杜春來(lái) 楊世明 楊波文 劉勝南

摘要：許多機(jī)場(chǎng)蓋被施工過(guò)程中由于切縫不及時(shí)、未及時(shí)養(yǎng)護(hù)、施工環(huán)境溫差大等原因?qū)е鲁霈F(xiàn)道面裂縫，造成混凝土道路耐久性降低，對(duì)飛機(jī)起降有巨大的安全隱患。文章以某機(jī)場(chǎng)跑道蓋被工程為案例，介紹混凝土道面裂縫的類型及產(chǎn)生原因，對(duì)裂縫產(chǎn)生的實(shí)際情況提出針對(duì)性的治理措施，使道面裂縫問(wèn)題得到解決，同時(shí)根據(jù)工程施工及管理方面存在的不足，采取有效的預(yù)防措施，防止混凝土道面裂縫的生成。研究結(jié)果表明，局部處理和整塊板更換對(duì)處理機(jī)場(chǎng)蓋被混凝土道面裂縫較為有效，可為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)跑道；蓋被施工；道面裂縫；防治措施

中圖分類號(hào)：U418.6? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1674-0688（2023）05-0060-03

0 引言

隨著我國(guó)航空運(yùn)輸量日益增加，越來(lái)越多的舊機(jī)場(chǎng)跑道道面破損嚴(yán)重，需進(jìn)行蓋被施工，但在施工及管理等方面的做法不夠規(guī)范，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)道面裂縫問(wèn)題不斷出現(xiàn)。針對(duì)這些問(wèn)題，程雙立等［1］研究水泥混凝土道面的修復(fù)技術(shù)及裝備設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀；劉樹林等［2］從材料、設(shè)計(jì)等角度分析混凝土道面斷板產(chǎn)生的原因；王晗［3］針對(duì)水泥混凝土道面隔離式加鋪設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究；張忠陵等［4］對(duì)產(chǎn)生裂縫的多個(gè)機(jī)場(chǎng)跑道實(shí)例進(jìn)行分析，針對(duì)性地提出修補(bǔ)措施。

本文通過(guò)對(duì)某機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面狀況進(jìn)行調(diào)查，對(duì)機(jī)場(chǎng)道面破損狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析和總結(jié)機(jī)場(chǎng)道面產(chǎn)生裂縫的原因。在考慮一些典型機(jī)場(chǎng)道面破損修復(fù)的排工順序及以往工程解決方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，從施工及管理角度出發(fā)，提出針對(duì)性的治理措施，可為今后我國(guó)相關(guān)機(jī)場(chǎng)蓋被工程提供參考。

1 工程概況和工藝介紹

1.1 工程概況

本工程是某機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目，道面板為六邊形板?，F(xiàn)有機(jī)場(chǎng)跑道、滑行道、聯(lián)絡(luò)道及停機(jī)坪的道面絕大多數(shù)板塊出現(xiàn)了不同程度的損壞，主要損壞類型為板角斷裂、邊角剝落、板間錯(cuò)臺(tái)和表面肅落。跑道破損指數(shù)為70.06 %，機(jī)場(chǎng)全部道面板的破損指數(shù)為60.9 %，外觀質(zhì)量等級(jí)評(píng)定為“差”。道面平整度方面，機(jī)場(chǎng)主跑道道面平整度等級(jí)總體評(píng)定為 “差”，滑行道道面平整度等級(jí)總體評(píng)定為“差”。取芯試驗(yàn)，跑道道面平均抗折強(qiáng)度為5.56 MPa。由于原機(jī)場(chǎng)道面破壞面積過(guò)大，破壞程度過(guò)高，因此急需進(jìn)行機(jī)場(chǎng)跑道蓋被施工。原有機(jī)場(chǎng)跑道、滑行道、聯(lián)絡(luò)道及停機(jī)坪道面中共計(jì)57 104塊道面需進(jìn)行蓋被施工。主跑道長(zhǎng)2 600 m，寬45 m，蓋被施工面積為117 000 m2。

