引言 军用机场是军队飞机及直升机完成任务和飞行训练必须的依托，机场道面状况直接关系飞机和直升机的飞行质量，因此，对于机场道面有着较其他道面更高的性能要求。目前我国大多数军用机场道面是水泥混凝土道面，分析水泥混凝土道面破坏原因并确定行之有效的维修方案，是做好对机场的管理、维护和维修的关键工作①。
本文以聊城某军用直升机机场为调研对象，对水泥混凝土道面破坏情况进行调查；分析破坏类型的原因，依据破坏发生原因对不同类别的破坏设计具体的维修方法，力争从根源上解决道面使用质量问题；根据维修方案进行水泥混凝土配合比设计，配置道面混凝土材料，对不同方案进行各类技术指标对比，确定最优维修方案②。
机场道面使用状况现状 机场道面管理维修伴随军队发展及现代化建设，不断发展完善，形成了一系列行之有效的方针政策、规章制度、法规条例、战术技术标准以及许多成功经验，在保证完成战斗与训练任务方面，发挥了重要作用③。特别是近几年，机场保障部门在业务建设上取得了较大突破和进展，新工艺、新材料的应用使维修质量大大提高，道面抢修时间大大缩短。
近年来，我军机场逐步进入机场设计寿命末期，机场道面破损加快，道面老化严重，表面裂缝等表面功能性和板间错台等基础性破坏严重影响了道面的使用质量，道面管理维修压力大。调查机场水泥混凝土道面损坏情况并对旧道面使用情况进行评价，是确定混凝土道面损坏的维修方案的依据。评价目的是判定道面结构和功能损坏程度，预计道面剩余的使用寿命，从而确定道面的维修方案④。调查数据的准确与否及样本量是否足够，决定着机场道面的评价结果，进而影响维修方案的设计。
机场道面使用情况调查及成因分析 聊城某机场于2003年6月建成，2004年12月正式启用。所在地域属于暖温带半干旱季风气候。根据机场道面情况调查得知，道面总板数为3842块，通过调查发现，道面破坏类型为板块断裂、板角断裂、边角剥落、表层剥落、表面裂缝、补丁补块等。道面破损板块数为78块，其中以表面剥落和板块断裂为主，占破坏板总数的79.5%，其次是补丁补块，约占总破坏板数的9.0%。调查结果显示，聊城机场道面破坏问题较轻，破损程度基本为轻度破损，个别板块断裂破损程度达到了中度级别。
(1)滑行道的表层剥落
如图1所示，此处破损为表面功能性破坏中的表面剥落，处于机场滑行道和停机坪位置。其中，左侧两张破损图片为同一处破损，破损的最大长度为13.5cm，最大宽度为7.4cm。最右侧道面存在有大小不一、形状不规则的局部剥落现象。
经调查所知，该机场的滑行道和停机坪已接近其使用设计年限，未经过系统维护和保养，所以年久失修是表面剥落现象比较严重的主要原因；该表层剥落并未大面积出现，且没有明显的表面裂缝发展过程，因此，材料及施工养护问题、自然因素、冻融和化学腐蚀等因素均可以排出。滑行道与停机坪位置由于受载频繁，机场道面清扫车频繁作业等因素，造成了的道面损耗的逐年积累⑤。
(2)滑行道的边角剥落
如图2所示，滑行道面边缘位置出现边角剥落现象，边角剥落的最大宽度为5.2cm，剥落长度为47.6cm，板边呈块状破碎且尚具有一定强度，机场道面施工符合建设标准，破损位置内有较小的不规则碎块，且周边其余板块未出现相似破损。
道面板边缘为整个板最为薄弱的位置，直升机荷载、温度变化产生的温度应力易在边缘发生应力集中⑥，极易造成边角损伤；道面板接缝内嵌有石块等坚硬物，说明后期的维护亦存在问题，硬物的存在使道面板伸缩受阻，在接缝外边缘产生较高的挤压应力，导致道面板接缝处碎裂；填缝料损坏，水分从缝隙渗入，使得接缝附近土基湿度过大，产生松动，在直升机轮荷载反复作用下便会加剧边角剥落的发生。
(3)滑行道的板块断裂
