機(jī)場(chǎng)混凝土道面表皮剝落麻面病害超薄層罩面修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

梅亮

杭州修路人科技股份有限公司 浙江杭州 310030

水泥混凝土道面是目前我國(guó)機(jī)場(chǎng)的主要道面類型，許多機(jī)場(chǎng)道面在機(jī)輪荷載和自然環(huán)境等因素的聯(lián)合作用下，使用性能不斷下降，道面損壞狀況嚴(yán)重。這種現(xiàn)狀使得道面管理的重點(diǎn)由新道面的建設(shè)轉(zhuǎn)移到已有道面的檢測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)及維修和恢復(fù)，而我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面使用性能的現(xiàn)有研究現(xiàn)狀難以滿足道面管理的需求。基于此，下面主要對(duì)剝落麻面病害超薄層罩面修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。

1 項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目地點(diǎn)

威海大水泊國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)停機(jī)坪

1.2 處治方案

在機(jī)場(chǎng)夜間航班停航后，采用杭州修路人科技股份有限公司生產(chǎn)的超快硬混凝土修復(fù)王薄層型材料進(jìn)行快速罩面處理，恢復(fù)混凝土表面砂漿層，同時(shí)確保罩面層材料強(qiáng)度不小于混凝土強(qiáng)度，并保持良好的粘結(jié)強(qiáng)度和平整度，以達(dá)到良好的修復(fù)效果和耐久性。施工后1-2小時(shí)開放交通，不影響機(jī)場(chǎng)第二天航班的正常運(yùn)行。

2 超薄層罩面材料修復(fù)王的性能

修復(fù)王材料粘結(jié)性能非常優(yōu)異，各項(xiàng)性能遠(yuǎn)優(yōu)于其它典型的無(wú)機(jī)修補(bǔ)材料；修復(fù)王砂漿與水泥混凝土之間的粘結(jié)抗折強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律及其影響因素與修復(fù)王砂漿自身強(qiáng)度相同。該材料具有非常良好的綜合耐久性，如高的耐磨性、抗鹽凍剝蝕性、抗鋼筋銹蝕性和水中抗軟化性等[1]。以下簡(jiǎn)單介紹修復(fù)王材料性能：

2.1 修復(fù)王主要性能參數(shù)表

表1 修復(fù)王主要性能參數(shù)表

2.2 抗折（壓）強(qiáng)度

修復(fù)王材料的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，修復(fù)王早期強(qiáng)度發(fā)展迅速，1h的抗壓強(qiáng)度就達(dá)到了31.5MPa、3h抗壓強(qiáng)度接近40MPa，并且后期的強(qiáng)度仍然在持續(xù)的增長(zhǎng)，這與傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥等修補(bǔ)材料有很大差別。這主要是因?yàn)樾迯?fù)王水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)迅速放熱的磷酸鹽水泥中和反應(yīng)，其反應(yīng)速度非?？?，并迅速放出的大量熱量，這進(jìn)一步促進(jìn)了其反應(yīng)進(jìn)程，從而快速獲得高的強(qiáng)度。因此，修復(fù)王水泥基修補(bǔ)材料非常適合于機(jī)場(chǎng)、高速公路和橋梁、市政道路、工礦企業(yè)地坪或者軍用工程等的快速修補(bǔ)[2]。

2.3 粘結(jié)強(qiáng)度

修復(fù)王材料與普通混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度是保證修補(bǔ)工程能否成功及耐久的關(guān)鍵指標(biāo)之一。修復(fù)王材料與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度可用粘結(jié)抗折強(qiáng)度和粘結(jié)拔拉強(qiáng)度來(lái)表征，采取兩種測(cè)試方法來(lái)測(cè)定和評(píng)價(jià)其與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

2.3.1 粘結(jié)抗折強(qiáng)度

修復(fù)王材料粘結(jié)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如2表：

表2 修復(fù)王材料粘結(jié)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由上表可知，修復(fù)王粘結(jié)抗折強(qiáng)度很高，說(shuō)明修復(fù)王與混凝土表面粘結(jié)效果非常好，非常適合混凝土表面修復(fù)。

