機場場道工程施工技術

嚴敏強，李禎，趙培慶

（民航機場建設工程有限公司，天津 300456）

根據國家民航局規劃，預計“十三五”末投入運行的國內干線機場將達260個以上，通用機場500個以上。同時原有機場的維修與擴建也將持續進行，機場建設工程項目已成為建筑市場的重要版塊。公司自1985年建設閻良機場以來，先后參建了澳門國際機場、天津濱海國際機場、上海浦東（虹橋）國際機場、北京首都國際機場、杭州蕭山國際機場等30家機場，囊括現有全部機場類別，積累了豐富的機場場道施工經驗，形成了一整套成熟施工技術。

1 工程簡介

機場場道工程是機場飛行區的核心部分，包括跑道、滑行道與機坪，是供飛機起飛、降落、滑行、停放的主要區域，一般采用水泥混凝土道面結構[1-10]。

1.1 機場飛行區的分級與要求

機場飛行區按2個指標分級，這2個指標均與擬使用該飛行區的飛機的特性相關，指標Ⅰ分為1、2、3、4四個等級，按所服務飛機中最長的基準飛行場地長度確定。指標Ⅱ分為A、B、C、D、E、F六個等級，按所服務飛機中的最大翼展或最大主起落架外輪外側邊的間距確定。如飛行區4F級（為最高等級），代表最大基準飛行場地長度≥1 800 m，最大翼展65（不含）～80（不含）m或最大主起落架外輪外側邊的間距14（不含）～16（不含）m。

1.2 機場場道結構形式

1）機場跑道的豎向結構：從上到下依次為面層+隔離層+基層+墊層。

2）橫向結構：從中間向兩邊依次為道面、道肩、土面區。機場跑道的斷面結構示意見圖1。

圖1 某機場第四跑道（4F級）的斷面結構圖Fig.1 Section diagram of the fourth runway(Class 4F)of an airport

1.3 跑道各結構層的性能

1）面層混凝土板在機輪荷載作用下，主要產生壓應力和彎拉應力，其強度控制指標為彎拉強度，飛行區等級為A、B的機場，設計彎拉強度不得低于4.5 MPa；飛行區等級為C、D、E、F的機場，設計彎拉強度不得低于5.0 MPa。

2）面層混凝土板塊尺寸一般為4.0 m、4.5 m、5.0 m，在飛機起降區范圍內的板塊設有上下2層鋼筋網片，板塊縱向施工縫為企口結構，并設了拉結鋼筋，橫向施工縫為平縫，設有傳力桿。板面有橫向拉毛，以增強磨阻系數并方便排水，多雨地區在拉毛的同時刻槽，防止在機輪與板面之間形成水膜造成飛機打滑。

3）隔離層設在混凝土板塊下，常采用土工布、復合土工膜、瀝青砂、石屑。

4）基層一般為水泥穩定碎石，7 d無側限抗壓強度上基層為4.0 MPa，下基層為3.0 MPa。

2 機場場道面層水泥混凝土特點

機場場道面層水泥混凝土的強度、平整度、表面耐磨性、磨阻系數、耐久性等要求高，主要的特點有[2-10]：

1）場道面層水泥混凝土的平整度控制嚴。場道的平整度影響飛機滑跑的穩定性和舒適性，嚴重時甚至會造成爆胎，危及飛行安全。面層混凝土的平整度要求≤3 mm，鄰板差≤2 mm。

2）場道面層水泥混凝土的耐磨性要求高。場道面層混凝土要求有一定的摩阻系數和高耐磨性，摩阻系數通過拉毛或刻槽來實現。

3）場道面層水泥混凝土的高耐久性。場道面層混凝土在使用過程中受到的破壞因素有：航空器或者車輛等帶來的周期性或者突發性荷載、雨水腐蝕、碳化腐蝕、溫度應力以及凍融破壞等。

4）采用干硬性混凝土（維勃稠度20～40 s），集料可形成良好的嵌鎖構型，并可形成3～5 mm厚的水泥漿面層，利于做面和拉毛，水泥漿太厚降低耐磨性，太薄拉毛困難、漏石。

3 水泥混凝土施工工藝

3.1 基層準備

施工前，對基層開裂、破損部位進行修復。基層與面層之間未設置隔離層時，基層非擴展性溫縮、干縮裂縫以及預埋管切槽處，鋪設復合土工膜、土工布或其他隔離材料，避免反射裂縫產生。混凝土澆筑前，基層灑水濕潤，土工膜防止混凝土水分被基層吸收而影響性能。在腐蝕性土壤環境下，土工膜還具有防腐、隔離界面的作用。

3.2 模板

縱向模板采用定型鋼模板，橫向施工縫的封頭和彎道部位、異形板通常采用木模板。鋼模板面板采用5 mm厚鋼板，背楞采用角鋼，板中企口沖壓而成。利用全站儀定出分塊交點，作為模板安裝位置控制點，模板兩端采用墊塊調平，中間采用砂漿封堵，模板用背桁架、鋼釬固定。

