机场道路混凝土路面快速修补加固技术

2020-01-12龚小波

河南建材 2020年10期

龚小波

中国航空港建设第三工程总队（211100）

1 项目概述

1994年8月，中国十九局完成了2万m2的哈尔滨机场站工程的扩建和实施工作。1995年2月15日，人们发现153.5 m长的积雪混凝土桩发生脱落，原因是车站表面的混凝土砂浆层经受了不断的冻结和融化。对该站进一步采样和测试后，指标的抗弯强度没有达到相应的标准。所以，这种情况属于非结构性损坏的一种，需要注重混凝土表层分层的修复。

2 机场道路混凝土路面典型病害产生的原因

2.1 裂缝的类型

2.1.1 干缩产生的裂缝

混凝土与水发生化学反应时，大量的热量将会被释放，水分逐渐减少，然后水泥浆收缩。干缩裂纹通常发生在混凝土注入后的初始固化过程中。

2.1.2 低温收缩发生的裂缝

在正常情况下，机场人行道的热膨胀和收缩情况主要受外部条件的影响。温度为高温时，路标会压缩；温度较低时，路标会拉伸。尤其是在大容量混凝土路面中，内部的热膨胀和收缩很可能在路面上引起裂缝。

2.1.3 由狭缝引起的横向裂缝

在浇筑混凝土后，不能立即切割路面面板。如果温度急剧下降，则会产生温度收缩应力。如果温度收缩应力超过材料的最大拉伸强度，则不可避免地会产生裂纹。

2.2 表面发生的相关情况

如果浇筑的混凝土压力不足，就增加碎屑进入板条的负担和车轮上的载荷。在振动过程中，混凝土的粗骨料会积聚。混凝土中的气体过多，会导致引气剂的质量受到一定的影响。一些引气剂在混凝土中形成大气泡，如果不能合理地振动，则不能完全排空大气泡，产生硬化的混凝土结构表面。混凝土的混合比不合适，导致混凝土黏度太大，振动时气泡不易排出，也会引起蜂窝、麻面。如果混凝土的抗渗性和抗冻性较差，则容易渗入雨水，并且在复杂的天气中，混凝土将经受冷冻循环[1]。

3 机场道路混凝土路面快速修补技术

3.1 机场道路混凝土路面质量问题的预防

地基及下层基础施工的质量控制可以保证混凝土路面的质量，并延长其使用寿命。该项目以优质的半钢为基础，可以提高总体稳定性和高刚性。在使用材料的同时，必须防止板子底部发生脱落现象。该项目的地基必须具有良好的抗冻性。在构建基础层时，还必须控制顶层的平坦度，以避免厚度的不均匀。如果条件允许，板块现象会在铺装前扩散到人行道表面，潮湿的人行道会减慢混凝土中水分的流失速度，并降低裂缝发生的风险。

1）增厚混凝土板的特点。增厚混凝土板机械强度大、弹性强、承载能力和扩散能力大。因为水泥板的抗压强度大于抗拉强度，所以面板的设计主要基于弯曲应力。

2）减少温度影响。温度差异大会导致机场道路混凝土路面发生裂缝。因此，需要将温度保持在规定的范围内。在施工过程中，还必须注意环境温度的变化。在施工过程中出现大风或高温天气时，混凝土的水分流失速度会很快，更容易出现收缩裂纹。所以，需要选择低热量或中等热量的水泥。在有强度要求的情况下，尽可能减少水泥用量，以减少发生热收缩裂缝的现象。

3.2 裂纹处理的相关方法

3.2.1 伸缩缝注射法

伸缩缝注射法主要用于小于3 mm的表面裂缝。先用铲子将裂缝延伸约1.5 cm。用风扇清除研磨产生的碎屑，并填充约0.5 cm的碎石。然后将混合物倒入水泥浆中，用混合物填充裂缝。如果需要加热密封剂，可将温度控制在50℃～60℃。

3.2.2 直接密封法

如果车道上的裂缝没有损坏，而且其宽度不小于3 mm，就可以使用直接密封法。

3.2.3 条带罩面修补的方法

穿透搭接接头属于中等裂缝（3~15 mm）。距裂缝两侧15 cm处有1个槽。凹槽为7 cm深。修补前先用铲子破碎混凝土，并清理干净破碎的混凝土块。然后用钯钉每隔50 cm在裂缝的两侧开口。钯钉可选用直径为16 mm，长度为20 cm，钩长为7 cm的螺纹钢棒。

3.2.4 全深度敷料

大于15 mm的完整裂缝应使用全深度敷料。常用的全深度修复有聚集锁定、刨削和钻孔三种方法。聚集锁定法大多用于没有钢筋的混凝土路面的修复。修复后的巷道沿平行折痕延伸。修复未加固的混凝土路面时，需要在全深度填料的外侧4 cm位置锯一个5 cm深的接缝。压碎并除去其周围的原始混凝土和松散零件。然后在正面的三个锯切之间切出4 cm宽的混凝土条，并且将其凿成毛面。基本层的电阻必须满足充电代码的要求，并且基本层必须水平，否则一定要采用加固措施。如果基础层严重受损，则可以填充、振动和压缩混凝土C15。新旧混凝土的混合比要恒定。当采用JK系列高速进料时，水与水泥的比例应在0.30～0.40，并且下垂度要控制在2 cm，24 h后混凝土的抗拉强度应大于3.0 MPa。将混合物铺展到矫正区并振动，以满足相关要求。最后用固化剂固化[2]。

3.3 坑槽的处理方法

1）将凹坑切成矩形槽，使用风扇清洁凹坑中的碎屑，要确保凹坑干燥。使用优质水泥、砂浆和其他材料填充坑槽，并使表面光滑。

2）如果凹坑总面积小于20 m2，则需要采用罩面法修复区域中绘制的矩形区域。用切割机在要维修的区域切5～7 cm深的凹槽。确保凹槽的平整及表面平坦。将配合好的混凝土填充到凹槽中。确保振动、压实和修补区域与原始混凝土人行道的平整度相匹配，并刷涂固化剂。

3.4 薄层修复的相关研究

界面的表面有抛光的表面、带凹槽的灰浆表面、凿的部分面、基础顶表面。通常情况下，处理接口的方法和结构强度会有一定影响，不同的接口方法其强度会有所不同。

为了检验上述假设，可以将检验设计如下:试样由混凝土制成，一种是150 mm×150 mm×500 mm的混凝土试样，另一种是150 mm×150 mm×600 mm的弯曲混凝土试样。强度测试是在普通混凝土试样和经过各种界面处理的试样中进行的。①试验时在模具底部放置2 cm厚的钢板，在样品制造过程中直接成型，接着将钢板移出并返回模具以形成平坦的界面；②其制造方法与第一种相同，但是将平板钢板变为凸形为了形成凹起b型界面；③其制造方法等同于用凹形代替钢板；④其制造方法与用0.5 cm厚、1.5 cm厚的钢板替换平板钢板，以形成带角度的d型界面的方法相同。四种处理方法表明，高性能材料具有比普通材料更高的弯曲强度和抗压强度。