西部机场集团有限公司 陕西省西安市 710075
摘要:机场刚性道面一般由水泥混凝土筑成,水泥混凝土道面由于强度高、耐久性好,能把飞机的载荷分担在较大面积上等特点,被应用在大多数机场。因为机场道面受到施工质量、飞机荷载及使用环境等影响,水泥混凝土道面容易产生各类病害。但由于机场所处环境不同,起降机型及航班密集程度的不同,道面出现病害的原因及类型也多种多样。本文就水泥混凝土道面常见病害及成因进行分析,并提出相应的防治措施。
关键词:机场跑道;道面;病害;防治
随着机场建设规模的日益增大,对机场跑道的运行要求也不断在提高。由于国内机场总体规划建设等原因,多数机场一直处于单跑道运行状态,长期运行的跑道道面均产生不同程度的病害,为保证运行安全,在不影响航班正常运行的前提下,常常需要对跑道进行快速修复。这就需要分析常见病害的成因,随之提出维修的方法和质量控制的措施。
一、机场道面病害的成因分析
根据对多个机场的调研及日常管理的归类总结,水泥混凝土道面的破坏情况主要包括表层类、裂缝断板类、接缝类、竖向位移类和道面修补的再次损坏等五大类,下面对水泥混凝土道面常见病害的成因进行分析:
(一)表层类病害
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”和“坑洞”等四种损坏类型。其产生的原因主要为施工质量不良、飞机轮载的反复作用及外界不利环境的影响。此类病害虽然对道面结构的强度不产生显著影响,但影响道面的平整度,降低了道面使用的舒适性,对飞行安全造成了很大的影响。
(二)裂缝断板类病害
裂缝断板类病害包括“纵、横、斜向裂缝”、“破碎板或交叉裂缝”和“角隅断裂”等三种损坏类型。“纵、横、斜向裂缝”是在飞机轮载反复作用下,水泥混凝土板块疲劳强度不足引起的,通常出现在板块中部垂直于接缝位置;一旦出现“纵、横、斜向裂缝”后,板块整体抗弯拉能力迅速下降,如不及时处治,在飞机轮载作用下裂缝逐渐加宽,裂缝周边常出现剥落、掉粒等现象,并产生次生裂缝,进一步发展形成“破碎板或交叉裂缝”病害;“角隅断裂”一般是由飞机轮载作用下引起的,往往发生在飞机主起落架轮迹覆盖区域的板块位置,具有发展速度快、断裂后的角隅易下沉、错台现象较明显等特征。
(三)接缝类病害
接缝类病害包括“嵌缝料损坏”、“接缝破碎”、“板角剥落”和“胀裂”等四种损坏类型。“嵌缝料损坏”指灌缝材料出现剥落、挤出、缺失或其他失效现象,其主要原因是灌缝材料发生老化后弹性与粘附性下降,与缝壁粘结失效,失去封堵作用;“嵌缝料损坏”容易引起唧泥和脱空等基层病害,如果硬粒物进入缝槽,还可引起“接缝破碎”和“板角剥落”等病害;“胀裂”是由于胀缝设置不合理或胀缝失效等原因引起的,“胀裂”后胀缝周边的板块易出现全厚度碎裂,导致结构承载能力基本丧失。
(四)竖向位移类病害
竖向位移类病害包括“唧泥、板底脱空”和“沉陷或错台”等两种损坏类型。地表水沿接缝(裂缝)渗入基层,在飞机轮载反复作用下形成动水压力,将冲刷基层材料,导致基层中的细集料通过接缝(裂缝)被带到表面形成“唧泥”现象。随着细集料流失,板底出现“脱空”区域。“沉陷或错台”是由地基沉陷、基层脱空或者地基基础冻胀、融沉 等引起的,影响道面平整度,严重时将影响道面结构性能,以及飞机的滑行舒适性和安全问题。
二、机场道面病害的治理
(一)表层类病害治理
1.对损坏程度轻微的表层病害,在道面表层洒布水泥混凝土防水增固剂,通过封堵道面表层微裂缝,延缓大面积起皮、露石和集料剥落等病害。
2.对道面表层类病害程度严重且面积很大时,可实施道面功能性加铺处理。
(二)裂缝断板类病害治理
