Các loại h- hỏng điển hình mặt đ-ờng cứng sân bay th-ờng gặp là: hiện t-ợng bong tróc lớp mặt, hiện tựơng bong bật (ổ gà), hiện t-ợng nứt tấm, sứt mẻ cạnh và góc tấm, hiện t-ợng lún sụt hoặc đùn trồi tấm và hiện t-ợng bong bật vật liệu chèn khe.
3.1.1. Hiện t-ợng bong tróc lớp bề mặt
Đây là sự phá huỷ cơ học lớp bề mặt tấm bê tông tới độ sâu 3 10mm. Các h- hỏng dạng này xảy ra do các nguyên nhân sau: sử dụng bê tông chất l-ợng thấp, không tuân thủ công nghệ thi công khi hoàn thiện mặt tấm; không thực hiện đúng quy trình bảo d-ỡng bê tông; do tác động nhiệt độ cao của luồng khí phụt của động của phản lực, do tần suất khai thác lớn.
* Nguyên nhân dùng bê tông chất l-ợng thấp:
Sự liên kết giữa đá xi măng với các hạt cốt liệu là 1 trong số nguyên nhân gây ra bong tróc lớp mặt khi mặt đ-ờng chịu tác động của tải trọng bánh xe và tác động của điều kiện môi tr-ờng. Nếu chất l-ợng bê tông thấp, liên kết giữa đá xi măng - cốt liệu yếu, d-ới tác động cơ
học của tải trọng máy bay làm bong bật các cốt liệu. Trong xây dựng sân bay và đ-ờng ô tô
quy định mác bê tông các lớp nh- sau:
Bảng 3.1 Lớp bê tông Mác bê tông (c-ờng độ nén/kéo uốn)
Lớp trên 350/45
Líp d-íi 300/40
* Sự không tuân thủ công nghệ thi công hoàn thiện bề mặt tấm bê tông:
Trong quá trình thi công hoàn thiện bề mặt tấm, ng-ời thợ do bất cẩn đôi khi để n-ớc, bột xi măng hoặc cát rơi trên lớp mặt bê tông. Đây chính là nguyên nhân làm cho lớp mặt có c-ờng độ thấp vì liên kết giữa đá xi măng với các hạt cốt liệu kém cũng có thể do cốt liệu với vữa xi măng không đ-ợc trộn kỹ trong thùng trộn. Có thể do quá trình thi công hoàn thiện mặt tấm kéo dài quá giai đoạn sơ ninh của bê tông. Khi có tác dụng của tải trọng bánh xe, các hạt cốt liệu có liên kết yếu sẽ bị tách ra khỏi lớp bê tông.
* Sự không thực hiện đúng quy trình bảo d-ỡng bê tông trong giai đoạn đầu ninh kết vữa bê tông:
Vào những ngày thời tiết nắng, gió, khi xảy ra quá trình bốc hơi n-ớc nhanh trong khối bê tông, nếu không kịp thời bảo d-ỡng ngay lớp bê tông (bằng cách phun lên mặt tấm bê tông lớp màng phủ bảo vệ) thì sẽ xảy ra hiện t-ợng nứt co ngót bề mặt tấm bê tông (các đ-ờng nứt th-ờng có nhiều nhánh theo mọi phía giống nh- bàn chân chim nên đôi khi các vết nứt co ngót còn đ-ợc gọi là nứt chân chim).
Sự xuất hiện các đ-ờng nứt co ngót sẽ là khởi điểm quá trình bong bật lớp mặt tấm sau một thời gian khai thác.
* Sự tác động của luồng khí phóng phụt động cơ phản lực:
Nh- đã nêu trong ch-ơng I, mục 2 nhiệt độ luồng khí phụt của các loại động cơ phản lực các máy bay hiện đại khi tiếp xúc trên mặt tầng phủ có thể đạt tới 250 3500C... ở độ nhiệt độ cao nh- vậy, khi luồng khí phụt tác động lâu dài tại một vị trí (ở khu vực chờ xuất phát, thời gian hoạt động của động cơ có thể kéo dài tới 4 phút) sẽ gây ra ứng suất nhiệt trong lớp bề mặt tấm bê tông. Nếu quá trình này tiếp diễn nhiều lần sẽ gây ra các vết nứt bề mặt, theo thời gian các vết nứt này sẽ là khởi điểm quá trình bong tróc lớp bề mặt tấm bê tông.
