4.3 接缝和板边损坏
水泥混凝土是由碎石、砂、水泥和水胶结在一起。因为随着硬化会产生收缩,除非道面施加很大的预应力,否则道面必须划分为规则的板,通常为3.75~7.5m,更普遍为4~6m。不这样做就会产生不可控制的收缩裂缝,造成维修困难。接缝是控制混凝土的收缩裂缝,使其保持直线以便于维修。
由于混凝土道面中的胶结是刚性,所有的板温度膨胀和收缩都集中在接缝处。接缝的功能起连接作用,在交通荷载和温度翘曲作用下能产生微小的转动。因此,接缝在顶面需足够宽,为板顶两边提供空隙,此外两边会相互挤压并产生脱落。这些混凝土的碎块形成FOD,并对飞机产生潜在危害。
1)混凝土碎块
碎裂会引起混凝土的碎块(FOD),会被吸入到发动机,可能对发动机和机身造成破坏。事实上确定某一位置是否有潜在的碎块是很困难的。因为是费用的原因,对碎片区进行永久维修很难达到。修补后引起道面不平整问题相对于在未修补的道面处脱落掉新的碎块更容易满足飞机滑行要求。由于经历施工或与原水泥混凝土道面温度膨胀特性不同,刚性修补材料通常会从混凝土剥落。这同样会变成碎片,对飞机产生破坏。为了避免产生碎块,应采用柔性修补材料,如沥青、橡胶填充料和灌入沥青修补材料等,通常是有效的,但要注意防止泄漏的燃料(特别是在停机坪上)对它产生的破坏。半刚性环氧树脂(含砂)用在柔性修补材料不适合的地方,它的相对费用高,但使用效果较好。
2)唧泥
从基层和土基吸上来的细料,能破坏混凝土板,由于机场道面的交通量相对较低,机场道面的问题比公路路面要少。
3)混凝土道面的变长
由于温度的膨胀和收缩能使道面板各自分离,接缝会张开,道面则“变长”。如果在低温时接缝填充了砂和不可压缩的碎块,就有可能发生这种现象。高温引起道面膨胀,推动不可压缩的填充物,使得道面在长度和宽度方向上“变长”。如果在接缝最宽时(在冬季)落入的石子处在接缝中,同样的原因会使接缝边碎裂。然而,大多数机场道面比公路路面要厚(对大型飞机道面,厚度通常在350~450mm,公路路面厚度在230~250mm)。距表面的越深,温度变化减小,厚板底部的温度明显减小因接缝的张开和闭合产生的约束。
4)接缝损坏等级划分
水泥混凝土道面接缝损坏等级定义见表4-2。
表4-2 水泥混凝土道面接缝损坏等级