2.3.2 粘結(jié)拉拔強(qiáng)度

在粘結(jié)拉拔強(qiáng)度測(cè)實(shí)驗(yàn)過程中，測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，根據(jù)粘結(jié)拉拔強(qiáng)度方法的原理得知，當(dāng)破壞發(fā)生在基板與修復(fù)王水泥之間，表示粘結(jié)強(qiáng)度大于智能拉拔儀的讀數(shù)，意味著此次拉拔實(shí)驗(yàn)過程得結(jié)束，關(guān)于測(cè)量時(shí)間，由于修復(fù)王水泥屬于快硬性水泥，需要不間斷的進(jìn)行測(cè)量，通常測(cè)量其1h、3h、1d、2d、3d、4d、5d，7d的粘結(jié)強(qiáng)度，一直測(cè)量到破壞發(fā)生在混凝土板與修復(fù)王水泥之間，代表此次試驗(yàn)結(jié)束。

表3 修復(fù)王的粘結(jié)拉拔強(qiáng)度

2.3.3 自身強(qiáng)度與粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)系

采用基準(zhǔn)配合比，測(cè)定了修復(fù)王砂漿的抗折強(qiáng)度與粘結(jié)強(qiáng)度。修復(fù)王水泥的粘結(jié)強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律與自身抗折強(qiáng)度的發(fā)展相近，1d內(nèi)發(fā)展迅速，之后逐漸增長(zhǎng)。當(dāng)修復(fù)王修補(bǔ)材料自身抗折強(qiáng)度超過11MPa時(shí)（1d后），在粘結(jié)抗折強(qiáng)度粘結(jié)拔拉強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)斷裂破壞均發(fā)生在混凝土機(jī)體內(nèi)部，即其粘結(jié)強(qiáng)度均超過混凝土自身的相應(yīng)強(qiáng)度。修復(fù)王砂漿自身強(qiáng)度的發(fā)展速度，決定了其與普通混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的發(fā)展速度。

修復(fù)王砂漿自身強(qiáng)度的形成，是由修復(fù)王水化產(chǎn)物形成有序致密的晶體結(jié)構(gòu)；修復(fù)王砂漿與普通混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的形成，是由于在修復(fù)王水化反應(yīng)時(shí)，修復(fù)王會(huì)與普通混凝土中的水化產(chǎn)物及其組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，修復(fù)王水泥在修補(bǔ)界面不僅會(huì)產(chǎn)生一般的物理粘結(jié)，還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)粘結(jié)作用，使其與水泥混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其它傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)修補(bǔ)材料。

2.4 耐久性

修復(fù)王修補(bǔ)材料用于混凝土道面等的薄層修補(bǔ)時(shí)，除了材料自身的性能如強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間等的要滿足工程要求外，還要考慮耐磨性、抗鹽凍剝蝕性能，抗鋼筋銹蝕性能、水中抗軟化性等耐久性指標(biāo)。

2.4.1 耐磨性

使用試件尺寸為10cm×10cm×10cm，成型和脫模后放在室內(nèi)空氣中養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行切割，切割后的尺寸為10cm×10cm×5cm，然后進(jìn)行耐磨試驗(yàn)，其結(jié)果表明，修復(fù)王修補(bǔ)材料的耐磨度遠(yuǎn)高于常規(guī)道面混凝土。

2.4.2 抗鹽凍剝蝕性

修復(fù)王材料的鹽凍剝蝕破壞試驗(yàn)，不論是修復(fù)王砂漿還是修復(fù)王混凝土，修復(fù)王材料的抗鹽凍剝蝕性能均非常優(yōu)異，直到30次凍融循環(huán)后，其表面才開始出現(xiàn)剝蝕破壞，優(yōu)于含氣量為5.4%的C40普通硅酸鹽水泥混凝土。

