机场水泥混凝土道面常见病害研究

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机场水泥混凝土道面常见病害研究　　摘要：机场水泥混凝土道面板在飞机荷载长期作用下会出现了各种类型的损坏现象。水泥混凝土道面的破坏形式多种多样，但经过对机场水泥混凝土道面板破损情况的调查及分析,现将机场水泥混凝土道面破坏形式主要分为两类，一类是接缝处破坏，第二类是混凝土道面板块内破坏关键词；水泥混凝土道面、常见病害、分析中图分类号：U416.216文献标识码：A一、引言机场水泥混凝土道面板在飞机荷载长期作用下会出现了各种类型的损坏现象。水泥混凝土道面的破坏形式多种多样，但经过对机场水泥混凝土道面板破损情况的调查及分析，现将机场水泥混凝土道面破坏形式主要分为两类，一类是接缝处破坏，第二类是混凝土道面板块内破坏。这种分类方式不仅反映了机场水泥混凝土的破坏部位，也反应了其破坏原因，前者的破坏的主要原因是水泥混凝土道面板边应力集中和飞机荷载冲击引起，后者是因为过载或混凝土强度衰减引起。二、接缝处破坏7 水泥混凝土道面板边接缝处是混凝土体的应力分布比较集中的地方，是最容易引起破坏的部位。初期的病害主要是集中在接缝处的破坏，接缝处的破坏可分为：错台、拱起、板块活动和唧泥、填缝料老化等。（1）错台错台现象常常与唧泥现象、填缝料老化、道面基础的不均匀变形密切相关。一方面，填缝料的老化，会造成道面区域雨、雪水的渗入，在飞机荷载的作用下，产生唧泥，随着唧泥的连续不断发生，基层游离土不断带走，基层表面标高不断沉降，产生错台。错台的特点是横向接缝两侧的道面板出现了竖向相对位移⊿h，错台根据形成台阶的高度，以及对飞机滑行的影响，可分为以下几种情况：轻度错台：接（裂）缝两边道面板形成的台阶高度小于10mm;中度错台：接（裂）缝两边道面板块形成的台阶高度10mm≦⊿h≦15mm；严重错台：接（裂）缝两边道面板块形成的台阶高度15mm≦⊿h错台示意图（2）挤碎和拱起7 在横向接缝、特别是施工缝两侧数十厘米范围内，由于施工缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时施工缝内部有混凝土搭连、使用期间施工缝内落入坚硬杂屑等原因，阻碍了道面板的自由伸缩，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当该应力超过混凝土的抗剪强度时，板块即发生剪切挤碎。混凝土道面板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土道面板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的压应力，从而再现纵向压曲失稳。（3）脱空、板块活动和唧泥对于多雨地区机场，水泥混凝土道面板块会产生唧泥现象，唧泥是在飞机轮胎荷载作用下，板下基层的细粒材料从接缝处与水一同喷出，至使板体与基础逐步脱空。脱空是面板与基层之间存在一定的空隙，脱空往往伴随着唧泥的发生和发展。经现场调查分析，机场水泥混凝土道面板块唧泥是由于在反复超负荷运行大型飞机的作用下，道面板块接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物的强制性位移造成的。它的产生原因是水泥面板直接铺筑在细粒高缩性土和易冲刷的基层上产生的，唧泥往往是错台、断板、接缝附近断板等病害的诱因。道面板块唧泥的产生，一般需要以下条件：基层的土壤处于松散状态，亦即存在松散的细粒土；7 在面板与基层及道面之间有自由水存在，并与松散细粒土混合形成泥浆；频繁的大型飞机的作用，道面板块产生泵吸作用将泥浆喷出、吸入。水泥混凝土道面唧泥、脱空示意图（4）填缝料的失效、损坏机场水泥混凝土的填缝料，使用一段时间后常常会现剥落、挤出、老化、碎裂等现象。