1.2 蓋被工藝介紹

本工程采用抗折強(qiáng)度為5.0 MPa、抗壓強(qiáng)度為C30、抗凍等級(jí)F≥200的水泥混凝土進(jìn)行蓋被施工。舊道面經(jīng)過(guò)壓路機(jī)碾壓后，對(duì)板低脫落部分進(jìn)行灌漿處理，隨后按分倉(cāng)圖進(jìn)行跳倉(cāng)支設(shè)鋼模板，鋪設(shè)“兩布一?！蓖凉げ几綦x層。水泥混凝土采用半機(jī)械化攤鋪，采用三輥整平機(jī)提漿、揉面，再用梁式振動(dòng)夯整平、提漿，最后進(jìn)行人工做面、拉毛，切縫機(jī)切縫，土工布養(yǎng)生等。主跑道蓋被結(jié)構(gòu)斷面如圖1所示。

2 裂縫分類及產(chǎn)生原因

2.1 水泥混凝土道面裂縫分類

根據(jù)該工程水泥混凝土道面裂縫產(chǎn)生的原因，將混凝土道面裂縫分為溫度裂縫及收縮裂縫兩類。

（1）溫度裂縫：混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫與其他裂縫最主要的區(qū)別是會(huì)隨溫度變化擴(kuò)張或合攏。

（2）收縮裂縫：混凝土凝固后，因短時(shí)間內(nèi)水分蒸發(fā)速度過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫?；炷潦湛s裂縫在混凝土道面表面產(chǎn)生較多，并且形狀、長(zhǎng)短不規(guī)則，俗稱“龜裂”。

2.2 本工程裂縫產(chǎn)生的原因分析

2.2.1 溫度裂縫產(chǎn)生的原因

本工程溫度裂縫的產(chǎn)生的原因主要有以下3個(gè)方面。

（1）水泥混凝土跑道產(chǎn)生溫度裂縫的根本原因是水泥混凝土跑道沒(méi)有按照設(shè)計(jì)或施工規(guī)范要求留置脹縫、切割縮縫或切縫不及時(shí)。當(dāng)混凝土終凝成形時(shí)，由于抗拉強(qiáng)度很低，如果不能及時(shí)切縫，一旦施工環(huán)境溫度發(fā)生較大變化，就會(huì)導(dǎo)致混凝土的初期收縮受阻而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在結(jié)構(gòu)的薄弱處產(chǎn)生橫向的裂縫［5］。

（2）在工程施工期未及時(shí)進(jìn)行切縫工作，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力增加，產(chǎn)生貫通裂縫。此外，在混凝土板自身強(qiáng)度尚未形成的情況下，溫度驟降會(huì)導(dǎo)致體積收縮，產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，當(dāng)降溫產(chǎn)生的收縮應(yīng)力大于混凝土所能抵抗的拉應(yīng)力時(shí)，混凝土板垂直于板塊收縮的方向就會(huì)產(chǎn)生橫向貫通裂縫。

（3）由于工程工期較緊張，在澆筑混凝土道面時(shí)，鋼模板拆除工作進(jìn)行過(guò)早，混凝土強(qiáng)度不夠，則無(wú)法達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)?；炷翉?qiáng)度不夠還會(huì)影響后期混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，導(dǎo)致后期道面出現(xiàn)裂縫及滲水現(xiàn)象。

2.2.2 收縮裂縫產(chǎn)生的原因

收縮裂縫產(chǎn)生的具體原因有多種，施工不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)都有可能導(dǎo)致道面裂縫產(chǎn)生。本工程收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因如下。

（1）部分施工工人澆筑混凝土技術(shù)不熟練。本工程中，西半?yún)^(qū)道面的振搗、整平、做面、拉毛水平都不如東半?yún)^(qū)。原因是部分工人在混凝土澆筑的時(shí)候?qū)炷琳駬v過(guò)度，使原材料出現(xiàn)離析下沉的現(xiàn)象，即膠凝材料與骨料發(fā)生分離，上面是水泥漿，下面是混凝土骨料，導(dǎo)致混凝土不緊密，局部砂漿過(guò)厚并有明顯的氣泡，混凝土強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到施工要求，從而導(dǎo)致表面出現(xiàn)“龜裂”的現(xiàn)象。

