机场混凝土道面板底脱空原因及处治方法

    简要从混凝土道面板脱空的原因、判定方法及脱空板的处治三个方面进行了综述。
    由于机场混凝土道面板的基层材料选择不合理,接缝、裂缝未及时填封,混凝土道面自身缺陷,道面排水系统缺陷,基层密实度不足,温度变化等自然环境影响原因,在飞机起落冲击荷载的反复作用下,机场混凝土道面板基层顶面易产生塑性变形累积而与混凝土面板脱空。使混凝土道面板在重载作用下易产生断裂破损,对飞行训练和战斗保障产生巨大威胁。因此,对机场混凝土道面板板底脱空的抢修处治问题的研究日益迫切。
    1 脱空原因
    目前机场道面板脱空的原因归结起来有以下四种:
    1.1 水的防治不及时,这是产生病害的主要原因。机场道面板经过多年的使用后,板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化。在载荷的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走,导致板边缘的基础部分失去支撑能力,端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
    1.2 路基不均匀沉降造成板断裂和破碎。这种病害大部分布在路基填挖交界段,因为路基的不均匀沉降造成道面的沉陷,在飞机高速冲击作用下造成错台、渗水、唧泥导致断裂和破碎板。
    1.3 路面基层和面层强度不足特别是强度不均匀。作为混凝土道面基层,首先要求强度高,整体性和水稳性好。由于基层施工拌和不均匀,压实不够等原因造成基层局部地方还有松散现象,强度难以满足设计要求。在荷载作用下,板底拉应力增大,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。
    1.4 设计和施工方面缺陷导致混凝土路面脱空的产生。由于混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比达不到设计要求,在荷载强作用下,混凝土路面无法承受荷载带来的竖向剪切力,从而导致路面断板、破碎板。另外,设计时对荷载预测不够准确,基层、面层设计厚度偏薄也可导致脱空。
    2 脱空的确定
    2.1 人工观察法
    人工观察法即通过现场观察接缝情况、裂缝情况、唧泥情况、错台和翘曲等初步判定脱空。当重车行过,能感到混凝土板有竖直位移时,或下雨之后,有明显唧泥现象的板块,认为是脱空。这种方法的优点是快速,不需要设备;缺点是主观性强,即使有经验的养护工程师也不能避免错判、漏判。
    2.2 弯沉法
    目前主要有以下两种方法:
    ①基于贝克曼梁的弯沉法:即用贝克曼梁测试板角弯沉,如果超过某一限值即认为存在脱空,同时若接缝两侧相邻板单点弯沉差超过某一限值,认为脱空存在。这一方法的优点也是快速简便,现场即可判定,是目前国内应用最为普遍的方法之一。《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1-2001)规定,用黄河JN 150后轴重100kN,贝克曼梁(5.4m)检测板角和板边弯沉,凡弯沉值大于0.2mm即判定为脱空。
    ②基于FWD的弯沉法:用FWD弯沉测试板底脱空定位快,移动方便,且可多点测试,测试精度高,干扰荷载小,适合于长距离、工期紧的情况,并且它使研究更可靠的脱空评定方法成为可能。
    2.3 雷达测定
    雷达检测脱空是利用雷达波的折射-反射原理,产生的平面视图可描述脱空的位置、形状、地表下高湿度区域的面积,另外还可列表提供探测到的脱空面积和大概尺寸。但如果基层出现异常现象如空洞,根据波的折射-反射原理就会在空洞的上、下边缘出现折射-反射现象。由于每一种基层介质的介电常数都要进行现场校对,使测定工作十分困难,根据实践,用雷达技术来探测异常情况时,只能采取估算的方法。
    3 处治方法
    目前对道面板脱空的处治主要有换板和灌浆加固两种方法。
    传统的“换板”处治,在破碎时由于操作人员的失误或连接杆的传递影响,可能造成相临混凝土板块不同程度的松动或破损,处治一处病害又出现多处新的病害,且只能改善板本身状态,正是所谓的“治标不治本”。
    目前灌浆技术作为一种新型的加固技术已逐步应用于道面板底脱空处治中。混凝土板下灌浆通过灌浆压力可把浆液渗透到相邻混凝土板下,起到灌浆一块板加固几块板的作用。
    4 结束语
    混凝土路面板产生脱空的原因主要是由于填缝料不合理、水份的浸入等造成的。因此,必须加强接缝的养护,及时疏导路面积水,来预防混凝土路面的先期病害。 在基(垫)层的施工中,应严格控制混合料中的细集料含量。 在灌浆钻孔施工时,钻孔深度应穿透基层达到垫层中。灌浆技术作为一种新型的加固技术,在公路桥梁施工中值得推广应用。