道面水泥混凝土施工质量通病及预控方法研究

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:郭彦军
[导读] 摘要:机场道面肩负着飞机安全起飞与降落的重要任务,随着使用年限与负荷运转总时间的增加,道面通病会逐渐显现出来。
        上海华东民航机场建设监理有限公司
        摘要:机场道面肩负着飞机安全起飞与降落的重要任务,随着使用年限与负荷运转总时间的增加,道面通病会逐渐显现出来。本文在简要阐述道面混凝土裂纹、板的边角缺损、相邻板高差超标、平均表面纹理深度不均匀、道面污染与麻面、混凝土板面通病以及其他通病产生原因的基础上,从民用机场新建、改建、扩建工程施工前、施工中两方面,探究道面质量通病预控方法,以期提升水泥混凝土质量,确保机场道面整体安全性。
        关键词:机场道面;水泥混凝土;质量通病;预控方法
        前言
        “绿色、平安”是我国民用机场建设行动纲要的重点内容,要求各类机场在新建、改建、扩建道面施工中做到绿色节能。对于水泥混凝土机场道面来说,在实际施工中往往出现具有差异的技术方案,道面混凝土裂纹、板的边角缺损、相邻板高差超标等施工质量通病的出现,会严重影响飞机升降的安全性与可靠性,因此需要对水泥混凝土机场道面施工质量通病预控方法进行探究,保障机场稳定运行。
        1水泥混凝土机场道面施工质量通病
        1.1道面混凝土裂纹
        表面龟裂纹、贯穿裂纹是水泥混凝土机场道面普遍出现的混凝土裂纹。其中,表面龟裂纹宽度、深度一般为0.05mm、2.6mm,表现为端细而中间宽、裂纹细小且不连续、形状不规则,主要是由于刮风、气温较高、养生不及时、提浆厚度过厚等影响道面水泥混凝土施工,不会影响道面受力。贯穿裂纹一般垂直于混凝土浇灌方向,使得裂纹两边的板缝发生贯穿断裂,施工缝与基层沉降不当、混凝土浇筑及切缝不当等会造成贯穿裂纹的出现。
        1.2板的边角缺损
        纵缝边角缺损、横缝边角缺损、板边双缝是机场道面板的边角缺损主要方面,其中,纵缝边角缺损会造成板边不直、板带损坏,主要是由于相邻纵向板带浇灌时间和长短不一、养护工作不到位、过早拆模等因素造成的。横缝边角缺损会造成道面板块胀缩,使得局部区域由于挤压而发生损坏,在砂、石、杂物等进入到切好的缝中,进而会出现横缝边角缺损。纵向板支模不合理、混凝土浇筑方法不合理、填仓板切缝不直等会造成板边双缝,会影响道面质量及观感。
        1.3相邻板高差超标
        在民用机场新建、改建、扩建道面水泥混凝土施工过程中,要求相邻板高差应小于2mm,且道面要平整、纵缝应有一定坡度,一般采用跳格填仓法进行水泥混凝土施工。较快施工、节约模板等会影响混凝土板填仓,使得道面板块纵向坡边与横向施工出现缝隙,从而出现相邻板高差超标。在填仓过程中,若未充分考虑相邻板高差也会导致道面出现该种通病[1]。
        1.4表面平均纹理深度不均匀
        机场道面水泥混凝土施工要求跑道、快滑道拉毛纹理0.55mm以上,并要保证滑行道、站坪为0.4mm以上,以此提升道面的平滑性。平均表面纹理深度不均匀是由于道面表面不平整、拉毛纹理过深、拉毛时间控制不到位、混凝土浇捣提浆技术不规范等因素造成,其中拉毛纹理深浅不一致,会出现露石、翻砂等现象,进而加重道面粗糙度,不利于工程整体平滑性、安全性的提升。
        1.5道面污染与麻面