（2）運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)。攪拌站與施工現(xiàn)場(chǎng)有一定的距離，運(yùn)輸時(shí)間超過(guò)30 min（場(chǎng)道規(guī)范要求運(yùn)輸時(shí)間不得超過(guò)30 min），導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)，混凝土進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)流動(dòng)性損失不能滿足施工要求；而在施工現(xiàn)場(chǎng)向混凝土中加水會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降，混凝土在施工時(shí)也會(huì)因中斷時(shí)間過(guò)久造成施工冷縫等質(zhì)量缺陷。

（3）工期緊張導(dǎo)致人員不足，收面及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)?；炷猎跐仓?，會(huì)在硬化過(guò)程中吸收水分，如不及時(shí)對(duì)混凝土表層進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，混凝土?xí)蛩诌^(guò)分揮發(fā)導(dǎo)致體積收縮。早期的混凝土強(qiáng)度較低，無(wú)法抵抗混凝土因收縮而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，最終導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生［6］。

3 斷裂混凝土道面處理方案

3.1 處理時(shí)間安排

考慮到項(xiàng)目工期緊迫，同時(shí)鄰近倉(cāng)段正常新澆筑板塊強(qiáng)度低，不便即時(shí)處理，因此在整體跑道混凝土施工完畢后或該區(qū)段混凝土齡期滿28 d后，再集中時(shí)間統(tǒng)一處理產(chǎn)生裂縫的板塊。

3.2 處理方法選擇

已斷裂混凝土道面修復(fù)處理辦法一般有兩種：局部處理和整板塊更換。如果只有一小部分道面出現(xiàn)斷裂，只需修復(fù)或更換這些受損的區(qū)域即可，這比整體更換要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，局部處理適用于道面損壞程度較輕或僅局限于特定區(qū)域的情況。如果道面的斷裂和損壞程度非常嚴(yán)重，局部修復(fù)無(wú)法有效解決問(wèn)題時(shí)，就需要整板塊更換。

（1）局部處理。按裂縫兩側(cè)至少各20 cm的寬度放樣，采用切割機(jī)沿處理邊線切深至不小于10 cm，并在處理邊線內(nèi)側(cè)5 cm處加切一道安全縫，由人工使用手風(fēng)鎬將處理邊線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆沿與中線平行的方向打孔，孔間距為250 mm，然后用空壓機(jī)將凹槽和孔眼清理干凈，在孔眼安設(shè)φ16 mm的膨脹螺栓，鋪設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，將膨脹螺栓與鋼筋網(wǎng)焊接，最后用與原道面板強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土澆筑至與道面齊平，按要求做面拉毛，雙層土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)不少于14 d。

（2）整板塊更換。將已斷裂板塊周邊的橫縫加深，沿板塊周邊內(nèi)側(cè)50 mm切安全縫，人工鑿除周邊縫與隔離縫之間的混凝土，機(jī)械鑿除內(nèi)部混凝土，整體混凝土板鑿除后，用與原道面強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土澆筑至與道面齊平。

4 水泥混凝土道面裂縫預(yù)防措施

水泥混凝土道面裂縫可以從施工和管理方面進(jìn)行預(yù)防，本文提出以下具體的預(yù)防措施。

（1）定期對(duì)混凝土工人進(jìn)行總體施工流程、技術(shù)操作要點(diǎn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，技術(shù)熟練工人搭配不熟練的工人。培訓(xùn)工人做到拉毛一次成活，同時(shí)調(diào)整振搗器移動(dòng)速度小于0.8 m/min，做好材料的振搗管理，避免漏振或超振現(xiàn)象的發(fā)生，使混凝土振搗密實(shí)且質(zhì)量得到保障［7］。

（2）倒排工期計(jì)算勞動(dòng)力需求，解決工期緊張問(wèn)題。增加一個(gè)夜間施工隊(duì)伍，由跑道中間向兩邊施工，以解決工期緊張?jiān)斐傻幕炷恋烂骛B(yǎng)護(hù)不及時(shí)的問(wèn)題。對(duì)于已完成的機(jī)場(chǎng)跑道道面，使用薄膜布養(yǎng)護(hù)至少14 d，確?；炷僚艿赖烂鏉駶?rùn)，防止水分揮發(fā)太快產(chǎn)生裂縫。

