Study on Rapid Treatment Methods of Airport Pavement Diseases
王引平 WANG Yin-ping；何俊朋 HE Jun-peng
（中国航空港建设第九工程总队，成都 611431）
（China Aviation Port Construction Ninth Engineering Corps，Chengdu 611431，China）
摘要：我国民航机场80%以上都是水泥混凝土的刚性道面，在长期运行下，道面易出现各种病害，如何高效高质的进行病害治理，是保障机场正常运营的重点。本文简要分析病害出现的原因，对进行病害治理的方法进行了研究。
Abstract: More than 80% of China's civil aviation airports are rigid pavements of cement concrete. Under long-term operation, the pavement is prone to various diseases. How to conduct high-quality and effective disease control is the key to ensure the normal operation of the airport. This paper briefly analyzes the causes of disease occurrence and studies the methods of disease management.
关键词：机场；道面病害；快速治理；水泥混凝土
Key words: airport；road surface disease；rapid treatment；cement concrete
中图分类号：V351.11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）26-0276-02
0 引言
水泥混凝土道面，强度高耐久性好，在我国机场得到广泛使用。但是在使用过程中，由于飞机的长期荷载作用，加之雨雪天气影响，使得水泥混凝土道面出现了各种病害，如掉边掉角、错台、裂缝，甚至出现板块整体断裂。这些病害不仅对轮胎造成伤害，而且还有可能威胁到飞机发动机的安全。如不及时进行病害治理，还会导致出现更加恶劣的情况，出现唧泥、土基冻胀、道面大面积破坏，严重时会造成机场关停。所以，如何快速高效的对道面病害进行治理，保障机场的正常运营，需要科学可靠的治理方法。
1 病害出现的原因
由于混凝土道面在运营期缺少日常的维护保养，加之大部分机场都是单跑道运行，所以跑道道面会出现各种病害，病害的出现较大影响了机场的正常运行，要处理好病害，先要分析病害出现的原因，才能对症下药。
1.1 施工原因
抹面时对混凝土洒水；切缝不及时；气温过低过热，大风天气进行混凝土施工，或突然降雨；混凝土养生不到位；混凝土局部泌水；水灰比过大；原材料或混凝土配合比产生的不良影响；振捣作业、收面作业不规范等。由于这些施工原因会混凝土道面出面如干缩裂缝、横向裂缝、起皮、露骨、麻面等，将会影响混凝土道面耐久性，降低强度和抗渗性，成为质量隐患。
1.2 土基及基层原因
基层养护不到位，基层强度或刚度达不到要求；没有增加隔离层；由于地质原因、土基工后沉降大、土基未压实，造成地基出现不均匀沉降等。可能会导致出现相邻板高差，脱空，发生翘曲，出现贯通裂缝，进一步会导致局部沉陷、断板，后果十分严重。
1.3 长期荷载及环境原因
在飞机机轮的反复荷载作用下，加之外部各种天气环境热胀冷缩影响，混凝土道面板受力状态处于不断的变化中。虽然水泥混凝土的耐久性较之沥青混凝土突出，但是由于局部应力突变，应力在边角处集中，造成掉边掉角现象严重，在频繁转弯处，还容易出现唧泥。
2 病害快速治理方法
通常情况下，传统治理道面病害方法一般分为以下几个步骤：首先对病害出现部位进行分析，确定破损区域和破损程度，如果是轻微裂缝一般采用灌浆法进行处理，使用裂缝修补材料或灌缝料进行处理。如破损面积较大，且程度较严重，则先进行旧道面清除，切割破碎，再将废料清除干净；然后用符合设计要求的同等混凝土进行现浇铺助；最后养生达到设计强度。用传统方法治理病害有很多缺点，如混凝土强度增长慢，严重制约机场运行；新老道面结合差，修补效果不好。如此，病害治理方法需要强度增长快、修补可靠、耐久性好，且经济上要性价比高、理论上要科学可靠、施工上要简便可行。
2.1 预制拼接技术
传统的道面病害治理方法已无法满足机场快速恢复通航的要求，针对道面局部换板，预制拼接技术具有许多优点。
2.1.1 施工速度快