        道面污染是由于施工人员在涂刷、灌缝等作业过程中操作不当造成,进而影响道面水泥混凝土成品的使用质量和观感。道面麻面会在表面呈现许多小凹坑,并伴有表面局部缺浆、粗糙等现象,但不会造成混凝土板面露骨。当机场道面深度为25mm以下出现气泡、沟洞、缝隙等都有可能造成麻面问题的发生。此外,道面水泥混凝土中用水不规范,会造成混合料过干或过稀,容易振捣不密实,或过振或漏振现象,道面水泥混凝土拉毛操作不规范也会造成道面麻面问题的发生,进而对民用机场新建、改建、扩建工程质量造成不同程度的影响。
        1.6混凝土板面脱皮、起砂、露骨
        混凝土板面脱皮、起砂、露骨产生原因如下:一,养护洒水时间过早,或是施工中遭遇下雨天气;二,含泥量过多的碎石与砂造成混凝土表面砂浆强度不达标;三,施工人员做面操作不当,使得水灰比过大的水泥混凝土出现泌水外刮,出现翻砂、脱皮现象;四,道面表面遭遇刮风、撒干水泥、原材料质量控制不当等,均会出现表面脱皮现象、表层剥落现象。
        1.7其他通病
        站坪纵缝处积水、传力杆施工不规范、堵头板跑模、纵横缝不顺直、嵌缝料开裂等也是民用机场新建、改建、扩建工程道面水泥混凝土施工常出现的质量通病。其中,排水坡度较小、路线长、提浆厚度较厚等会造成站坪纵缝处积水;施工中,上下两片堵头螺栓连接不当会造成堵头板跑模、漏浆;切缝操作不规范、顺直度控制不佳、模板固定不牢等会造成纵横缝不顺直;道面灌缝、清缝工作不当会造成嵌缝料开裂,从而影响机场道面的使用寿命,不利于民用机场新建、改建、扩建工程效益的提升[2]。
        2机场道面混凝土施工预防质量通病的方法
        2.1施工前质量通病预控
        2.1.1注重施工准备工作
        首先,做好现场准备。现场准备工作包括机场新建、改建、扩建工程规划工作、施工图核实工作、现场清理工作等,并为出入车辆以及人员办理好出入证。其次,做好技术准备工作。包括工程施工图纸会审、施工技术交底、施工组织安排等,确保施工人员、技术人员严格按照规范流程进行道面水泥混凝土施工,以此避免混凝土板面脱皮、起砂、露骨、表面平均纹理深度不均匀、传力杆施工不规范等质量通病的发生。最后,做好测量工作。针对工程道面高程控制、施工标桩设置、测量点数据信息采集等工作,做好测量以及工程信息档案保存工作,为分析、解决质量通病奠定坚实的基础。
        2.1.2完善施工技术方案
        机场道面施工技术方案完善分为:一,试验段施工。通过确定的配合比、施工方法、混合料松铺系数等,确定工程所需的摊铺机具以及道面摊铺的遍数、速度等。二,道面大面积施工。一般基准线与线桩在水平方向上相距为20cm、纵向相距为4.5cm时,固定好高程装置,并保证松铺垂直距离维持在10cm左右。同时,做好混合料拌和阶段调试工作,控制好温度与水分加入量,并严格按照高程线进行道面铺设,避免裂纹的产生。三,做好道面碾压与整型工作,按照前端压实顺序,依次向前推进做好道面碾压工作,注重基层测量人员的指令跟踪检测工作,不仅有利于推进工程进度,还为工程整体质量与效益的提升奠定坚实的基础。


        2.2施工中质量通病预控
        2.2.1原材料质量控制