2.4.3 抗鋼筋銹蝕性能

修復(fù)王砂漿的抗鋼筋銹蝕性能非常良好，明顯優(yōu)于硅酸鹽水泥砂漿和礦渣水泥砂漿。隨著干濕循環(huán)的增加，這些材料在防止鋼筋銹蝕性能上的差異愈來(lái)愈大。

2.4.4 水中抗軟化性

修復(fù)王砂漿長(zhǎng)期浸泡在水中后，不僅抗折和抗壓沒有降低，而且不論是以抗壓強(qiáng)度還是以抗折強(qiáng)度作指標(biāo)，其在水中浸泡50d內(nèi)，其抗軟化系數(shù)均很高均大于90%。

3 超薄層罩面施工方法

3.1 施工流程

確定并標(biāo)記罩面區(qū)域→封閉交通→表面拋丸處理→清理舊膠條、破損板縫板角→表面清理→薄層罩面→切縫→清縫、灌縫→恢復(fù)標(biāo)志標(biāo)線→現(xiàn)場(chǎng)清理、檢查FOD、適航、退場(chǎng)

3.2 主要施工工藝

3.2.1 引領(lǐng)至現(xiàn)場(chǎng)并封閉交通

在機(jī)場(chǎng)引領(lǐng)人員的引領(lǐng)下，人員、車輛、機(jī)械有序到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。并根據(jù)機(jī)場(chǎng)批準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)關(guān)閉航行通告，對(duì)相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行封閉。標(biāo)記好待修補(bǔ)混凝土板塊，按規(guī)范要求設(shè)置警示標(biāo)牌、反光錐、警示燈等交通安設(shè)施。

3.2.2 道面拋丸處理

清除表面松散石子及脫皮層，采用拋丸機(jī)對(duì)原混凝土麻面露骨區(qū)域表面進(jìn)行拋丸處理，直至露出混凝土堅(jiān)硬層。拋丸時(shí)注意縱橫向搭接，防止漏拋。根據(jù)麻面及露骨程度確定拋丸遍數(shù)，以達(dá)到表面無(wú)浮漿、無(wú)松動(dòng)石子為宜，深度宜控制在3mm-5mm以內(nèi)。

3.2.3 清理舊膠條、破損板縫板角

在對(duì)麻面露骨等破損道面完成拋丸后，清理剔除混凝土道面板塊伸縮縫的原灌封舊膠條。并用馬路切割機(jī)對(duì)原伸縮縫進(jìn)行打磨處理。對(duì)于不易清理干凈的區(qū)域，用磨光機(jī)進(jìn)行二次打磨，直至露出混凝土堅(jiān)硬層。同時(shí)對(duì)有松散、松動(dòng)的混凝土板塊板角、板邊進(jìn)行剔除處理。

3.2.4 表面清理

對(duì)于拋丸后遺漏在地表的鋼珠以及產(chǎn)生的混凝土碎屑、石塊等及時(shí)清理干凈，并裝入編織袋放置在指定垃圾堆放點(diǎn)。如道面有不易清理油污污染或不易清理干凈的標(biāo)志標(biāo)線區(qū)域，應(yīng)用磨光機(jī)進(jìn)行二次打磨處理。正式罩面施工前，利用背負(fù)式吹風(fēng)機(jī)對(duì)待罩面區(qū)域再次進(jìn)行清理，確保擬罩面表層干凈、無(wú)污。

3.2.5 修復(fù)王罩面

沿罩面施工區(qū)域縱向兩側(cè)設(shè)置鋁合金方管，作為施工限制面，確保方管與施工區(qū)域邊線重合，并配以壓重，確保方管在罩面過程中不發(fā)生偏移、傾斜等。需配置3-5名有經(jīng)驗(yàn)的抹面工人進(jìn)行薄層罩面施工。一字排開，平行倒退施工。以獲得良好的平整度外觀，當(dāng)工作效率出現(xiàn)明顯差異時(shí)，前后距離不應(yīng)超過1米。每名工人負(fù)責(zé)的罩面區(qū)域應(yīng)相互重疊，避免出現(xiàn)人為接縫。在保證工作進(jìn)度的同時(shí)，應(yīng)盡量在材料初凝前反復(fù)多次抹面，直至表面無(wú)氣泡。罩面厚度控制在3mm-5mm以內(nèi)。