3.3 鋼筋

1）鋼筋主要有拉桿、傳力桿、燈坑鋼筋、平縫加筋和場道加強網片。

2）施工縫傳力桿在混凝土攤鋪前固定在模板上。模板加工時，按照拉桿、傳力桿間距預設空洞，供穿拉桿用。

3）傳力桿長度的3/5涂刷瀝青涂層，交叉設置，傳力桿安裝精確保證軸線方向與跑道中心線一致。當接縫處混凝土攤鋪振實后，采用專用的安裝裝置將傳力桿安裝到位。

4）在跑道飛機起落區及地基薄弱區設置雙層鋼筋網片，在混凝土澆筑時同步安裝。

3.4 混凝土拌合和運輸

混凝土拌和采用強制式攪拌機，混凝土運輸采用自卸車，自卸車的卸料和接料高度均不大于1.5 m，防止離析。混凝土從攪拌機出料直到鋪筑現場時間，不宜超過30 min，在炎熱、干燥、大風或陰雨天氣運輸混凝土時，混合料要覆蓋彩條滌綸布。

3.5 混凝土攤鋪

采用人工配合橡膠履帶小型挖機進行攤鋪，靠近模板的部分比中間略高，攤鋪厚度預留振實的沉落高差一般為板厚的10%～15%。局部需人工補料時，鐵鍬倒扣，防止混凝土離析。

有補強鋼筋時，采用3次布料1次振搗作業方式，第1次布設至下層鋼筋高度，鋪設鋼筋網片。第2次布料至上層鋼筋高度，鋪設第2層鋼筋網片，第3次布料至攤鋪高度，再統一振搗。

3.6 混凝土振搗

采用自行式高頻振搗器來振搗，插入式振搗器和平板振搗器作為輔助。自行式高頻振搗器棒間距約為40 cm，邊部振搗棒距模板約為20 cm，連續推進式振搗，行走速度不大于0.8 m/min。有網片配筋時，采用斜插點式振搗。插入式振搗器用于模板邊混凝土的補振，保證企口處振搗密實，平板補振保證表面出漿量。

3.7 整平

整平采用兩步工作法，第1步采用木制振動梁，第2步采用鋼滾筒。

1）木制振動梁進行粗平、提漿，將石子壓入混凝土表面以下，人工配合鏟高補低。填倉施工時，在木制振動梁行走區域提前鋪設薄鐵皮，以保護兩邊混凝土板塊邊口的紋理不被破壞。

2）采用鋼滾筒進行精平，使表面泛漿更為均勻，直到表面呈現3～5 mm厚度均勻干濕一致的薄漿層。最后采用提漿厚度檢測儀和銦鋼尺檢測提漿厚度和表面平整度。

3.8 做面

做面采用“三階段成面”工藝，即“1木+1木1鐵+1木1鐵”。

1）第1階段：揉漿后隨即上木抹，使表面砂漿層粗顆粒下沉，表面形成純漿層，以利于后續拉毛。

2）第2階段：表面明水收凈時，采用先木抹后鐵抹順序推進，使表面漿液進一步均勻、密實、平整，并消除砂眼、氣孔。

3）第3階段：初凝前，重復第2階段工序，使表面乳漿更加均勻，混凝土板面光滑平整。清理干凈粘在模板或兩邊混凝土板的乳漿，使新舊板塊界限分明。

3.9 拉毛

1）站坪平均紋理深度均不小于0.4 mm，跑道不小于0.6 mm，采用填砂法進行檢測。

2）拉毛時間視天氣條件及漿的稠度而定，既能保證滿足設計的紋理深度，又不使水泥漿流淌或表面泛砂，通常用手觸及表面砂漿不粘手而且能將手指紋印在水泥漿上時即可拉毛。

3）為保證拉毛直順，用鋁合金直尺橫向搭在模板或填倉兩側的混凝土上，并將毛刷沿鋁合金直尺拖動，兩刷之間應有一定的搭接距離。

3.10 混凝土養生、拆模

用手指輕按混凝土表面無印痕時，且表面開始泛熱，立即覆蓋土工布進行養生。當混凝土表面大量泛熱時，且變成灰色時，進行灑水養生，養護期不少于14 d。

拆模要輕撬慢拆，保證混凝土板塊不缺邊掉角，企口完整。拆模后，側面及時均勻涂刷瀝青。混凝土道面最早拆模時間見表1。

表1 拆模時間Table 1 Dismantling template time

3.11 接縫施工

1）板縫主要有：縱向企口縫、拉桿縫、假縫、傳力桿縫、橫向施工縫、平縫、脹縫等。

2）在混凝土達到一定強度且未產生不均勻縮裂縫之前進行切縫，根據經驗以300°C·h/Δt（Δt為平均溫度）h或抗壓強度達到6～10 MPa控制，切縫過早會造成毛邊，過晚會造成斷板。