（3）租賃設(shè)備解決混凝土運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。在施工現(xiàn)場(chǎng)租賃攪拌設(shè)備能防止混凝土因運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成水分過(guò)分蒸發(fā)，同時(shí)有利于提高道面混凝土的和易性，降低混凝土道面開裂的風(fēng)險(xiǎn)。在跑道端部設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)攪拌站，租賃建立一套120 m?/h攪拌機(jī)組以滿足施工需要；在跑道端頭進(jìn)行試驗(yàn)段施工，確?；炷敛牧吓浜媳葷M足道面的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，避免出現(xiàn)材料攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的現(xiàn)象。

（4）掌握天氣變化，防止溫度裂縫產(chǎn)生。安排專人記錄溫濕度變化情況，根據(jù)天氣情況嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度，及時(shí)做好防風(fēng)、防雨、防暴曬工作。一是借鑒南方地區(qū)高溫天氣下防止出現(xiàn)溫度裂縫的施工辦法，早期采取養(yǎng)生棚或土工布（不可采用防水型彩條布）遮陽(yáng)或覆蓋。二是借鑒北方低溫天氣防止溫度裂縫措施，在道面拉毛結(jié)束表干（手輕壓無(wú)痕）后及時(shí)覆蓋干燥土工布進(jìn)行保溫。三是密切關(guān)注天氣變化，晝夜溫差較大或夜間氣溫較低時(shí)，及時(shí)采用雙層土工布覆蓋新澆筑完成的混凝土板進(jìn)行保溫。

（5）記錄施工期間溫度變化情況，確定切縫時(shí)機(jī)，解決切縫不及時(shí)的問(wèn)題。安排專人記錄溫度變化情況，統(tǒng)計(jì)混凝土強(qiáng)度隨溫度和時(shí)間發(fā)生變化的情況，當(dāng)溫度累計(jì)達(dá)到150 ℃，混凝土表面指劃無(wú)痕且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的25%～30 %時(shí)，為最佳切縫時(shí)機(jī)。在切縫前不能進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)工作，以防因溫度驟降而錯(cuò)過(guò)最佳切縫時(shí)機(jī)。大部分情況下，切縫深度為板厚的1/4，切縫深度的最小值為5 cm，為有效防止早期不規(guī)則裂縫，可根據(jù)實(shí)際情況略微增加切縫深度。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)場(chǎng)混凝土道面裂縫的類型及成因不盡相同，通過(guò)對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程及管理等工作出現(xiàn)的漏洞，對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行具體分析，針對(duì)不同的問(wèn)題找到不同的解決方法，堅(jiān)持預(yù)防和治理相結(jié)合的原則，可以有效解決混凝土道面裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。本文提出的水泥混凝土道面裂縫處理方案及預(yù)防措施，可為水泥混凝土道面施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

6 參考文獻(xiàn)

［1］程立雙，呂克金，林興剛.水泥混凝土修補(bǔ)道面裂縫的防控［J］.科技與創(chuàng)新，2014（13）：65，67.

［2］劉樹林，付亞偉，李永兵，等.機(jī)場(chǎng)混凝土道面斷板原因及綜合防控措施研究［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（18）：115-117.

［3］王晗.探究海拉爾機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面隔離式加鋪設(shè)計(jì)［J］.中華建設(shè)，2020（3）：138-141.

［4］張忠陵，李琛，張澤垚.機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面修補(bǔ)工程施工技術(shù)研究［J］.科技與創(chuàng)新，2017（3）：146，148.

［5］王文彬.水泥混凝土路面裂縫成因與防控［J］.混凝土與水泥制品，2019（6）：84-87.

［6］曾建華.隧道施工中水泥混凝土路面裂縫原因及策略［J］.黑龍江交通科技，2017，40（6）：174-175.

［7］莊廣坤.水泥混凝土路面裂縫病害產(chǎn)生的原因及防治措施［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，12（6）：149-151.

【作者簡(jiǎn)介】杜春來(lái)，男，河北保定人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，工程師，研究方向：建筑工程；楊世明，男，河北深澤人，碩士，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程；楊波文，男，陜西寶雞人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程；劉勝南，河南汝州人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程。

【引用本文】杜春來(lái)，楊世明，楊波文，等.機(jī)場(chǎng)蓋被混凝土道面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施研究［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2023（5）：60-62.