水泥混凝土道面维修和抢修过程中的问题及解决方案

李龙

（西部机场集团有限公司，西安 710076）

1 引言

我国大部分机场的跑道、滑行道及站坪都是采用水泥混凝土道面[1]。其优点是在机轮荷载作用下整体受力，使得板块本身的变形小，板下结构层受板体对荷载的扩散作用，实际上产生的变形也很小，故通常把板下基础看成弹性地基，把水泥混凝土看成弹性地基上的薄板。

水泥混凝土道面在温度应力、干湿变形应力、化学收缩应力、水平荷载应力、垂直荷载应力的共同作用下，会产生不规则裂缝。有裂缝就会有水从裂缝进入道面基础。久而久之，引起基础下沉、板底脱空、板块断裂[2]、掉边、掉角、错台等病害。

各类病害将导致不同程度的危险产生。一是板块断裂，造成较大范围的平坦下沉，道面板块整体强度丧失，承受机轮荷载的能力降低，航空器经过该处会产生“平缓性”颠簸和“点头”现象，影响乘客体验感，严重时可导致事故发生，平坦下沉病害如图1 所示。二是掉边掉角，影响道面的完整性，也易产生石子及水泥块等脱落物遗留在道面，当脱落物质被航空发动机吹袭或吸附时，将会像子弹一样“袭击”紧跟其后的航空器或损伤本机的发动机或蒙皮，甚至会误伤附近的保障人员和车辆，引起地面事故。此外，具有棱角的锋利的石子还可能划伤轮胎，使航空器发生偏滑。三是出现错台，这不但降低了道面使用品质，而且航空器经过该处时，会产生“突发性”颠簸，影响机械强度及寿命，阻碍航空器滑跑加速的平顺性。

图1 机场道面平坦下沉

经前文所述，道面病害维修的重要性不言而喻。道面一旦出现病害，就需要立即维修或抢修。常见维修项目包括：板边板角修补、坑槽修复、裂缝处置、错台打磨等表面功能恢复，采用灌缝及基础注浆等方式进行补强。当道面板块破损严重，整体强度丧失，没有再维修的必要性时，就必须进行换板抢修。本文针对道面维修、换板抢修过程中存在的疑难问题，探讨解决方案。

2 维修常见问题及解决方案

2.1 掉边掉角的维修难点及解决方案

掉边掉角通常如图2 中的不规则形状。

图2 掉边掉角的不规则形状

2.1.1 一般维修方法及其存在的问题

一是针对掉角，若沿斜边切开为三角形，修补的边会形成2 个锐角，在飞机荷载作用下易形成如图3 所示的断裂面，从而产生新的“FOD（Foreign Object Debris）”。二是针对掉边，若修补时切开为矩形，由于切割刀片为圆盘形状，要达到边缘修补的深度，就必须切过修补面，如图3 所示，必会对板块无病害位置进行切割，将对板块产生新的损伤。综上所述，常规修补方法必定难以根治道面板块病害或者带来新的损伤。

图3 掉边掉角一般维修方法产生的断裂面

2.1.2 解决方案

一是在平面上，采用“切矩形，导圆角”的方法进行切割；二是在垂直方向，剔除为“上小下大”的倒楔形，再进行混凝土浇筑。如图4 和图5 所示。因为从受力的角度来看，圆角受力均匀，最不易出现边角断裂的情况。圆角施工，可用钻芯取样机完成。此外，目前水泥混凝土道面的修补大多采用快干水泥混凝土，收缩率大，易翘曲。为避免翘曲，在修补时，将修补形状做成倒楔形，效果最佳。倒楔形可使用小型机具凿除。

