預(yù)成型道面壓縮嵌縫條首次在機(jī)場(chǎng)中應(yīng)用

段勝利，鄧可庫(kù)

（北京中航空港建設(shè)工程有限公司，北京市100621）

0 引言

機(jī)場(chǎng)混凝土道面的工藝縫、伸縮縫既是施工的需要，也是為了控制板內(nèi)收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力引起裂縫[1]，又是混凝土道面薄弱環(huán)節(jié)。這些縫隙需要用合適的接縫材料進(jìn)行填塞，防止雨水、雜物進(jìn)入縫隙，填縫材料的耐久性和耐變形性能影響道面的使用壽命?？估匣芰Σ睢⒆冃文芰Σ畹慕涌p材料在使用過(guò)程中易受破壞或與縫壁脫離，雨、雪水會(huì)沿著縫隙浸入道面下，產(chǎn)生板底積水，會(huì)造成基礎(chǔ)和土體含水量過(guò)大，降低基礎(chǔ)和土體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，產(chǎn)生不均勻沉降、凍融、滑移、錯(cuò)臺(tái)、道面板斷裂、鼓起等病害，在輪載的反復(fù)作用下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破損，影響飛機(jī)及地面車輛行駛的平穩(wěn)性和安全性。

1 機(jī)場(chǎng)混凝土道面填縫材料性能要求

混凝土道面的接縫需要填縫材料填封，防止水分沿縫下滲及砂石雜物進(jìn)入，填縫材料性能要求應(yīng)當(dāng)堅(jiān)韌而富有彈性，接縫縮小時(shí)能被壓縮而不擠出，擴(kuò)大時(shí)又能恢復(fù)形狀填滿縫隙，因此要求填縫材料與混凝土粘結(jié)力強(qiáng)，回彈性、耐油性、抗撕裂性能好，能適應(yīng)混凝土道面板的脹縮，不溶于水和不透水，高溫時(shí)不溢出，低溫時(shí)不發(fā)脆，耐沖擊、耐磨耗、耐老化。

2 硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、聚硫密封膠優(yōu)缺點(diǎn)

硅酮密封膠固化時(shí)不起泡，能與混凝土牢固粘結(jié)，變形能力強(qiáng)，耐濕熱、耐老化性能優(yōu)異，壓縮回復(fù)性大于90%，但其耐油性、抗撕裂性能差，不耐磨、不耐穿刺，膠層厚時(shí)完全固化很困難，易產(chǎn)生油狀滲析物污染混凝土[2]，且價(jià)格較貴，機(jī)場(chǎng)、道路工程應(yīng)用不多。

聚氨酯密封膠強(qiáng)度高，抗撕裂、耐穿刺、耐磨性、粘結(jié)性好，耐低溫、耐油、耐酸堿、抗疲勞性能好，壓縮回復(fù)性為80%～90%，但是固化時(shí)異氰酸酯端基與空氣中的水分反應(yīng)釋放出CO2，使密封膠本體產(chǎn)生氣泡甚至裂紋，固化速度較慢且表面容易發(fā)黏，不能長(zhǎng)期耐濕熱和耐老化，因其價(jià)格較低，機(jī)場(chǎng)、道路工程應(yīng)用最多。

聚硫密封膠有優(yōu)良的抗位移和抗撕裂能力，良好的耐油、耐水、耐溶劑、耐低溫性能，是公認(rèn)唯一能在水中保持原性能，并且無(wú)毒無(wú)污染的理想防水密封材料，壓縮回復(fù)性為70%～80%，因而大量應(yīng)用于工程中。但聚硫密封膠長(zhǎng)期在戶外暴露容易老化，逐漸變硬，失去彈性，表面出現(xiàn)龜裂，耐候性和耐紫外線性能下降，因其價(jià)格居中，應(yīng)用較多。

以上三種密封膠特點(diǎn)都是機(jī)場(chǎng)道面板熱脹冷縮變化下對(duì)接縫冷拉熱壓，都必須在非常干燥且干凈的理想環(huán)境下灌縫才能保證其性能，對(duì)施工技術(shù)與條件要求很高，達(dá)到其理想的施工環(huán)境是極其困難的，這也是很多密封材料密封效果不穩(wěn)定、好壞不一的根本原因。

3 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條

3.1 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條特點(diǎn)