        民用机场新建、改建、扩建工程质量施工过程中,原材料质量控制具体分为以下几方面:第一,严格控制水泥混凝土碱含量、氯离子含量等,综合控制粗细骨料、砂石等技术指标,并做好配合料设计工作,确保水灰比、坍落度等满足机场道面新建、改建、扩建工程要求。第二,合理控制原材料配比。机场道面的强度、稳定性要求是科学配比的主要功能需求,需要结合工程规范标准与实际要求,科学选择原材料与原材料配比。通常情况下,机场道面水泥混凝土单位水泥用量应不小于310kg/m3;混凝土中掺粉煤灰时,单位水泥用量应不小于280kg/m3;当机场新建、改建、扩建工程对道面有抗冻要求时,采用的水泥强度等级42.5时,单位水泥用量应不小于330kg/m3;采用的水泥强度等级52.5时,单位水泥用量应不小于320kg/m3,并且施工地点与拌合站距离不可过远,确保拌合好的混凝土质量满足工程需求。第三,做好施工阶段气象监测工作,避免原材料性能不佳出现质量通病。需要技术人员结合当地往期工程数据以及当地气象部门提供的信息,分析工程施工期间的气温变化情况,避免气温过高、过低或是多发雨水影响施工质量控制效果,以此提前做好原材料防水、保温工作。
        例如,针对道面水泥混凝土施工中常出现的道面混凝土裂纹通病,原材料质量控制措施如下所示:第一,选用石英石、白云岩、花岗岩等无碱性、收缩性低的石料作为道面水泥混凝土使用的粗骨料,低孔隙率、高级配的石料可有效提升拌合料的性质,注意不选用砂岩、板岩等质地较软的石料。同时,应选用含泥量不大于3%的中粗砂作为工程所用细集料,以此从根本上降低水泥收缩量,避免道面混凝土裂纹的发生[3]。
        第二,道面水泥混凝土所用水泥应选用含量符合国家以及工程施工规范标准的游离氧化钙、氧化镁、铝酸三钙、三氧化硫含量等等,尽量选用42.5Mpa的硅酸盐水泥,以此节约工程施工成本,并避免较大水化热造成龟裂纹的出现。
        第三,若工程要求使用52.5Mpa的水泥,则需按照规范标准加入适当的减水剂,同时确保每立方混合料中水泥用量为320kg-330kg。若在夏天进行施工,应加入适当的减水剂,以此避免龟裂的发生。
        2.2.2加强混凝土浇筑与养护
        在机场道面新建、改建、扩建工程过程中,混凝土浇筑与养护工作的加强是避免表面龟裂纹发生的重要保障。首先,做好道面提浆工作。在浇筑水泥混凝土之前,应在基层喷洒一定量的水分,为机场道面捣固做好铺垫工作。在道面做面拉毛工作前期,必须进行铁板抹压,同时使用防晒棚保护道面,避免温度过高引起龟裂,搭设1-3小时防晒棚后使用无纺布盖面,并要做好每日洒水工作。最后,道面混凝土浇筑工作应尽量避免刮风与高温天气,若遇到突发刮风天气,则应在第一时间加设防风屏障、养生棚等,以此保证道面水泥混凝土施工中保持平稳且湿润,并避免前三天的养生不当影响机场道面整体质量。此外,混凝土浇筑与养护工作的加强,还应控制混凝土骨料的级配,控制碎石孔隙率、砂率为38%~48%、28%~30%,并注重指令施工过程中道面抗压、抗弯拉强度的控制,避免多发雨水天气影响原材料含水率,以此保证混凝土强度和表面平均纹理深度[4]。
        2.2.3控制切缝时间与方法
        对于机场道面新建、改建、扩建工程的纵向接缝处理,基层施工时在接缝处预留50cm不静压,在此基础上进行振动压实,振动压实时应预留出10cm的不振压,等到换幅施工时一同压实。在预留位置处,为避免长时间风干影响压实质量,应在施工到规定位置处的换幅施工,进行先行压实,以此避免质量通病的发生。对纵缝与横缝处理,必须注意道面水泥混凝土的分块操作,必须在每段施工预留位置处连接纵缝与横缝,同时确保侧边部位的压实工作满足工程要求,为拆模工作进行奠定基础。此外,在完成压实工作后,还应在横向进行两边压实,避免道面端头部位出现质量通病,大角度转弯为正确的施工方法,并且在压实过程中不可停留,确保拉线斩直。横缝作业与端头作业应属于垂直关系。
