板面起砂，过晚又难以消除抹子印。拉毛结束后，应随时注意覆盖。同时应注意，覆盖材料不得紧贴刚拉毛完成的混凝土板面，防止破坏板面施工质量。

2）拉毛时，在垂直于纵缝方向放一根铝合金杠尺，毛刷一边紧贴杠尺向一个方向匀速拉动，用力要一致，使混凝土表面纹理深浅一致、均匀、顺直；为避免出现褶痕，拉毛时中途不得停止或颤动，每次拉毛完成应立即清洗毛刷上粘附的混凝土水泥浆。

3.11 拆模

1）拆模时间应视混凝土强度情况而定，以强度达到拆模时不会对混凝土造成缺棱掉角情况为准。

2）拆模前应做好技术交底工作，拆除过程中注意保护混凝土道面板的边角和企口。

3）拆模后道面板侧面应及时均匀涂刷沥青，并及时进行覆盖。

3.12 养护

1）水泥混凝土道面面层应选择合理的养护方式，保证强度增长及其他性能，防止混凝土产生微裂纹与裂缝。采用无纺土工织物时，应及时洒水保持混凝土表面湿润，防止混凝土表面露白。

2）养护时间应根据混凝土强度的增长情况确定，宜不小于水泥混凝土达到90%设计强度的时间，养护期满后，方可去除覆盖物。

3）由于工程建设地位于海岛，沿海海风较大，紫外线强烈，为防止混凝土表面失水过快，研发制作了混凝土施工遮阳棚（图5），可为养护混凝土遮阳，防止暴晒。

3.13 切缝

1）切缝工作应根据气温掌握好时间、切缝的宽度、深度，防止断板，宁早勿晚、宁深勿浅，切缝时机的把握以不出现啃边为原则。

2）切缝应顺直，横缝以整个道面宽度为基准拉通线来保持顺直，缩小偏差；纵缝应用经纬仪打通线来指导切缝工作（图6）。

图5 道面混凝土养护遮阳棚

图6 自行走式切缝机切缝

3.14 嵌缝

1）嵌缝应在切缝完成、混凝土养护期结束及道面干燥后尽快进行。道面开放交通前必须完成所有嵌缝工作。

2）嵌缝前应将缝内的填塞物、泥土、浮浆及其他杂物清理干净。清缝可采用钢丝轮刷、高压水冲洗等方法。

3.15 胀缝

胀缝板采用聚乙烯塑料泡沫板。道面横缝采用假缝，在道面自由端的3条假缝和紧邻胀缝的3条假缝及加筋混凝土板的假缝处，在板厚中央加设传力杆，传力杆采用φ25 mm光圆钢筋，传力杆长度0.5 m。新建道面胀缝采用滑动传力杆型，与现有道面相接处采用边缘钢筋型。

4 道面混凝土裂纹产生原因及分析

在道面面层施工完成约10%之后的养护期间，发现已施工完成区域的混凝土面层局部出现了裂纹，通过对已施工完成区域进行逐块排查，最终找出道面板裂纹产生区域的规律：裂纹多出现在道面纵缝位置，即分仓施工的仓边位置；出现裂纹的区域多位于分仓施工的仓端头。

为此，我们针对整个该区域道面混凝土施工的不同批次混凝土材料、施工工艺、养护措施等进行了排查和分析，得出道面混凝土产生裂纹的要因有：由于停机坪及滑行道场地结构采用刚性地坪设计，且结构层施工较早，道面混凝土开始施工时，对应区域的结构地坪板已施工完成约2个月，结构混凝土收缩趋于稳定、收缩量较小；停机坪结构板与道面混凝土之间设置的一层用于隔离的土工织物，在道面混凝土浇筑完成之后，隔离效果不明显，使得道面混凝土与结构地坪板混凝土的收缩相差过大，因此道面混凝土施工仓的仓边与仓端头位置属于混凝土收缩应力集中区，较易产生混凝土收缩裂缝。

对于此种情况，经过与相关单位的洽商，决定将结构板与面层混凝土之间的隔离用土工织物变更为沥青油毡，最大限度地将结构板与面层混凝土隔离开来，降低结构板与道面混凝土收缩不一致带来的影响。修复完成开裂道面混凝土板后，截至施工完成，尚未发现有道面混凝土裂纹产生。

5 结语

120 000 m2停机坪及滑行道场地占地面积大，且采用国内先进的架空地坪设计，对于停机坪面层混凝土的抗折、防裂、表面纹理等质量控制要求极高。

通过采用分仓法施工，可以有效地提高整体面层的施工质量，保证面层平整度、排水坡度，减少混凝土收缩裂缝的产生；预成形压条的使用，相比于传统的采用硅酮胶嵌缝，成形质量和效果更好。抗折、防裂面层混凝土施工技术在停机坪的应用，对提高停机坪及滑行道场地、工业厂房大面积地坪等的施工质量、生产效率，保证施工一次成活率具有重要意义。