* Tác động trùng phục nhiều lần của tải trọng bánh xe:
Nếu trên 1 điểm xảy ra tác dụng trùng phục nhiều lần của tải trọng bánh các loại máy bay nặng sẽ dẫn đến hiện t-ợng nứt tấm bê tông, đó cũng là nguyên nhân dẫn đến bong tróc lớp bề mặt. Hiện t-ợng đặc biệt này thấy rõ trên đ-ờng lăn bởi lẽ tại đây tần suất lặp lại của bánh xe trên cùng một điểm cao hơn, còn trên đ-ờng cất hạ cánh thì thấy rõ nhất tại khu vực máy bay tiếp đất và khi hãm phanh sẽ xuất hiện lực ngang tác động trên bề mặt tấm.
3.1.2.Hiện t-ợng bong bật sâu
Đây là kết quả của quá trình bong tróc bề mặt theo thời gian phát triển sâu xuống lớp bê tông. Sự va chạm th-ờng xuyên của bánh xe máy bay lên tấm bê tông kém chất l-ợng sẽ làm khoét sâu thêm các chỗ đã bị bong tróc, các hố th-ờng có dạng ô van với độ sâu từ 3 5 cm (th-ờng gọi là các ổ gà).
3.1.3.Hiện t-ợng nứt tấm bê tông
Đây là hiện t-ợng khá phổ biến và nguy hiểm nhất cho tầng phủ bê tông. Hiện t-ợng này xuất hiện khi ứng suất sinh ra trong tấm bê tông v-ợt quá giới hạn c-ờng độ cho phép. Tình trạng ứng suất nh- vậy là hậu quả của các quá trình biến dạng xuất hiện trong lớp nền, do bê tông co ngót khi ninh kết, do biên độ dao động nhiệt độ lớn hoặc tải trọng máy bay gây ra.
Các quá trình biến dạng xuất hiện trong lớp nền có thể là do nền đất bị lún khi bão hoà n-ớc hoặc lớp nền khi lu không đảm bảo ở độ ẩm tốt nhất, cũng có thể do lớp nền đ-ợc làm từ loại đất bị tr-ơng nở khi gặp độ ẩm lớn. Các hiện t-ợng biến dạng của lớp nền trong mọi tr-ờng
hợp sẽ dẫn đến biến dạng của chính lớp bê tông và gây ra các đ-ờng nứt tấm, làm gẫy tấm, lún tấm hoặc uốn vồng tấm.
Hiện t-ợng co ngót bê tông quá nhanh và độ lớn v-ợt quá giới hạn cho phép là kết quả
của việc tính toán xác định cấp phối vật liệu chế tạo bê tông không chính xác hoặc do không tuân thủ quy trình bảo d-ỡng tấm bê tông ở giai đoạn bê tông ninh kết. Khi xảy ra hiện t-ợng co ngót, trên bề mặt tấm xuất hiện dày đặc các đ-ờng nứt theo mọi h-ớng. Theo thời gian các vết nứt nhỏ ban đầu sẽ phát triển sâu hơn, dài hơn.
Sự dao động của nhiệt độ môi tr-ờng theo mùa hoặc theo ngày đêm sẽ làm co hoặc dãn tấm bê tông, khi tồn tại các lực ma sát giữa tấm bê tông với nền hoặc kích th-ớc tấm bê tông quá lớn, làm cản trở sự chuyển dịch tự do của tấm, trong tấm bê tông sẽ gây ra các ứng suất nhiệt độ. Khi các ứng suất này v-ợt quá c-ờng độ cho phép sẽ gây ra nứt tấm bê tông.