3）切縫分2步施工，第1步用4 mm厚鋸片切誘導縫（深度為板厚的1/4～1/5），第2步用8 mm厚鋸片擴縫至設計深度。

4）需要進行倒角施工時，用倒角機切成R=6 mm圓弧倒角，如圖2。倒角能夠有效減少場道使用中接縫的啃邊、剝落，降低日常維修費用，還可避免因接縫損壞對飛機運行安全構成的潛在威脅，保障飛機運行安全。

圖2 倒角形式Fig.2 Chamfering form

3.12 刻槽

刻槽可顯著改善道面的排水，從而增加道面的摩阻力，有效的提高道面抗滑性。槽縫深度、寬度均應為6 mm，相鄰槽中線間距應為32 mm，槽可以連續通過道面的縱縫，距橫縫應不小于75 mm，不大于120 mm，嵌入式燈具附近300 mm范圍內不應進行刻槽。采用“兩刀工作法”。

1）第1刀：將刻槽機導向輪放入橫縫，調整落刀標志與起刻線對正，以0.9～1.5 m/min的速度刻槽至終點邊線位置，然后刻槽機退回起刻部位。

2）第2刀：將導向輪放入第1道槽，調整至槽間距為32 mm，重復第1刀動作刻槽。

3）循環往復完成刻槽。

3.13 灌縫

1）灌縫施工分為：清縫、放置被襯墊條、灌入灌封料。

2）清縫：采用“三步工作法”。第1步：采用專用清縫鋸片初步清理縫內雜物，控制轉速防止破壞縫壁。

3）第2步：采用裝配鋼絲刷的刷縫機進一步清掃縫內雜物，并將縫壁打毛，打毛深度為25 mm，既要保證打毛質量又要防止損壞縫沿。

4）第3步：采用吹縫機徹底清除縫內雜物，確保縫內清潔、干燥和打毛良好。

5）放置被襯墊條：采用專用嵌縫條工具將直徑大于縫寬2 mm左右的泡沫塑料條嵌入，深度要求為縮縫低于道面1.5 cm，脹縫低于道面2 cm。

6）灌入灌封料：采用空氣壓力嵌縫機進行灌注，嵌縫機后立即收縫、修縫，保證填縫料灌注飽滿、密實并與縫壁粘結牢固，灌入高度比道面低 2～5 mm。

4 技術成果

4.1 自行排式高頻振搗儀對干硬性混凝土進行全厚度一次振搗施工技術

1）自行排式高頻振搗機組主要由型鋼桁架、變頻機、高頻振搗棒和行走裝置組成。

2）確定棒間距約為40 cm，邊部振搗棒距模板約為20 cm，振搗棒的排列設置成一高一低，互錯角度為20°±2°，行走速度不得超過0.8 m/min。

4.2 專用拉毛刷

1）場道面層混凝土必須有表面均勻、直順、深淺一致的紋理，以保證場道橫向排水順暢，防止在飛機輪胎和場道之間形成水膜，造成飛機“飄滑”。

2）拉毛毛刷采用尼龍絲編制，尼龍絲分兩排逐根排放，端部用膠水粘牢防止錯位，尼龍絲的粗細要適宜，尼龍絲過粗過細，均會造成紋理耐磨性變差，拉毛毛刷為公司專利技術。

4.3 可控高分子材料節水養護膜

在場道混凝土養生時，采用可控高分子材料節水養護膜代替土工布，該膜在吸水后可向混凝土表面緩慢釋放，保水率在90%以上，澆水1次，可保水7 d，能夠100%保證場道混凝土的養護到位，養護期間僅需灑2次水。該技術可節約用水90%以上，可用于高溫和嚴重缺水地區，大大減少成本。

4.4 預成型壓縮密封條

預成型壓縮密封條代替傳統的灌縫施工，工藝簡單，嵌縫效果良好。采用多網狀設計構成，將適當規格的密封條壓入板縫后，密封條在任何時候都保持壓縮狀態，和板縫壁面緊密的接觸，達到密封的效果。預成型壓縮密封條由氯丁橡膠制造而成，傳統嵌縫料會出現局部表面開裂、脫落等，預成型壓縮密封條的工作狀態良好。預成型壓縮密封條和灌注型密封膠伸縮狀態進行對比見圖3。

圖3 伸縮狀態對比圖Fig.3 Scale state contrast diagram

5 結語

隨著機場建設熱潮的興起，機場施工技術也在不斷進步，本文對機場場道水泥混凝土場道結構施工工藝控制要點進行了論述，總結機場場道施工的技術成果，可供相關項目借鑒與參考。針對目前施工技術狀況，場道施工還需要不斷開拓和開發新的施工技術，繼續加大投入，推進施工技術的創新，后續將對自動化提漿揉漿設備、自動化收面拉毛技術、裝配式道面施工技術等進行深入研究與應用。