图4 掉边掉角平面导圆角

2.2 灌缝存在的问题及解决方案

2.2.1 灌缝存在的问题

混凝土道面的接缝，包括横缝和纵缝，都需要填充。填充的目的有2 个：一是防止雨水流入导致基础出现不均匀沉降；二是防止砂石、碎屑等杂物嵌入缝隙，从而影响道面的自由伸长和收缩。现阶段，水泥混凝土道面的接缝[3]填充采用如图6所示做法，扩缝深度一般30 mm，下部采用直径10 mm 泡沫条封堵，上部20 mm 使用硅酮密封胶填充。当硅酮类材料在温度应力、光照、航空器尾流吹袭和道面油污的共同作用下，会产生老化、腐蚀疲劳等，造成弹性恢复率下降、单边开裂或双边开裂，将会导致雨水等源源不断地从开裂处流入基础。开裂严重时甚至会出现泡沫嵌缝条会脱落遗留在道面上的情况，给飞行安全带来隐患。

图6 水泥混凝土道面灌缝的常规做法

2.2.2 解决方案

为防止以上现象的发生，降低嵌缝料更换频次，具体做法是取消泡沫嵌缝条，直接采用硅酮胶灌缝。由此以来，虽在各种外界因素的影响下，硅酮表面有老化现象，但下部疲劳速度明显减缓，甚至存在长时间未老化的现象，能够确保下部硅酮具备使用功能，有效封堵雨水。

3 道面换板抢修中的问题和解决方案

道面换板抢修指的是利用夜间或白天不停航施工[4]，4～6 h内完成板块的破除、杂物的清理、混凝土浇筑、做面、拉毛、刻槽、灌缝[5]等工作的过程。时间紧，任务重，不但要求人、材、机等施工条件准备充分，还需制定切实可行的技术措施作为支撑，保证次日按时通航。换板抢修中存在的问题及其解决方案如下。

3.1 换板抢修中存在的问题

一是按常规做法拆除旧板，占用3 h 左右时间，在破拆过程中，易将相邻完好的板块拉裂。二是换板作业完成后，在新旧板块的接缝处容易出现错台现象。

3.2 解决方案

一是针对拆除占用大量时间的问题，可以在换板施工前一天航后，采用切缝机沿破拆板块的四周切1 道（深度为板厚的1/2，距离缝边20 cm）的缝隙，形成隔断面，以防拆除应力传递到相邻板块上，在需拆除的道面上使用钻芯取样机钻芯（2～3 个/m2，深度为板厚度的2/3），但芯不取出，采用木屑将芯固定牢靠，这样一来，就解决了在换板作业时相邻板被拉裂和破拆占用时间长的问题，如图7 所示。二是针对错台问题，分析其原因有2 种可能，一种是接缝处灌缝质量不佳，雨水从接缝进入基层，导致基础下沉，板底脱空，表现为表面错台；第二种是板与板之间没有传荷能力，当机轮经过该处时，使新建道面基础产生塑性变形。基于以上2 种可能，在换板作业时，拆除旧板，清理完杂物后，在横缝处植传力杆。灌缝时，不再使用嵌缝条，用硅酮胶直接灌缝，直至硅酮液面不再下降为止。

图7 道面破拆前的切缝、钻芯与固定

4 跑滑延长施工存在的问题及解决方案

4.1 跑滑延长施工存在的主要问题

跑滑延长施工最易出现问题的位置在新老道面的接缝处，主要破坏形式有2 种：一是被挤碎；二是出现不均匀沉降而下沉。

4.2 解决方案

针对以上问题，主要从以下4 个方面进行解决：一是在接缝处将新旧道面的基层各拆除50 cm，做钢筋水泥混凝土基层，即做微型“枕梁”；二是在新旧道面连接处的横向接缝植入传力杆；三是在新旧道面连接处的侧面布设胀缝板；四是在新旧板块相接的横缝处，采用硅酮胶灌注密实，至胶体液面不再下降为止。如图8 所示。

图8 新旧道面接缝处理方式

5 结语

本文从道面运维现场出发，针对水泥混凝土道面出现的掉边掉角、沉降、错台、板块断裂等常见病害以及快速换板抢修、跑滑延长等施工过程可能遇到的困难及问题，提出了对应的解决方案，具有一定的借鉴意义。