某机场水泥混凝土道面胀缝病害实例分析与治理

田伟，孙赞

（95338 部队，广州510000）

1 道面混凝土胀缝设置

本机场跑道共设20 条横向胀缝，胀缝间距基本为200m，少数为100m；滑行道（含停机坪）共设9 条，横向胀缝，胀缝基本间距为250m；2 条端联络道及3 条中间联络道，在与跑道、滑行道交接部位，各设1 条胀缝共10 条；道肩胀缝间距为50m。采用聚胺酯填缝料。

2 道面混凝土施工时间

道面混凝土工程于9月开工，次年3月完成，道面混凝土施工日历天203d，施工工作天133d。根据当地气象情况，9月至次年3月基本为秋冬季节。在12月至次年2月施工，施工期间，温度常在-3～0℃，并且多雨雪天气，平均气温在5℃以下，属于低温混凝土施工。道面混凝土施工期间平均气温约为10℃。

3 道面胀缝病害情况

在施工完成的次年4月之后，气温不断升高，至7月份最高达到41.5℃，道面胀缝病害情况逐渐显现出来：填缝料设计缝宽为20mm，低于道面顶面约3mm。道面板受热膨胀后，填缝料受压缩后宽度大部分只剩7～8mm，个别处约5mm，压缩量约15mm；被挤高出道面顶面10～15mm。填缝料施工完毕约3～4 个月，沿缝的走向边缘出现开裂，个别填缝料中间开裂，长5～10mm，宽约1mm。开裂数量约为胀缩缝总数的20%～30%。

次年7月现场调查中，跑道胀缝有16 条发生边缘道面板局部板边或角隅挤破情况，胀缝边缘道面板完好的仅有4 条胀缝，破损率达80%。道面板边缘或角隅挤破长度一般约10cm，宽度约3～5cm，个别长、宽度约达15cm。胀缝边缘道面板局部挤破共71 处，平均每条胀缝挤破3.6 处；按胀缝长度计，平均每延米挤破0.071 处。滑行道胀缝边缘的道面板，由于热胀挤压局部应力集中，所设的9 条胀缝，道面板均出现不同程度挤破；破损形状大小与跑道相似。共破损54 处，平均每条胀缝边缘道面挤破6 处，平均每延米破损0.15 处。联络道胀缝有8 条道面板边缘或角隅挤破情况，破损率为72.7%。局部挤破共28 处。平均每条胀缝边缘道面板出现破损2.5 处；每延米破损0.025 处。

本工程按照设计共设胀缝40 条，2505 延米，胀缝边缘的道面板共有33 条胀缝边缘的道面板局部挤破。破损率按胀缝总条数计，平均为82.5%。胀缝边缘的道面板，局部出现破损共153 处。按胀缝总条数计，平均每条胀缝边缘道面板破损3.8 处；按胀缝总延米计，平均每延米破损0.061 处。

4 胀缝边缘道面板病害原因

4.1 气温影响

施工期间的气温低，在热天来临时，道面板受热膨胀，温度应力局部集中，是胀缝边缘道面板板边或角隅局部挤破的主要原因[1]。整个道面混凝土施工，基本处于当地秋冬季节，施工气温低（平均气温约10℃），次年7月最高气温已达41.5℃，二者相差达31.5℃，按照跑道胀缝间距200m 长度计算，若不考虑道面板与下层结构之间的摩擦力及跑道边部与联络道、道肩相接的摩阻力，参照有关测试资料，道面板温度应较气温提高1.36 倍（道面板顶部4cm），则道面板的膨胀长度约为：

式中，b 为道面板膨胀长度，cm；α 为混凝土的热膨胀系数，约为1×10-5；L 为相邻两道胀缝间距，此处取200m；t 为当地最高气温与施工期间气温之差，乘以道面板的温度提高系数，此处取1.36。则b=1×10-5×200×（41.5-14.5）×1.36×100=7.3cm。

