浅谈机场水泥混凝土道面扩缝倒角工艺

浅谈机场水泥混凝土道面扩缝倒角工艺

摘要：道面扩缝倒角工艺是对传统直角切缝形式的改进，它的应用将减少道面病害，有效提高了道面使用的安全性，也带来了显著经济效益，它的应用必将在国内推广。

引言：

机场水泥混凝土道面扩缝倒角：即将道面切缝槽口导成圆弧或钝角形式，使得接缝槽口与道面表面以圆弧或斜线过渡，以减少破碎和裂缝的产生。FAA道面设计指南中提出普通水泥混凝土道面所有暴漏的切缝、边缘及尖角都要进行倒角处理，并推荐了半径为6mm的倒圆角和6mm×6mm倒45°角两种构造形式。

在美国扩缝倒角已作为强制规范推出。上海、北京、天津、成都、重庆等越来越多的国内机场也对其跑道的道面切缝采用了倒角构造形式。

机场水泥混凝土道面分块接缝处长期以来一直是道面损坏的高发部位。飞机滑跑时，机轮在道面接缝处产生摩擦拉应力，尤其在高速滑跑时，机轮在道面接缝处的直角尖端部位将产生较大的集中摩擦拉应力，因而产生板边裂缝及板边破损。采取倒角措施后，能够有效减少道面使用中的接缝啃边、剥落等质量通病的发生，从而降低道面的日常维修费用，更重要的是，避免了因接缝损坏对飞机安全构成的潜在威胁，对保障飞机运行安全，减少航班延误有重大意义，因而新型倒角工艺具有巨大的间接经济效益和显著社会效益。

为使扩缝倒角工艺的应用提供技术依据，研究人员通过数值模拟方法，结合工程试验分析了倒角形式的施工工艺适用性及其对道面表面性能的影响。在切缝附近10cm的局部范围内，距离切缝位置俞近，混凝土水平应力的改善程度俞明显。距离切缝位置相同时，不同切缝形式下的混凝土板表面水平应力相差最大，而随着板深度的增加，水平应力迅速衰减，差异逐渐减小，不同切缝形式对混凝土水平应力的减小幅度不同。

试验人员根据接缝槽口混凝土在机轮荷载作用下的结构应力，进行接缝形式的比较，对比分析了六种切缝形式，分析工况编号及工况条件如下：

A1直角切缝形式，边长为4mm×4mm；

B1斜角切缝形式，边长为6mm×6mm；

C1圆角切缝形式，圆弧半径为4mm；

C2圆角切缝形式，圆弧半径为6mm；

D1椭圆切缝形式，长轴6mm,短轴4mm。

经对比分析：不同切缝形式，距缝不同位置的应力变化规律，分析出倒角工艺将会有效消除接缝位置的应力集中，且圆弧倒角要优于斜线倒角，R6mm圆弧要优于R4mm圆弧。

扩缝倒角施工工艺流程：

扩缝倒角质量验收标准：

表1.扩缝倒角质量验收标准

主要工机具配置情况：

表2.主要工机具配置情况

确定扩缝倒角工料机消耗量：

（1）采用现场工作日写实法测定分项工程人工的消耗工日，推算清单细目的人工消耗量和机械台班消耗量。

（2）每单位材料消耗量的计算:工序耗用需要材料为组合式合金扩缝倒角刀片，通过测时观察在正常情况下一片刀片能扩缝多少米，从而计算出每单位延长米消耗的刀片数量。

（3）机械台班单价的构成：倒角工程中使用了扩缝倒角机和空压吹除机。空压吹除机参照地方市政定额中机械台班空压机单价。扩缝倒角机在参照相似子目的基础上根据该机具购进价格、分项工程实际用电价格计算台班费用。

表3.机械台班单价构成表

道面扩缝倒角机台班费用的计算：

折旧费及大修理费=机具采购价格×（1－残值率）×时间价值系数

耐用总台班数

燃料动力费=台班耗用电力数量×电力单价

扩缝倒角的直接经济效益：

研究人员通过分析比较对浦东三跑道增加的施工成本和预计节约的维修费用，得出倒角工艺具有显著的直接经济效益。

表4.新型倒角工艺与传统直角切缝工艺的工程成本费用分析

接缝损坏维修费用在不考虑人工费用和维护车辆的运行费用情况下每处可达100元。国外工程经验表明，接缝采取切缝倒角处理之后，接缝损坏量可降低50%左右。因此倒角工艺在道面建设使用的整个寿命周期内是节省工程投资的。

结语：

随着我国航空业的发展，航空交通量的增长，通航时间内道面接缝损坏时有发生，接缝采用新型的倒角工艺，能大大减少接缝病害的发生率，从而保证跑道的正常使用。总之，切缝倒角工艺技术先进，施工工艺简单，便易操作，实际效果显著，可节约机场水泥混凝土道面使用成本，减少道面病害，并有效提高了道面的使用安全性。

倒过角的道面

倒角机

倒角设备

参考文献：

[1] 杜浩、张志良.机场水泥道面切缝倒角应力分析.交通运输工程学报,2008.

[2] 陈成辉.机场道面扩缝形式的比较与应用.福建建筑.2010.

主要从事机场工程工程管理。曾任中国民航机场建设集团监理公司现场监理，现任西部机场集团青海机场有限公司建设指挥部预决算业务经理。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。