裂缝断板类病害宜进行全厚度修补。但全厚度修补费用高,且修补时间较长,不利于机场运行,因此可酌情采用部分厚度修补或裂缝灌填等处治方法。
1.全厚度修补:(1)单块板块上存在多条“纵向、横向或斜向裂缝”,单条裂缝长度超过板块短边长度的一半,且其中一条裂缝的平均宽度大于10mm时,应对该板块进行整体更换,并宜恢复原有的传力杆或拉杆;(2)出现“角隅断裂”或裂缝两边的板块存在明显错台、裂缝周边出现明显唧泥时,应先处治基层,再对裂缝影响区域内的板块进行全厚度修补。
2.部分厚度修补:裂缝周边板块无明显错台但出现比较严重的剥落时,可对裂缝影响区域内的板块进行部分厚度修补。
3.裂缝灌填的情况:裂缝之间无交叉,两侧无明显错台,裂缝平均宽度小于5mm而且周边无明显剥落时,可进行裂缝灌填,以防裂缝进一步扩展和地表水下渗。
(三)接缝类病害治理
1.“存在“接缝破碎”或“板角剥落”的接缝,如果接缝周边破碎程度轻微(影响宽度小于25mm),可将破碎部分清除干净,然后灌填灌缝材料;
2.接缝周边的破碎程度比较严重(影响宽度大于25mm,深度小于15mm)时,可对破碎部分的板块进行浅层修补;
3.接缝周边的破碎程度很严重(影响宽度大于25mm,深度大于15mm)时,宜对破碎部分的板块进行部分厚度修补;
4.应对“胀裂”影响范围内的板块进行全厚度修补。
(四)竖向位移类病害治理
1.“唧泥和板底脱空”目前最为有效的处治对策是基础注浆,并更换接缝处的灌缝材料;对于排水系统不完善的机场,还应改善排水系统,尽量减小水对基层的冲刷;
2.“沉陷或错台”可根据错台量(或沉陷量)的大小采取处治对策。当错台量(沉陷量)小于5mm时,应及时更换错台(沉陷)板块接缝处的灌缝材料;当错台量(沉陷量)介于5~10mm时,可采取板块研磨的方法消除错台;当错台量(沉陷量)大于10mm时,可采取部分厚度修补方法。
三、机场道面病害的预防措施
机场水泥混凝土道面投入使用后部分道面会出现早期病害,在飞机荷载和外界环境的综合作用下,轻微病害逐渐发展成为严重病害,影响飞机运行的平稳舒适,给机场正常运行带来极大安全隐患。因此对道面采取预防措施是十分有必要的,主要措施如下:
(一)严格控制施工质量。首先,施工中要严格按照有关规范进行土基、垫层、基层的施工,还要保证其高程、平整度及厚度满足设计的要求;其次,混凝土要按照确定的配合比进行拌合,且浇筑过程中振捣要密实,收面要严格按要求的遍数进行,保证收面质量;再次,混凝土切缝要及时进行;最后,混凝土浇筑完成后应及时进行养护并做好成品保护工作。
(二)降低温度的影响。混凝土浇筑时应密切关注天气的变化,避免大风及高温天气施工时混凝土失水速度过快出现干缩裂缝,同时及时采取养护措施。
(三)做好日常维护。跑道投入使用后,要严格做好道面的日常维护工作,可提前发现道面前期出现的轻微病害,及时进行表层修复,可抑制或减缓病害的发展,避免轻微病害快速发展成严重病害。
四、结束语
综上可见,为确保飞机起落的安全运行,就要及时对水泥混凝土道面出现的病害进行治理。不但要科学的分析病害成因,还要制定专项的维修方案,同时精心组织维修及养护等工作。从而达到减缓或消除道面的病害。除此之外,还要在工程施工时注重跑道各结构层的施工质量,加强跑道投运后的日常巡查及维保。所以,道面病害的防治工作尤为重要。
参考文献:
[1]陈立明.机场水泥混凝土道面常见病害成因及预防措施[J].建材与装饰,2020,No.602(05):52-53.
[2]李开元.民航机场道面混凝土常见质量通病浅析及防治措施[J].建材与装饰,2020,000(016):257-258.