李飛飛,武 衛(wèi),李進(jìn)軍,劉錫成
1 徐州空軍學(xué)院機(jī)場工程系(221000) 2 云南省昆明市95429部隊(duì)司令部后勤科(650031)
由于機(jī)場混凝土道面板的基層材料選擇不合理,接縫、裂縫未及時(shí)填封,混凝土道面自身缺陷,道面排水系統(tǒng)缺陷,基層密實(shí)度不足,溫度變化等自然環(huán)境影響原因,在飛機(jī)起落沖擊荷載的反復(fù)作用下,機(jī)場混凝土道面板基層頂面易產(chǎn)生塑性變形累積而與混凝土面板脫空。使混凝土道面板在重載作用下易產(chǎn)生斷裂破損,對飛行訓(xùn)練和戰(zhàn)斗保障產(chǎn)生巨大威脅。因此,對機(jī)場混凝土道面板板底脫空的搶修處治問題的研究日益迫切。
常用的板底注漿材料分為有機(jī)類和無機(jī)類,有機(jī)類主要是一些高分子聚合物;目前應(yīng)用較多的是無機(jī)類注漿材料,主要是水泥漿類注漿材料。
水泥類注漿材料在石灰土基層和排水層之間流通不暢,密封效果不好,它的收縮主要由塑性收縮、干燥收縮和溫差收縮三種收縮引起,總收縮量約在1.1%~1.2%范圍內(nèi)。板底脫空處治不完善易形成二次脫空,其中水泥砂漿收縮變形占很大的比例。
乳化瀝青注漿材料能夠與基層材料形成一層防水隔離層,達(dá)到下封層的目的,有效防止脫空處再次發(fā)生水損害;具有很好的流動性,易于注入板底,注漿壓力小于0.5MPa,施工較為簡便。但是1)由于機(jī)場道面要求基層具有一定的剛度,乳化瀝青雖具有較好的流動性,但強(qiáng)度偏低,使得基層剛度不足;2)乳化瀝青材料受溫度的影響大,溫度高時(shí)易軟化,在荷載作用下易從板底唧出;3)瀝青漿粘性太大,泵送不方便。因此,單純利用乳化瀝青進(jìn)行壓漿處治脫空較難達(dá)到目的,運(yùn)用較少效果也并不理想。
注漿加固是在一定的壓力下將漿體壓入板底空隙,由于板下空隙高度小、面積大,且板底粗糙、摩阻力大,漿體在流動過程中壓力衰減非???,故漿體材料應(yīng)流動度好,否則無法完全充盈板底脫空區(qū),不能徹底解決脫空問題。
注入的漿體材料硬化后常呈薄層結(jié)構(gòu),在板底起傳遞荷載的作用,故要求漿體材料具有一定的抗壓、抗彎拉強(qiáng)度和早期強(qiáng)度。文獻(xiàn)3規(guī)定:注漿材料具有早強(qiáng)的特性,12 h抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到3.5MPa。
注漿加固層的收縮性來自于漿體的塑性收縮、干燥收縮和溫差收縮,不論何種原因產(chǎn)生的收縮,其結(jié)果都會造成加固層與舊水泥混凝土板和基層之間的粘結(jié)減弱,板底形成空隙,甚至產(chǎn)生二次的脫空,故漿體材料應(yīng)無收縮乃至產(chǎn)生微膨脹。
注漿加固后,注漿料對道面板提供了較好的支承,道面板的彎沉值減小,從而減少了板的彎拉應(yīng)力,而且隨注漿料模量增大,道面板的彎沉值相應(yīng)地減小。但是,若注漿料彈性模量大于基層彈性模量,道面板在注漿處局部基層彈性模量提高,當(dāng)飛機(jī)沖擊荷載作用到注漿材料上部時(shí),道面彎沉量產(chǎn)生突變,使飛機(jī)向上跳起,由此對道面形成沖擊的作用,并隨著注漿料模量、速度的增大而增大。這時(shí),由于注漿料和基層模量的差異,在道面板板底、注漿料和基層三者接觸的位置上最易形成瞬間的應(yīng)力集中,加速道面板斷板,直接影響機(jī)場道面的使用壽命。
另外,根據(jù)國內(nèi)外大量調(diào)查和試驗(yàn),混凝土路面接縫即使進(jìn)行嚴(yán)格密封,水還是可以從接縫、路肩等進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。隨著水的浸入,在荷載的作用下,水分通過微裂縫向基層材料內(nèi)部滲透,使基層變?yōu)檐浫趸鶎樱档土税雱傂曰鶎硬牧系目箶嗔研阅?,?jīng)過反復(fù)抽吸循環(huán),加速了基層的疲勞破壞,并使脫空面積加大,最終導(dǎo)致道面板的破壞,嚴(yán)重影響道面的使用壽命。故要求注漿材料應(yīng)且有較好的防水性,密度小,對基層所施加的附加荷載要小。
綜上所述,注漿加固材料應(yīng)具備以下特性:1)和易性好,流動度高;2)凝結(jié)后早期強(qiáng)度高;3)無離析、無泌水;4)無收縮且有微膨脹;5)密度??;6)防水性好;7)粘接性好;8)耐久性好;9)后期彈性模量低,且必須與基層的彈性模量相匹配等。只有具備上述特征,才能延長注漿修復(fù)后道面的使用壽命。
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