預(yù)成型道面壓縮嵌縫條是由一種特殊配方的硫化彈性化合物通過(guò)獨(dú)特的氯化工藝制成，用于制造密封的化合物中氯丁橡膠的含量大于50%。預(yù)成型道面壓縮嵌縫條是專門為機(jī)場(chǎng)跑道和高速公路設(shè)計(jì)的應(yīng)用產(chǎn)品，在北美成為新建混凝土道面的指定接縫密封材料，并在世界范圍得到廣泛應(yīng)用。其最大特點(diǎn)是機(jī)場(chǎng)道面板熱脹冷縮變化下對(duì)接縫冷壓熱壓。圖1為預(yù)成型道面壓縮嵌縫條橫向剖面圖，圖2為預(yù)成型道面壓縮嵌縫條嵌縫后剖面示意圖。

圖1 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條橫向剖面圖

圖2 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條嵌縫后剖面示意圖

3.2 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條優(yōu)點(diǎn)

（1）預(yù)成型道面壓縮嵌縫條的拉伸強(qiáng)度大

預(yù)成型道面壓縮嵌縫條的強(qiáng)伸性能與天然橡膠相似，氯丁橡膠含量大于50%。 氯丁橡膠分子絕大多數(shù)是由線性的a—聚合體組成的，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子鏈中含有極性的氯原子基團(tuán)，增加了分子間的作用，因此在外力作用下較易拉伸，結(jié)晶（自補(bǔ)強(qiáng)）分子間不易滑脫。另外，分子量較大，平均分子量2.0～20萬(wàn)，所以拉伸強(qiáng)度大。

（2）優(yōu)良的耐老化性能

氯丁橡膠的分子鏈上連接有氯原子，使得雙鍵和氯原子都變得不活潑，因此其硫化膠的穩(wěn)定性良好，不易受大氣中的熱、氧、光的作用，表現(xiàn)為具有優(yōu)良的耐老化（耐候、耐臭氧、耐熱）性能，特別是耐候和耐臭氧性能，遠(yuǎn)優(yōu)于天然橡膠，耐熱性優(yōu)于天然橡膠和丁苯橡膠。

（3）優(yōu)良的耐油、耐溶劑性能

氯丁橡膠含有極性氯原子，增加了分子的極性。根據(jù)相似相溶的原理，一般碳?xì)浠衔铮粗赣皖悾┖茈y使氯丁橡膠溶脹或溶解。氯丁橡膠的耐化學(xué)腐蝕性也很好，除強(qiáng)氧化性酸（硝酸和甲酸）外，其它酸、堿對(duì)其幾乎沒(méi)有影響。

（4）耐水性、透氣性

氯丁橡膠的耐水性比其它合成橡膠好，如加入耐水性物質(zhì)則耐水性更好；氯丁橡膠氣密性僅次于丁基橡膠，且比天然膠大5～6倍。

總之有良好的物理機(jī)械性能，耐油、耐熱、耐日光、耐臭氧、耐酸堿、耐化學(xué)試劑、具有較高的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。

預(yù)成型道面壓縮嵌縫條質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

4 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條施工與應(yīng)用

4.1 工程概況

北京首都機(jī)場(chǎng)中央跑道北端4個(gè)機(jī)位的除冰坪修建于2010年9月，竣工于2011年9月。新建機(jī)坪在冬季作為除冰機(jī)位使用，平時(shí)可作為遠(yuǎn)機(jī)位的停機(jī)坪使用。機(jī)坪長(zhǎng)475.5 m，寬208 m。其中機(jī)位滑行通道道面的半寬12.5 m，道肩寬度：F類機(jī)位處17.5 m，E類處9.5 m。道面面積97 265 m2，道肩面積11 355 m2。灌縫材料全部使用聚氨酯密封膠。經(jīng)過(guò)3年使用，聚氨酯密封膠和混凝土停機(jī)坪板縫產(chǎn)生兩邊不對(duì)稱、間隔和局部脫落，起不到防水作用，雨、雪水沿著縫隙浸入道面下，產(chǎn)生板底積水，特別是除冰坪更容易產(chǎn)生混凝土病害（見(jiàn)圖3），因此，2014年12月決定采用預(yù)成型道面壓縮嵌縫條對(duì)北除冰坪接縫進(jìn)行重新翻修。

表1 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)結(jié)果

圖3 聚氨酯密封膠和停機(jī)坪板縫脫落情況

4.2 施工工藝

混凝土道面接縫清縫同其它灌縫材料一樣，對(duì)舊道面接縫進(jìn)行清縫處理時(shí)，應(yīng)將接縫處進(jìn)行適當(dāng)修整，根據(jù)縫寬選擇適當(dāng)寬度的壓縮嵌縫條，常用的壓縮嵌縫條的規(guī)格如表2所示。

