机场混凝土道面表皮剥落麻面病害超薄层罩面修复技术的应用

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国机场的主要道面类型，许多机场道面在机轮荷载和自然环境等因素的联合作用下，使用性能不断下降，道面损坏状况严重。这种现状使得道面管理的重点由新道面的建设转移到已有道面的检测、评价、预测及维修和恢复，而我国机场道面使用性能的现有研究现状难以满足道面管理的需求。基于此，下面主要对剥落麻面病害超薄层罩面修复技术进行了分析和研究。

1 项目概述

1.1 项目地点

威海大水泊国际机场飞行区内停机坪

1.2 处治方案

在机场夜间航班停航后，采用杭州修路人科技股份有限公司生产的超快硬混凝土修复王薄层型材料进行快速罩面处理，恢复混凝土表面砂浆层，同时确保罩面层材料强度不小于混凝土强度，并保持良好的粘结强度和平整度，以达到良好的修复效果和耐久性。施工后1-2小时开放交通，不影响机场第二天航班的正常运行。

2 超薄层罩面材料修复王的性能

修复王材料粘结性能非常优异，各项性能远优于其它典型的无机修补材料；修复王砂浆与水泥混凝土之间的粘结抗折强度的发展规律及其影响因素与修复王砂浆自身强度相同。该材料具有非常良好的综合耐久性，如高的耐磨性、抗盐冻剥蚀性、抗钢筋锈蚀性和水中抗软化性等[1]。以下简单介绍修复王材料性能：

2.1 修复王主要性能参数表

表1 修复王主要性能参数表

2.2 抗折（压）强度

修复王材料的强度发展规律试验，试验结果表明，修复王早期强度发展迅速，1h的抗压强度就达到了31.5MPa、3h抗压强度接近40MPa，并且后期的强度仍然在持续的增长，这与传统的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥等修补材料有很大差别。这主要是因为修复王水泥的水化反应是一个迅速放热的磷酸盐水泥中和反应，其反应速度非常快，并迅速放出的大量热量，这进一步促进了其反应进程，从而快速获得高的强度。因此，修复王水泥基修补材料非常适合于机场、高速公路和桥梁、市政道路、工矿企业地坪或者军用工程等的快速修补[2]。

2.3 粘结强度

修复王材料与普通混凝土之间的粘结强度是保证修补工程能否成功及耐久的关键指标之一。修复王材料与混凝土之间粘结强度可用粘结抗折强度和粘结拔拉强度来表征，采取两种测试方法来测定和评价其与混凝土之间的粘结强度。

2.3.1 粘结抗折强度

修复王材料粘结抗折强度试验结果如2表：

表2 修复王材料粘结抗折强度试验结果

由上表可知，修复王粘结抗折强度很高，说明修复王与混凝土表面粘结效果非常好，非常适合混凝土表面修复。

2.3.2 粘结拉拔强度

在粘结拉拔强度测实验过程中，测量的时间点是一个很关键的因素，根据粘结拉拔强度方法的原理得知，当破坏发生在基板与修复王水泥之间，表示粘结强度大于智能拉拔仪的读数，意味着此次拉拔实验过程得结束，关于测量时间，由于修复王水泥属于快硬性水泥，需要不间断的进行测量，通常测量其1h、3h、1d、2d、3d、4d、5d，7d的粘结强度，一直测量到破坏发生在混凝土板与修复王水泥之间，代表此次试验结束。

表3 修复王的粘结拉拔强度

2.3.3 自身强度与粘结强度的关系

采用基准配合比，测定了修复王砂浆的抗折强度与粘结强度。修复王水泥的粘结强度发展规律与自身抗折强度的发展相近，1d内发展迅速，之后逐渐增长。当修复王修补材料自身抗折强度超过11MPa时（1d后），在粘结抗折强度粘结拔拉强度试验时断裂破坏均发生在混凝土机体内部，即其粘结强度均超过混凝土自身的相应强度。修复王砂浆自身强度的发展速度，决定了其与普通混凝土粘结强度的发展速度。

修复王砂浆自身强度的形成，是由修复王水化产物形成有序致密的晶体结构；修复王砂浆与普通混凝土之间粘结强度的形成，是由于在修复王水化反应时，修复王会与普通混凝土中的水化产物及其组分发生化学反应，因此，修复王水泥在修补界面不仅会产生一般的物理粘结，还会产生化学粘结作用，使其与水泥混凝土之间的粘结强度远高于其它传统的无机修补材料。

2.4 耐久性

修复王修补材料用于混凝土道面等的薄层修补时，除了材料自身的性能如强度和凝结时间等的要满足工程要求外，还要考虑耐磨性、抗盐冻剥蚀性能，抗钢筋锈蚀性能、水中抗软化性等耐久性指标。

2.4.1 耐磨性

使用试件尺寸为10cm×10cm×10cm，成型和脱模后放在室内空气中养护28d后进行切割，切割后的尺寸为10cm×10cm×5cm，然后进行耐磨试验，其结果表明，修复王修补材料的耐磨度远高于常规道面混凝土。

2.4.2 抗盐冻剥蚀性

修复王材料的盐冻剥蚀破坏试验，不论是修复王砂浆还是修复王混凝土，修复王材料的抗盐冻剥蚀性能均非常优异，直到30次冻融循环后，其表面才开始出现剥蚀破坏，优于含气量为5.4%的C40普通硅酸盐水泥混凝土。