Các đ-ờng nứt tấm do tác dụng của trọng tải máy bay sẽ xuất hiện nhiều nhất ở những vị trí chịu tác động của tải trọng lặp lại nhiều lần trên cùng một vệt. Tác dụng của tải trọng lên tấm bê tông sẽ gây ra ứng suất kéo uốn trong tấm bê tông. Hiện t-ợng lặp lại tải trọng nhiều lần trên cùng một vị trí xuất hiện nhiều nhất trên đ-ờng lăn, do vậy thông th-ờng mật độ đ-ờng nứt do tải trọng trên đ-ờng lăn sẽ cao hơn các khu vực khác của sân bay. Cũng không hiếm các tr-ờng hợp nguyên nhân gây nứt tấm là ở lý do khai thác, mặt đ-ờng tiếp nhận loại máy bay mới có tải trọng lớn hơn máy bay tính toán.
3.1.4. Hiện t-ợng sứt mẻ cạnh và góc tấm
Hiện t-ợng sứt mẻ cạnh và góc tấm bê tông là sự phát triển tiếp theo của các đ-ờng nứt tại các vị trí này khi chịu tác động của tải trọng. Khi thi công tấm bê tông, tại các vị trí cạnh và góc tấm do không thuận lợi cho các thao tác nên ít đ-ợc chú ý, ít cẩn thận hơn so với khu vực giữa tấm, do vậy tại các khu vực cạnh và góc tấm, chất l-ợng bê tông cũng thấp hơn.
Hiện tựợng sứt mẻ cạnh và góc tấm còn do khi thi công đặt các thanh thép truyền lực không đúng quy cách theo cấu tạo liên kết khe. D-ới tác động của tải trọng ngoài hoặc khi có biến dạng của tấm bê tông do nhiệt độ, tại các vị trí này sẽ gây ra sứt mẻ cạnh tấm
3.1.5. Hiện t-ợng lún hoặc đùn trồi tấm bê tông
Hiện t-ợng lún hoặc đùn trồi tấm bê tông gây mấp mô trên mặt đ-ờng làm giảm chất l-ợng khai thác mặt đ-ờng sân bay: làm tăng hệ số động của tải trọng bánh xe, quá trình lặp lại nhiều lần sẽ dẫn đến nứt tấm bê tông.
Nguyên nhân của hiện t-ợng lún hoặc đùn trồi tấm chủ yếu là do xuất hiện các biến dạng của nền trong qúa trình khai thác.
Quá trình biến dạng nền đất là do trong lớp đất nền có lẫn lớp đất tr-ơng nở, khi no n-ớc do n-ớc m-a thấm qua các lớp bên trên sẽ làm tr-ơng nở thể tích gây đùn trồi tấm. Hệ số
tr-ơng nở k xác định bằng quan hệ h/z (h là chiều cao đùn trồi tấm, z chiều sâu lớp đất tr-ơng nở), hệ số k th-ờng dao động trong phạm vi 3 20%. Hiện t-ợng lún nền chủ yếu do khi thi công lu lèn lớp đất nền ch-a đảm bảo độ chặt yêu cầu, trong quá trình khai thác d-ới tác dụng của tải trọng động máy bay làm chặt dần lớp đất, gây lún nền, quá trình lún tăng dần do có trùng phục tải trọng.
3.1.6. Hiện t-ợng h- hỏng lớp vật liệu chèn khe
Vật liệu chèn khe tấm bê tông th-ờng đ-ợc dùng từ vật liệu mastic. Sự h- hỏng của vật liệu mastic th-ờng là trở nên dòn cứng sau một thời gian khai thác do bị lão hoá d-ới tác động của điều kiện tự nhiên (bức xạ mặt trời, quá trình m-a nắng...), khi đó tính dính bám của vật liệu mất đi và vật liệu dễ dàng bong bật ra khỏi khe. Mặt khác, nếu mastic có chất l-ợng kém, không đủ khả năng chịu nhiệt độ cao sẽ bị chảy nhão, dây bẩn trên bề mặt tấm bê tông khi có bánh xe lăn qua. Để tăng tuổi thọ vật liệu mastic, đòi hỏi cần nâng cao chất l-ợng vật liệu: tính chịu nhiệt, độ dẻo, độ biến dạng, tính dính bám và một số đặc tính khác.