填缝料失效、损坏、接缝内逐渐被砂、石、土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲，破碎和接缝剥落等损坏。道面水流入基础，导致基础软化产生唧泥或冻胀，进而诱发其它病害。三、机场水泥混凝土道面板内损坏水泥混凝土道面裂缝可分为表裂缝、贯穿裂缝。而裂缝发生的时期又可分为早期（或初期）裂缝和使用期裂缝。早期裂缝是指水泥混凝土板浇筑完成后还未开放交通前出现的裂缝，早期裂缝主要是表面裂缝，使用期裂缝是后期裂缝，实际上是在飞机荷载作用下，加剧应力集中而引起原有早期裂缝扩展产生的裂缝。1、表面裂缝产生原因表面裂缝的产生主要是由于混凝土的收缩引起的裂缝，水泥混凝土收缩主要有如下几种：（1）、塑性收缩7 在水泥混凝土道面施工过程中发生的颗粒不均匀分层离析，实际是粗骨料从混合料中分出，集料颗粒下沉，水分向上迁移，从而形成表面泌水。表面泌水的结果使水泥混凝土道面表面含水量增加，当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料表面内，毛细水面形成凹面，产生较大的表张力，同时固体颗粒间产生毛细管张力，促使颗粒凝集，当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时混凝土则出现裂缝。裂缝出现时间大致与泌水时间相对应，在混凝土浇筑后数小时混凝土表面将普遍出现细微的裂缝，亦称水泥混凝土道面板的表面龟裂。（2）、温度裂缝热胀冷缩是水泥混凝土的一个基本特性。在温度降低时，水泥混凝土中会产生收缩应力，当这种应力超过了水泥混凝土的最大抗拉应力时，就会产生温度裂缝。产生的时间一般从混凝土终凝以后开始，到水泥混凝土道面板的整个使用寿命期内都有可能产生。（3）、干缩裂缝7 水泥混凝土在浇筑时，在高温和干燥等环境条件的影响下，水泥水化分子中的化学结合水就会散失，当收缩时水泥混凝土表面产生的拉应力超过了水泥混凝土本身的抗拉应力时就会产生干缩裂缝，如果前期养生不及时，也会产生干缩裂纹。干缩裂缝一般只产生在混凝土的表面，裂缝深度比较浅，也称浅裂缝。小的干缩裂缝其形状为网状，也成为网状裂缝。这种裂缝只有在雨后混凝土表面处于潮湿状态下肉眼才可以看见。2、贯穿裂缝及断板的产生原因水泥混凝土道面贯穿裂缝是指贯穿板全厚度的裂缝，可以分为横向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角裂缝等，其明显特征是裂缝贯通混凝土板全厚。这些纵向、横向、斜向裂缝的发展会使水泥混凝土道面板完全断裂成两块或两块以上的断板。根据裂缝及断板发生的时间，可分为早期断板（开放交通前）和使用期断板（后期断板）。一般早期断板并不多见。混凝土道面断板根据其损坏程度可分为三类：轻微断裂-裂缝无剥落或轻微剥落，裂缝宽度为3mm；中等断裂-裂缝处有中等剥落，裂缝宽度为3～25mm，严重断裂-裂缝处有严重剥落，缝的裂缝宽度大于25mm。7 有的贯穿裂缝及断板是在施工期间由于混凝土的初期收缩受到阻碍而产生的拉应力超过混凝土的抗弯拉强度而引起的；有的是因为混凝土道面板的分块尺寸偏大所产生的温度翘曲应力超过混凝土抗弯拉强度而引起的；有的是因为飞机荷载过大、应力集中等造成的断板。也有因为道面由于地基冻胀、盐胀或外界的化学腐蚀、地基承载力下降等原因引起的裂缝。这种裂缝是贯通混凝土板全厚，是危害最大的裂缝。它可以使整个道面失去承载能力，严重影响航空器的安全起降。四、结束语机场水泥混凝土道面板质量的好坏，直接影响着飞行安全。尽管水泥混凝土道面使用年限比沥青混凝土道面要长，抗高温稳定性能和抗扭剪性能也比沥青混凝土道面要强。但一旦损坏，修补工作难度较大。因此，一旦发现缺陷，应查明原因，及时采取维修措施，以保持水泥混凝土道面整体性能的完好，达到确保机场的安全运营的目的。以上水泥混凝土道面常见病害的分析，是自己多年工作中的一点经验积累。不足之处，请大家批评指正。7