实际上道面板底面与下层结构、相邻的道面板存在摩擦力，道面填缝料及胀缝板的压缩率也不可能是100%，因此，道面板不可能呈现自由膨胀。从胀缝填缝料的压缩量看，胀缝间距在200～300m，长多数约在15mm，此数值大致可视为该机场道面板的实际热膨胀量。这个数值与华北某机场对长胀缝的观测数据近似。该机场从固定区至移动区观测，固定区末端观测点间距为396m，移动量16mm。

4.2 胀缝间距影响

根据施工经验，早期一些机场道面胀缝间距为20～50m，由于温度应力的作用，也往往发生局部板边或角隅被挤坏的情况。近些年，胀缝间距一般为100～200m，在施工气温高，全年温度差变化不大的地区，胀缝边缘道面板局部板边或角隅被挤破的问题不突出。本机场跑道胀缝间距一般为200m，其次为100m、25m、20m 不等。现场调查显示，各种不同间距的道面胀缝均出现道面板局部挤破情况，而且发展速度快。由此可以看出，胀缝间距不是道面板局部挤破的主要原因[2]。

4.3 胀缝材料影响

本机场胀缝板采用聚乙烯低发泡板，厚2cm。该材料较木材柔软，弹性好耐腐蚀，但容易变形，复原率低。从现场情况看，经过热胀挤压，聚乙烯低发泡板胀缝板仅约3mm 厚。造成胀缝边缘道面板局部应力集中，道面板边缘或角隅被挤破。这种胀缝板材料，经道面板膨胀挤压后，迅速压缩，基本无任何强度及恢复。聚乙烯低发泡板，在温度变化较大地区，尤其施工气温低时，不适宜做胀缝板材料。

4.4 填缝料缝槽影响

按照设计要求，胀缝缝槽宽度为20mm，深度为30～40mm。本机场填缝料经压缩后，只有约5mm 宽度，承受不住局部的温度应力集中，加上填缝料灌注深度仅30mm，胀缝板系柔软的聚乙烯低发泡板，温度应力容易透过以上材料施加给相邻道面板，造成道面板局部边缘或角隅被挤坏。

4.5 滑动传力杆影响

个别滑动传力杆在施工安装中与道面顶面及道面中线不平行，或传力杆涂刷沥青脱落，造成个别传力杆不滑动等。道面板受热挤压时，这些微倾斜的滑动传力杆及不能滑动的传力杆当传力杆滑动受阻时，会造成道面板局部开裂或破损。

5 道面胀缝病害治理

对于道面板局部破损面积或深度小的部位，将局部破损处混凝土凿除，凿成方形或矩形，深20mm 以上，采用EPM 道路修补砂浆或JN-X 混凝土修补胶修补。道面板局部破损面积或深度大的部位，采取强度等级为C40 的混凝土修补，并配加强钢筋，必要时掺加混凝土早强剂。修补前先将破损混凝土凿除，凿深不小于8cm，呈方形或矩形，露出石牙，以利结合；补面涂刷水泥浆后，浇筑混凝土，进行养护，达到强度要求后投入使用。做好胀、缩缝缝槽，并灌注好填缝料。对所有道面胀缝缝槽重新扩宽、加深，宽度按25～30mm，深度按50～60mm。清除原灌注填缝料，混凝土碎块、灰砂等杂物；待干燥后，重新灌注填缝料。填缝料低于道面顶面3～5mm。

经过以上处理，基本消除了胀缝边缘道面板边缘或角隅挤破情况。

6 几点建议

低温施工容易产生道面混凝土的各种弊病，应尽量避免在低温条件下施工。

胀缝边缘的混凝土道面容易破坏，影响机场使用寿命，而胀缝间距对道面边缘挤破影响不大。因此，建议设计时，在适宜的条件下尽量做到不设或少设胀缝。

胀缝板，应选择能适应混凝土的膨胀收缩，施工时不变形，耐久性良好的材料。采用木材时，以经防腐处理的少节软质木材为宜。根据多年经验，采用通常使用较为有效的杉木板做胀缝板较为可靠，使用中进行防腐处理，选用少节的木材。

为防止安设中出现倾斜造成热胀时挤破道面板，宜在混凝土中埋设传力杆支架，以保证传力杆的正确位置。对于滑动传力杆的塑料套筒及防锈涂料等应严格按设计要求施工。