预制板块的制做和养护可提前完成，避免了现场施工过程中繁杂的浇筑施工和较长时间的养生过程，现场不用准备大型拌合设备，采用小型吊装机械和车辆进行预制板块的运输、拼接安装和后续工序，完成即可快速投入使用。一般能够在4小时以内完成作业，道面达到恢复通航要求，同时受恶劣天气影响较小，风雨天气或高低温，都可以正常施工。
2.1.2 施工成本低
预制板块采用的材料和正常混凝土施工时采用的材料一致，普通地材、水泥和钢筋，成本大大低于市场上的各种快速修补材料。同时，相较于大面积的现浇修补，在小面积的道面修补中，使用预制拼接技术，所需的施工设备明显减少，固定成本大大降低，同时现场没有多余的废料、废水，避免环境污染。
2.1.3 施工效果好
预制板由于提前预制，其抗压和抗折强度能得到保证。可以提高预制板的设计弯拉强度，对薄弱部位进行补强。使用拼接预制板，制作方便，方便施工。在战时抢修、抢险救灾中，也可以利用预制拼接技术。利用预制拼接技术修复后，道面耐久性良好，可以保持较长时间的修复性能，不会在短时间内即出现修复后再次破损情况，导致二次修复。
2.2 快速修补材料
目前市场上有多种快速修补材料，有特种水泥、复合修补材料、无机聚合物等。使用这一类快速修补材料，是在拆除破损部位后，利用快速修补材料早强快硬特性，达到修补目的。
2.2.1 特种水泥
水泥类特种材料较多常见，应用广泛，具有早强快硬、耐久性好等特点。主要有快硬硅酸盐水泥,快硬硫铝酸盐水泥，磷酸镁水泥，氟铝酸盐水泥及碱硅水泥。
快硬硅酸盐水泥，快硬硫铝酸盐水泥的具有凝结迅速，硬化强度高，在水化初期就有较大的强度，但是达到抗折强度3.5MPa以上需要24小时，所以只能适用于有足够停航时间的机场进行修补。
磷酸镁水泥快硬早强，凝结时间较为充足，能达到10分钟以上，可满足施工需求。干缩性小，干缩率在0.09%以内，体积稳定，与旧道面粘结良好。耐磨性能、抗冻性能都很突出，且适应性和使用经验都较为成熟，市场上已有磷酸镁水泥商品混凝土，专门用于抢修。但是也有一定的不足，如抗冲击性能不好，脆性大，容易出现裂缝，价格较贵。
氟铝酸盐水泥也具有快硬早强的特性，一般在4小时内即可达到抗压20MPa以上，抗折3.5MPa以上，有一定的膨胀性能，凝结后收缩率小，还具有一定的抗侵蚀性。不足之处在于凝结时间特别短，施工必须非常迅速。
碱硅水泥发展前景大、优势明显，其超快硬技术能够满足快速治理的要求，在民航机场场道工程抢修抢建中有广阔的应用前景，目前主要有SC型和AS型两类快硬材料应用较多。
2.2.2 复合修补材料
目前国内研发了多种卓有成效的复合修补材料，主要有：江苏建科院研发的JK系列快速修补材料，在国内的机场修复工程中得到成功应用，有部分成功案例。西安公路交通大学研发的ZC型早强剂，效果良好，12小时抗折强度能达到3.8MPa，抗压强度在20MPa以上，满足快速治理要求。还有湖南大学研究的道路混凝土快速修补剂，西安交大研制的HW系列超早强修补剂等。总的来说，这一类复合修补材料多数运用于现浇法，对于整体换板治理，意义较大。
2.2.3 无机聚合物
无机聚合物抢修材料是一种运用于机场道面、公路抢修的一种新型材料，该材料4小时抗折强度可达到3.5MPa以上，抗压强度达到30MPa以上。耐久性、耐磨性、抗腐蚀性都优于普通混凝土。且利用高炉矿渣制备无机聚合物材料，不仅经济成本低，而且节能环保，减少了固体废弃物的排放。无机聚合物抢修材料满足不停航施工要求，适用于道面病害的快速治理。
2.3 局部嵌固修复技术
局部嵌固修复技术主要是针对道面板的板角碎裂、接缝破碎等病害问题进行治理。利用修复体的嵌固端，可以充分利用原道面的约束和承载力，防止修复体滑移和破坏。通过粘结剂的作用，修复体与原道面形成统一的复合结构，共同作用，可以提高复合体的承载力，实现协同工作。
局部嵌固修复技术有许多优点。首先，不用破除全部道面，只需破除破损面区域和一定深度的混凝土，就可以进行修复，减少工作时间，降低工作难度，节约成本；其次是通过嵌固端形成复合体，充分利用了原道面的承载力，有嵌固端的存在，修复部位可以准确定位。最后是嵌固修复体是提前预制，不需要修复后长时间养生，能满足不停航施工的要求，受恶劣天气影响较小。
3 结论
①预制拼接技术在面积不大的道面整体修复中优势明显，成本低廉，且施工效果良好，满足快速治理的要求，可以作为不停航施工的首选。
②各种快速修补材料应用广泛，各有针对性，在道面病害治理过程中，选用时要分析比较，应根据不同材料的性能及价格，选取最符合施工场地实际病害情况的修补材料，合理安排施工，确定施工方案，特别是要注重修补后的耐久性和与旧道面的相容性。从性价比上来说，无机聚合物修补材料，具有明显优势。
③局部嵌固修复技术对于道面的边角病害治理效果良好，经济适用、施工可行、科学可靠，局部大量的边角治理可以优先采用。
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