淺析機(jī)場(chǎng)瀝青道面快速檢測(cè)技術(shù)

余國(guó)祝

摘要：為針對(duì)機(jī)場(chǎng)瀝青道面快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，本文首先分析傳統(tǒng)路面檢測(cè)方式弊端，并論述機(jī)場(chǎng)道面快速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用必要性，然后將目前機(jī)場(chǎng)道面易產(chǎn)生的病害進(jìn)行匯總分類(lèi)，并逐一介紹對(duì)應(yīng)的各類(lèi)快速檢測(cè)技術(shù)，分析各機(jī)場(chǎng)道面快速檢測(cè)技術(shù)優(yōu)劣，這對(duì)我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面建養(yǎng)與檢測(cè)發(fā)展有重要借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)瀝青道面；快速檢測(cè)技術(shù)；病害；建養(yǎng)

0引言

機(jī)場(chǎng)作為城市及空中運(yùn)輸組成部分是綜合運(yùn)輸體系的重要措施之一，通過(guò)我國(guó)幾十年的發(fā)展建設(shè)，民用航空業(yè)已頗具規(guī)模，首都機(jī)場(chǎng)年旅客吞吐總量達(dá)到7000萬(wàn)人次以上，系亞洲第一，世界第二，據(jù)我國(guó)機(jī)場(chǎng)規(guī)劃，至2020年民用機(jī)場(chǎng)總數(shù)將達(dá)到244之多，隨著我國(guó)航空業(yè)日益發(fā)展，巨大旅客流量在帶動(dòng)各行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之時(shí)，對(duì)機(jī)場(chǎng)道面產(chǎn)生的壓力也隨著增大，由此可以預(yù)見(jiàn)，機(jī)場(chǎng)建養(yǎng)、改造與養(yǎng)護(hù)維修工作量也隨之急速增長(zhǎng)。

我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)主要分為剛性道面與柔性道面兩種，剛性道面常由水泥混凝土材料建造，柔性路面常由瀝青混凝土材料建造，據(jù)統(tǒng)計(jì)，建國(guó)以來(lái)我國(guó)現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)修建中水泥混凝土道面占90%以上，但由于我國(guó)民航企業(yè)發(fā)展迅速，水泥混凝土道面弊端漸漸凸顯，早年修建設(shè)計(jì)水泥混凝土道面已與時(shí)代需求脫節(jié)，并且其建設(shè)養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生的多數(shù)病害會(huì)極大影響民航機(jī)運(yùn)營(yíng)，而瀝青道面由于近年來(lái)高速發(fā)展，其維修養(yǎng)護(hù)便捷、行駛平穩(wěn)舒適、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)愈發(fā)明顯，目前國(guó)內(nèi)各大型機(jī)場(chǎng)掀起一股飛行區(qū)改擴(kuò)建、修復(fù)道面熱潮，因此針對(duì)機(jī)場(chǎng)瀝青道面進(jìn)行檢測(cè)研究是我國(guó)民航企業(yè)發(fā)展需重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1傳統(tǒng)路面檢測(cè)方式弊端

傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)道面檢測(cè)方式與公路瀝青路面檢測(cè)方式大致相同，本文針對(duì)路面平整度、抗滑性能與路面狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)等檢測(cè)方式進(jìn)行匯總，詳見(jiàn)表1。

傳統(tǒng)針對(duì)瀝青道面檢測(cè)方法原理簡(jiǎn)單，并且能真實(shí)反應(yīng)瀝青道面實(shí)際情況，但其弊端主要在于：（1）我國(guó)大型機(jī)場(chǎng)航空交通量增漲速度高于設(shè)計(jì)考慮速度，導(dǎo)致道面病害的數(shù)量和出現(xiàn)頻率增加明顯，但隨航班量增長(zhǎng)，機(jī)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，用于道面維護(hù)時(shí)間也相應(yīng)減少，而機(jī)場(chǎng)道面?zhèn)鹘y(tǒng)檢測(cè)普遍耗時(shí)較長(zhǎng)；（2）傳統(tǒng)方法普遍屬于有損檢測(cè)，對(duì)原有道面結(jié)構(gòu)會(huì)造成一定程度上的損傷。

2新型瀝青道面快速檢測(cè)技術(shù)

2.1探地雷達(dá)

探地雷達(dá)原理是利用不同介質(zhì)電性差異，通過(guò)發(fā)射器發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)電磁波在介質(zhì)傳播過(guò)程中遇到存在電性差異的界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射作用，繼而接收器接收反饋電磁波，通過(guò)中央處理器分析反射電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化特征以推斷檢測(cè)品的各性能指標(biāo)。采用探地雷達(dá)優(yōu)勢(shì)在于：其探測(cè)速率高、檢測(cè)無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)。

探地雷達(dá)在機(jī)場(chǎng)道面性能檢測(cè)中的應(yīng)用主要有以下三個(gè)方面：

（一）道面結(jié)構(gòu)層厚度。道面厚度是衡量道面結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，按前文所述可知，以往檢測(cè)道面厚度常采用鉆芯法，操作繁瑣，并且對(duì)道面有損傷，而采用探地雷達(dá)可以較快較準(zhǔn)確的進(jìn)行厚度檢測(cè)工作；

（二）道面探傷。采用探地雷達(dá)進(jìn)行道面檢測(cè)時(shí)，當(dāng)機(jī)場(chǎng)道面內(nèi)部有裂縫時(shí)，同樣會(huì)引起電磁波產(chǎn)生反射，并可以精準(zhǔn)判斷裂縫位置與尺寸大小，探地雷達(dá)精度越高其能檢測(cè)出裂縫尺寸越精確；