3.2.6 切縫

罩面施工結(jié)束一小時(shí)后，利用混凝土馬路切割機(jī)沿原板塊間縱、橫縫進(jìn)行切割，恢復(fù)接縫，深度應(yīng)貫穿薄層罩面厚度。

3.2.7 清縫、灌縫

切縫完畢恢復(fù)接縫后，利用清縫機(jī)或吹風(fēng)機(jī)對(duì)板塊四周接縫進(jìn)行清理，使縫內(nèi)保持干燥、潔凈。再用12mm泡沫條進(jìn)行填塞、壓實(shí)，最后采用道面專用硅酮密封膠進(jìn)行灌縫，確保密封膠與接縫兩側(cè)混凝土粘結(jié)密實(shí)，，并使膠液略低于道面并呈“U”型為宜。道面板塊灌縫完成后，如機(jī)場(chǎng)原道面有標(biāo)志標(biāo)線，必須當(dāng)場(chǎng)及時(shí)恢復(fù)標(biāo)志標(biāo)線[3]。

3.2.8 現(xiàn)場(chǎng)清理、檢查、適航、退場(chǎng)

待灌縫、標(biāo)志標(biāo)線恢復(fù)后，應(yīng)及時(shí)組織機(jī)械設(shè)備裝車，開始清掃現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)施工區(qū)域及周邊50米范圍內(nèi)逐一排查，確保無(wú)遺留雜物等，達(dá)到飛行區(qū)FOD防范管理有關(guān)規(guī)定。自檢合格后報(bào)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行適航檢查，填寫適航檢查單。待建設(shè)方檢查同意后，方可有序退場(chǎng)。

4 效果和結(jié)論

（1）材料屬于超快硬水泥砂漿，極大的縮短了施工和保養(yǎng)時(shí)間。最大限度減少了對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的影響，減少了對(duì)道路封閉施工時(shí)間。社會(huì)效益顯著。

（2）經(jīng)過超薄層罩面技術(shù)，減少了機(jī)場(chǎng)FOD的產(chǎn)生的可能，提高了航空器的運(yùn)行的安全保障。

（3）經(jīng)過罩面修復(fù)后，可預(yù)防基層混凝土板塊進(jìn)一步受到破壞，導(dǎo)致整板出問題。

（4）利用修復(fù)王薄層型材料配以薄層照面施工工藝，與傳統(tǒng)面板鑿除重新澆筑施工相比，具有施工方法簡(jiǎn)單，工序少，免灑水養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益明顯。

（5）由于該施工方法不要求對(duì)原混凝土路面進(jìn)行完全鑿除，只對(duì)表面3-5mm深度范圍內(nèi)進(jìn)行拋丸處理，充分利用原混凝土基材強(qiáng)度與完整性，大大減少了施工垃圾的產(chǎn)生，一定程度上對(duì)于保護(hù)環(huán)境發(fā)揮了積極作用。

5 結(jié)語(yǔ)

通過使用修復(fù)王材料進(jìn)行超薄層罩面處理，有效的解決機(jī)場(chǎng)道面起砂、麻面、剝落等問題，減少了機(jī)場(chǎng)FOD的產(chǎn)生的發(fā)生率，提高了航空器的運(yùn)行的安全保障。根據(jù)機(jī)場(chǎng)停航時(shí)間短的特點(diǎn)，材料具有在短時(shí)間內(nèi)超快硬特性，極大的縮短了施工和保養(yǎng)時(shí)間。最大限度減少了對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的影響，減少了對(duì)道路封閉施工時(shí)間。社會(huì)效益顯著，有較高的社會(huì)效益價(jià)值。