2.4.3 抗钢筋锈蚀性能

修复王砂浆的抗钢筋锈蚀性能非常良好，明显优于硅酸盐水泥砂浆和矿渣水泥砂浆。随着干湿循环的增加，这些材料在防止钢筋锈蚀性能上的差异愈来愈大。

2.4.4 水中抗软化性

修复王砂浆长期浸泡在水中后，不仅抗折和抗压没有降低，而且不论是以抗压强度还是以抗折强度作指标，其在水中浸泡50d内，其抗软化系数均很高均大于90%。

3 超薄层罩面施工方法

3.1 施工流程

确定并标记罩面区域→封闭交通→表面抛丸处理→清理旧胶条、破损板缝板角→表面清理→薄层罩面→切缝→清缝、灌缝→恢复标志标线→现场清理、检查FOD、适航、退场

3.2 主要施工工艺

3.2.1 引领至现场并封闭交通

在机场引领人员的引领下，人员、车辆、机械有序到达现场。并根据机场批准的机场关闭航行通告，对相应的区域进行封闭。标记好待修补混凝土板块，按规范要求设置警示标牌、反光锥、警示灯等交通安设施。

3.2.2 道面抛丸处理

清除表面松散石子及脱皮层，采用抛丸机对原混凝土麻面露骨区域表面进行抛丸处理，直至露出混凝土坚硬层。抛丸时注意纵横向搭接，防止漏抛。根据麻面及露骨程度确定抛丸遍数，以达到表面无浮浆、无松动石子为宜，深度宜控制在3mm-5mm以内。

3.2.3 清理旧胶条、破损板缝板角

在对麻面露骨等破损道面完成抛丸后，清理剔除混凝土道面板块伸缩缝的原灌封旧胶条。并用马路切割机对原伸缩缝进行打磨处理。对于不易清理干净的区域，用磨光机进行二次打磨，直至露出混凝土坚硬层。同时对有松散、松动的混凝土板块板角、板边进行剔除处理。

3.2.4 表面清理

对于抛丸后遗漏在地表的钢珠以及产生的混凝土碎屑、石块等及时清理干净，并装入编织袋放置在指定垃圾堆放点。如道面有不易清理油污污染或不易清理干净的标志标线区域，应用磨光机进行二次打磨处理。正式罩面施工前，利用背负式吹风机对待罩面区域再次进行清理，确保拟罩面表层干净、无污。

3.2.5 修复王罩面

沿罩面施工区域纵向两侧设置铝合金方管，作为施工限制面，确保方管与施工区域边线重合，并配以压重，确保方管在罩面过程中不发生偏移、倾斜等。需配置3-5名有经验的抹面工人进行薄层罩面施工。一字排开，平行倒退施工。以获得良好的平整度外观，当工作效率出现明显差异时，前后距离不应超过1米。每名工人负责的罩面区域应相互重叠，避免出现人为接缝。在保证工作进度的同时，应尽量在材料初凝前反复多次抹面，直至表面无气泡。罩面厚度控制在3mm-5mm以内。

3.2.6 切缝

罩面施工结束一小时后，利用混凝土马路切割机沿原板块间纵、横缝进行切割，恢复接缝，深度应贯穿薄层罩面厚度。

3.2.7 清缝、灌缝

切缝完毕恢复接缝后，利用清缝机或吹风机对板块四周接缝进行清理，使缝内保持干燥、洁净。再用12mm泡沫条进行填塞、压实，最后采用道面专用硅酮密封胶进行灌缝，确保密封胶与接缝两侧混凝土粘结密实，，并使胶液略低于道面并呈“U”型为宜。道面板块灌缝完成后，如机场原道面有标志标线，必须当场及时恢复标志标线[3]。

3.2.8 现场清理、检查、适航、退场

待灌缝、标志标线恢复后，应及时组织机械设备装车，开始清扫现场，对施工区域及周边50米范围内逐一排查，确保无遗留杂物等，达到飞行区FOD防范管理有关规定。自检合格后报机场飞行区负责人员进行适航检查，填写适航检查单。待建设方检查同意后，方可有序退场。

4 效果和结论

（1）材料属于超快硬水泥砂浆，极大的缩短了施工和保养时间。最大限度减少了对机场运行的影响，减少了对道路封闭施工时间。社会效益显著。

（2）经过超薄层罩面技术，减少了机场FOD的产生的可能，提高了航空器的运行的安全保障。

（3）经过罩面修复后，可预防基层混凝土板块进一步受到破坏，导致整板出问题。

（4）利用修复王薄层型材料配以薄层照面施工工艺，与传统面板凿除重新浇筑施工相比，具有施工方法简单，工序少，免洒水养护等优点，综合考虑经济效益明显。

（5）由于该施工方法不要求对原混凝土路面进行完全凿除，只对表面3-5mm深度范围内进行抛丸处理，充分利用原混凝土基材强度与完整性，大大减少了施工垃圾的产生，一定程度上对于保护环境发挥了积极作用。

5 结语

通过使用修复王材料进行超薄层罩面处理，有效的解决机场道面起砂、麻面、剥落等问题，减少了机场FOD的产生的发生率，提高了航空器的运行的安全保障。根据机场停航时间短的特点，材料具有在短时间内超快硬特性，极大的缩短了施工和保养时间。最大限度减少了对机场运行的影响，减少了对道路封闭施工时间。社会效益显著，有较高的社会效益价值。