（三）脫空判定。道面下部基礎(chǔ)出現(xiàn)支撐減弱的情況，嚴(yán)重的會(huì)使基礎(chǔ)與道面間完全分離。脫空形成的原因大致分為三類(lèi)：a.唧泥式脫空，由于道面與下部層結(jié)構(gòu)中存在水分，在飛機(jī)荷載作用下將下部基層松動(dòng)材料帶動(dòng)與道面表面，產(chǎn)生唧泥，長(zhǎng)期以往產(chǎn)生脫空；b.溫度翹曲脫空，由于瀝青道面是基于原水泥道面加鋪建造而成，兩種材料在溫度作用下膨脹大小不一樣，在溫度長(zhǎng)期變化下，容易導(dǎo)致瀝青道面與原道面產(chǎn)生分離；c.基礎(chǔ)性脫空，由于基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻變形或沉降，導(dǎo)致面層與基礎(chǔ)之間出現(xiàn)脫空。使用探地雷達(dá)可以檢測(cè)出現(xiàn)明顯脫空的道面位置，但精度不高。

2.2落錘式彎沉儀

FWD能模擬汽車(chē)動(dòng)荷載對(duì)瀝青路面施加瞬間沖擊作用，反饋路面瞬時(shí)變形情況，其測(cè)試原理為：FWD通過(guò)電腦控制其液壓系統(tǒng)提升一下落重錘對(duì)路面施加一個(gè)脈沖荷載，產(chǎn)生的脈沖荷載是對(duì)車(chē)輪荷載的模擬，荷載大小通過(guò)調(diào)節(jié)重錘的提升高度可以在極大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)施加首個(gè)脈沖荷載后立刻由荷載傳感器測(cè)量記錄并通過(guò)直徑為300mm的承載板傳遞到路面，使路面產(chǎn)生變形，這些變形由FWD中多個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)定，并由電腦進(jìn)行采集并換算為彎沉值，同時(shí)提供動(dòng)態(tài)彎沉盆圖以供人們分析評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)性能。

落錘式彎沉儀在機(jī)場(chǎng)道面性能檢測(cè)中的應(yīng)用主要有以下兩個(gè)方面：

（1）脫空判定。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)基層為半剛性基層，且基層整體性好時(shí)，脫空一般發(fā)生在基層與土基之間；采用落錘式彎沉儀進(jìn)行脫空判定時(shí)應(yīng)根據(jù)表2所示標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)。

（2）道面結(jié)構(gòu)參數(shù)

采用FWD對(duì)機(jī)場(chǎng)道面進(jìn)行彎沉檢測(cè)后，可對(duì)其彎沉數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，基于規(guī)范《民用機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)規(guī)范》（MH5004-2009）計(jì)算基層頂面反應(yīng)模量與基礎(chǔ)強(qiáng)度值。

2.3無(wú)核密度儀

無(wú)核密度儀工作原理是利用儀器本身感應(yīng)盤(pán)產(chǎn)生環(huán)形電波，測(cè)量混合料介電常數(shù)，混合料中由于存在空隙將影響電波傳遞速度與方向，使混合料介電常數(shù)發(fā)生變化。

無(wú)核密度儀在機(jī)場(chǎng)道面性能檢測(cè)中的應(yīng)用主要有以下兩個(gè)方面：

（一）道面壓實(shí)度。壓實(shí)度作為保證瀝青混凝土道面面層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命的重要指標(biāo)，直接影響瀝青混凝土道面的整體強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及長(zhǎng)期使用的耐久性。采用無(wú)核密度儀進(jìn)行道面壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，通過(guò)接收器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為密度指標(biāo)讀數(shù)從而測(cè)定密度檢測(cè)值大小，在PQI設(shè)置菜單中輸入所測(cè)路面材料室內(nèi)馬歇爾密度即可直接獲得相應(yīng)壓實(shí)度讀數(shù)；

（二）道面離析。離析是指某一區(qū)域內(nèi)混合料集料與瀝青含量不均勻，使鋪筑瀝青路面這一區(qū)域級(jí)配與設(shè)計(jì)級(jí)配不符，路面將失去其路用設(shè)計(jì)強(qiáng)度。采用無(wú)核密度儀進(jìn)行道面離析評(píng)價(jià)時(shí)是將壓實(shí)度數(shù)據(jù)與室內(nèi)測(cè)試最大相對(duì)理論密度換算空隙率值。

2.4激光路面測(cè)試儀

采用激光路面測(cè)試儀進(jìn)行道面表觀性能檢測(cè)時(shí)，能通過(guò)激光掃描道面，通過(guò)對(duì)應(yīng)于輪跡位置的激光傳感器測(cè)得距離路面的高度，隨著車(chē)輛的行駛可以得到路面縱向斷面，通過(guò)中央處理器進(jìn)行圖像處理，能檢測(cè)道面平整度指數(shù)IRI、車(chē)轍深度RuT、路面構(gòu)造深度SMTD、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI等參數(shù)。

3結(jié)語(yǔ)

本文為針對(duì)機(jī)場(chǎng)瀝青道面快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，首先分析傳統(tǒng)路面檢測(cè)方式弊端，并論述機(jī)場(chǎng)道面快速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用必要性，逐一介紹對(duì)應(yīng)的各類(lèi)快速檢測(cè)技術(shù)，各道面快速檢測(cè)技術(shù)原理與應(yīng)用，對(duì)我國(guó)機(jī)場(chǎng)道面建養(yǎng)與檢測(cè)發(fā)展有重要借鑒意義。endprint