        此外,切缝时间和方法、降低混凝土入模温度是工程防控贯穿裂纹的主要方法。切缝时间和方法主要针对工程确定的施工气温、混凝土强度试验结果等进行,通常情况下,需要在水泥混凝土成形的24-36小时之后进行切缝,在切缝时,应注意不要损伤缝缘混凝土,避免过早切缝造成质量通病。与此同时,切缝应分两次进行,8mm宽浅缝在4mm宽深缝后进行,注意两次切缝过程中气温、机具操作方式的控制,避免过长工作面影响切缝施工。混凝土入模一般在较低的时间段内进行,最好选在阴天或夜间,施工过程中仓内应适当淋水湿润,避免温度过高造成质量通病。此外,连续浇灌混凝土道面板长度应为150m内为宜,配备的工程机具以及施工人员应严格按照施工操作流程进行施工,保证从浇筑到做面在1.5小时内完成,配合使用覆盖养护,避免较大温差影响道面水泥混凝土质量。
        2.2.4做好混凝土振实工作
        在摊铺水泥混凝土后,需要立即进行振实工作,使得水泥混凝土保持密实状态。道面振实工作使用的机具一般为高频插入式振动器和平板式振动器,同时确保真实厚度在25cm以下,在摊铺一层混凝土之后,使用高频插入式振动器捣实,然后使用平板式振动器对道面进行整型,板与板、行与行之间的配合使用,使得混合料每隔一段时间便可下降一定程度,并且混凝土内部气泡会不断冒出,直至水泥乳浆、浓度均匀。通常情况下,振实工作与模板相离5-10cm时进行,为避免模板变形,还应控制道面水泥混凝土边角的振实工作,使得有效作用半径不超过各点振动棒的1.4-1.5倍,一般控制时间在20-30s之间,以此从根本上避免指令通病的发生[5]。
        为避免工程施工出现板的边角缺损,工程施工人员需要尽早切缝,但应掌握好拆模时间,在拆模后还应进行合理的保湿养护,注重机场道面压实过程中不承重,及时清扫道面,并严格按工程施工顺序进行施工。为避免平均纹理深度不均匀质量通病的产生,施工人员需要严格按照技术标准进行整平、提浆、找平、做面工序,对低洼道面需要进行找平,并注意进行拉毛工序时,应一气呵成,不要停顿,避免道面出现纹理不一的情况。对于道面污染与麻面通病,应从原料质量控制阶段进行相应处理工作,并确保拌合料要均匀,表面有2-3mm厚的砂浆。此外,道面拉毛应注意时间的控制,禁止反推毛刷,切实加强混凝土集料配合比、水灰比的控制,并避免刮风天气造成道面脱皮、露骨等。
        结论
        综上所述,民用机场新建、改建、扩建水泥混凝土道面工程会受到施工地质条件、气候环境、人员技术等因素的影响,从而出现道面龟裂、道面纹理深度不均、板面脱皮或起砂等问题,造成机场道面强度与使用寿命不符合工程建设标准。因此,需要技术人员在掌握通病原因的基础上,做好原材料质量控制、混凝土浇筑与养护、把握切缝时间与方法等工作,以此推动航空运输事业的发展。
        参考文献:
        [1]李柯,邵斌,何小科,等.基于适航要求的水泥混凝土道面性能评价指标体系构建[J].国防交通工程与技术,2020,18(05):25-31+70.
        [2]孙赞,梁川.道面水泥混凝土施工中常见问题产生原因及预防处理方法[J].建筑技术开发,2019,46(07):41-43.
        [3]李柯,龙小勇,蔡良才,等.水泥混凝土道面预防性养护评价指标体系研究[J].铁道科学与工程学报,2020,17(08):1993-2003.
        [4]朱万红.机场水泥混凝土道面预防性养护维修策略与施工注意事项简述[J].城市建设理论研究(电子版),2020(15):72.
        [5]刘海滨.机场水泥混凝土道面常见通病及施工措施[J].设备管理与维修,2020(12):176-177.
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