图3、4、5道面板断裂分别位于机场起落坪、滑行道与停机坪交界处和滑行道与起落坪转角处。从位置上看，三处破坏均出现在了道面受载大且受力较复杂的位置。竖向荷载越大，土基下沉越大，板块断裂位置与相邻板两侧道面板有明显的高差，所以，受载不均亦导致了土基不均匀下沉问题；滑行道和停机坪交界处及与起落坪的转角处，道面除了承受竖向荷载以外，还承受因摩擦而产生的横向水平荷载，竖向和横向荷载的综合作用下，加剧道面板内部应力的复杂性。调查得知，道面尚在使用年限内，历年的极端最高气温与最低气温相差近59℃，温差越大，温度应力越大。出现板块断裂的道面板位置处的缝隙切割稍浅，且少数部位切割不均匀，这使得外力在道面板内传递过程中易于出现应力集中现象，诱发微损伤的发生，形成破坏起点。综上所述，聊城机场的道面板断裂，是道面在长期使用过程中，由直升机和温度作用而产生的内部复杂应力以及施工质量等多种原因造成。
(4)聊城机场道面使用质量评价
根据聊城机场道面状况调研数据表1可得：聊城机场道面破损指数为0.30%，道面外观质量等级为“优”级。
机场道面破坏维修方案设计 由于聊城机场的道面破损形成原因各不相同，必须依据具体机场道面破坏调研情况，从破坏根源出发，有针对性的对各个机场道面破坏进行分析，制定相应的道面维修方案。
1.板块断裂的换板维修方案设计
聊城某机场的板块断裂位置荷载过于频繁，如果不彻底解决，后续还会继续恶化，该处的土基有较为明显的下沉，因此，土基的处理亦势在必行。所以，本设计对缝宽超过1mm的裂缝均采取换板的维修方案，具体操作流程为：
（1）在破损板块上凿出25cm左右宽的周边破碎带，清除混凝土。在旧道面破碎过程中，不要影响相邻道面板以及不要损坏基础，如图6所示。
（2）原土基的压实处理
原有土基受到雨水侵蚀，土基含水量偏高，因此，将原有土质挖出，晾晒后，待含水量达到要求后回填到原有位置，以保证材料与原道面基础一致，充分压实至厚度与原道面基础一致，并使新基层顶部略低于原基层1cm左右。
（3）在道面板纵向接缝处支立模板，在模板内侧涂刷隔离剂。
（4）按原道面的胀缝设计设置胀缝板、传力杆。
（5）配制高于原道面混凝土设计强度的混凝土强度材料。
（6）按板边、板角、板中的顺序进行人工推铺；摊铺时留混凝土板厚10%的虚高。
（7）以平板式振捣器进行振捣与整平，板的边角部位用插入式振器振捣，以使混合料表面泛浆，以停止沉降并不再冒出气泡为准。
（8）用木抹或钢抹做面，第一遍柔压泛浆、压下露石、清除明显的凸起，使浆分布均匀;第二遍以挤出气泡、将砂石压入板面、清除砂眼，使板面密实，第三遍消除板面不平整印迹。
（9）等待2～4h水泥混凝土初凝结束后，进行拉毛、压槽或刻槽工艺处理。拉毛后及时清除临板上的浆以保持板面整洁。
（10）做面完成后立即加盖养护层进行早期养护。用手指按压无印痕后即可覆盖养护材料，养护过程中及时洒水，时间不得少于14天。
（11）拆模后约12h左右进行切缝处理，缝隙宽度和深度与原道面保持一致，且一次切割而成。
（12）缝槽处于干燥、无尘状态时进行灌缝处理。选用粘结力强及弹性好的材料封填，如聚氨酯、硅酮等密封材料。填缝料灌注时要饱满、密实，并与侧壁粘附紧密。
2.板块断裂的压注灌浆法维修方案设计
聊城某机场的部分断板裂缝发生时间不长，宽度不足1mm，且缝边无剥落，如果强行扩缝对道面板相邻部位反而形成破坏作用，因此，本设计采用压注灌浆的方法对该类裂缝进行修补，具体修补流程如下⑩：
（1）使用空气压缩机清除裂缝中泥土、杂物，保持缝内清洁、干燥。
（2）裂缝每隔30cm左右安置一个灌浆嘴。用胶带将缝口贴牢，并用松香和石腊(松香与石腊之比为1:2)的热溶化液加封胶带和灌浆嘴。
（3）制备灌浆材料。用压力灌浆器将灌浆材料压入缝内。
3.边角修补维修方案设计
聊城机场的边角剥落破坏数量并不大，未影响到道面板的整体承载，因此，本设计采用较原道面强度稍高的混凝土材料进行修补，修补流程如下：