表2 常用的壓縮嵌縫條的規(guī)格

采用預(yù)成型道面壓縮嵌縫條，壓縮密封條處于壓縮狀態(tài)，與縫隙墻壁永遠(yuǎn)保持接觸，適應(yīng)混凝土道面通過(guò)溫度變化產(chǎn)生的膨脹或收縮。施工必須使用配套專用粘接潤(rùn)滑劑和專用設(shè)備進(jìn)行嵌縫條安裝。每臺(tái)設(shè)備每小時(shí)安裝速度可達(dá)到600～800延米。施工簡(jiǎn)便，對(duì)氣候環(huán)境不敏感，不受表干限制，施工完馬上可以使用，更適應(yīng)搶修工程。預(yù)成型道面壓縮嵌縫條還能擬補(bǔ)混凝土縫隙小型缺陷（如雙眼皮、小的掉邊掉角）（見(jiàn)圖4）。

安裝“預(yù)制壓縮嵌縫條”的設(shè)備（見(jiàn)圖5）應(yīng)該由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的操作人員進(jìn)行操作，根據(jù)縫寬選擇合適的壓縮嵌縫條寬度，使其能夠在安裝過(guò)程中將“預(yù)制壓縮嵌縫條”安裝到指定的深度而不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成損壞。首都機(jī)場(chǎng)北除冰坪道面應(yīng)用壓縮嵌縫后效果見(jiàn)圖6。

圖4 壓縮嵌縫條擬補(bǔ)混凝土縫隙缺陷圖

圖5 預(yù)成型道面壓縮嵌縫條嵌縫機(jī)工作圖

圖6 首都機(jī)場(chǎng)北除冰坪道面壓縮嵌縫后效果圖

安裝時(shí)，“預(yù)制壓縮嵌縫條”采用聚氯丁烯化合物，它含有由配有抗氧化劑和酸受體的可溶性酚醛樹脂混合制成的可溶性有機(jī)溶劑。其固體含量應(yīng)為22%～28%，在-15℃～50℃應(yīng)能保持液態(tài)。粘接潤(rùn)滑劑流量根據(jù)飽滿度用調(diào)節(jié)閥控制，粘接潤(rùn)滑劑應(yīng)在8～20 min內(nèi)表干。粘接潤(rùn)滑劑在5℃以下會(huì)變粘稠，如果需要在5℃的環(huán)境下作業(yè)，需要先將粘接潤(rùn)滑劑進(jìn)行適當(dāng)加溫處理，或從溫度高的庫(kù)房?jī)?nèi)取出后，立即使用。

安裝“預(yù)制壓縮嵌縫條”的順序是:先安裝縱向的接縫，等粘接劑表干(約20 min)后，用壁紙刀或鋸片在縱向與橫向接縫的十字交叉位置將嵌縫條切斷成為兩截（材料應(yīng)該會(huì)回縮，給橫向的嵌縫條留出空間）;然后，安裝橫向的接縫嵌縫條，并穿過(guò)縱向的被切開(kāi)的密封并形成緊密的交叉連接。橫向密封材料應(yīng)該是連續(xù)而沒(méi)有斷口的。橫向密封本身在與被切開(kāi)的縱向密封末端有向外的彈力，從而與縱向嵌縫條形成緊密的交叉連接。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)做了滲水、粘接潤(rùn)滑劑飽滿度和粘結(jié)拉力試驗(yàn)，外觀檢查和預(yù)成型道面壓縮嵌縫條室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)檢查結(jié)果都能達(dá)到機(jī)場(chǎng)混凝土道面填縫材料性能要求。

施工簡(jiǎn)便，對(duì)氣候環(huán)境不敏感，不受表干限制，安裝完后馬上可以使用，安裝后美觀清潔，綠色環(huán)保，無(wú)污染，更適應(yīng)搶修工程。

經(jīng)查閱有關(guān)資料，預(yù)制壓縮嵌縫條在極端寒冷和炎熱的氣候環(huán)境下可使用超過(guò)20 a甚至25 a，機(jī)場(chǎng)維修次數(shù)減少，工作效率提高，有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]冷培義，翁興中，蔡良才.機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，1995.

[2]彭書成，鄧可庫(kù).鼎新機(jī)場(chǎng)道面水泥混凝土損壞的原因及創(chuàng)新解決方法[J].公路，2006（2）：67-72.