（1）边角剥落的最大宽度为5.2cm左右，长度在47.6cm左右。因此，修补轮廓采用矩形，其长度为50cm，宽度为15cm。轮廓线与板边相交要垂直，轮廓线划至接缝处，如图7所示。
（2）沿标出的修补轮廓线用切缝机切缝,深度在6cm左右。
（3）凿去修补轮廓线内的混凝土,凿除的深度超过损坏深度5cm,凿除底面应凿成锯齿状。为了彻底根除破损,应修补到板底,并重新设置胀缝，如图8所示。
（4）用铁锹、扫把等工具清除凿毛作业后作业面上留下的残渣、碎块,然后用压力水或高压空气清除浮尘,保持作业面洁净干燥。底部松动的石子要彻底清除,以利于新老两面层有良好的粘结。
（5）在修补界面涂刷粘结剂，增强新旧道面的粘结力,本设计采用水泥混凝土进行修补，故修补界面的粘结剂选取为：水灰比为1:1的水泥净浆。
（6）因所需混凝土用量不大，可在薄铁板上直接拌和,其它的作业程序和操作要求如摊铺、振捣、做面、做表面纹理、养生、切缝等应与“换板”修补方法施工相同。
4.表面剥落维修方案设计
聊城机场多数表面剥落是小面积、零星分散发生，坑洞破损的最大长度为13.5cm，最大宽度为7.4cm左右，少数表面剥落是形状不规则的大面积剥落，而且破损均在道面表面发生，本设计采取“薄层修补”的措施进行。相邻较近的破损可将所在区域的道面全部清除，总体修补；相对独立的局部位置可单独处理。
（1）修补面准备
图9中左侧维修轮廓为矩形，内角应不小于90度，四边与道面板边平行。长度为15cm，宽度为9cm，修补厚度大于5cm。使修补边界规整且修补面边缘具有一定深度，以防修补后边缘剥落。之后，对修补的旧道面进行凿毛，修补面边缘略深于中间。凿毛后，清除松动混凝土，保持修补面清洁。
（2）按原道面分块尺寸分条支立模板，按原道面的设计坡度进行高程复测、修正。
（3）浇筑新混凝土前,在修补界面上刷一层水泥净浆。水泥净浆的水灰比为1:1，净浆要涂刷均匀。
（4）制备混凝土，强度应高于原道面的设计强度。
（5）铺筑混凝土，施工工艺按“换板”施工进行。薄层修补板接缝切割时间应略提前于换板切缝。
水泥混凝土道面板材料配合比设计 混凝土强度等级为C35（高于原道面板强度C30），坍落度值为10cm～25cm，混凝土的抗压强度应达到35MPa以上，设计坍落度达到180～220mm。通过计算知，计算混凝土配合比为：
指标测定结果如表3所示。
在四个设计方案中，四项设计方案的坍落度都在允许的试验范围内，但是在抗压强度方面，方案一只达到设计强度的91%，而方案二、三、四达到了预期的设计强度，设计强度分别是127%、101%、129%，方案一不能满足抗压强度，案三7天可达到预定强度。综合考虑，方案二使用的外加剂、水泥、粉煤灰、砂、碎石、水最少，相交成本最低。同时，抗压强度达到设计强度的127%，符合施工要求，所以建议选择方案二进行施工。
结语：本文以聊城某军用机场道面为研究对象，对其进行了道面使用情况调查，发现其滑行、停机坪和起落坪及其连接部位多处存在表面剥落、边角剥落等表面功能性破坏现象，机场起落坪、滑行道与停机坪交界处及滑行道与起落坪转角处，存在板块断裂的结构性破坏。表面功能性破坏为道面板受载频繁、温度应力和机场道面清扫车频繁作业等因素导致；受载不均和接缝切割深度不均、直升机起降时对地面的冲击造成等导致了土基不均匀下沉和板块断裂问题。根据成因确定相应的维修方案。最后，本文针对换板维修方案，对材料进行配合比设计，通过技术指标的比较确定最优方案，聊城机场的维修方案及材料配合比设计为解决相类似的机场道面问题具有参考意义。
参考文献
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