霧封層技術(shù)在機場道面養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

（四川省場道工程有限公司，四川 成都 610084）

1 工程概況

某機場跑道全長2400m，采用水泥混凝土澆筑。該機場所在地區(qū)的雨季長達(dá)5個月，雨季降水量占全年降水量的80%以上。鑒于瀝青混凝土路面具有摩擦力大、噪聲小、后期維護(hù)方便等優(yōu)點，在跑道原有水泥混凝土道面上加鋪瀝青混凝土面層。由于受氣候、環(huán)境因素和飛機荷載頻繁作用的共同影響，加上瀝青道面長期使用后瀝青性能的衰減，跑道道面出現(xiàn)不同程度的病害。為延緩瀝青混合料性能進(jìn)一步衰減、確保道面使用壽命，保證道面的適航狀況和飛行安全，結(jié)合霧封層技術(shù)的特點，在對跑道混凝土結(jié)構(gòu)性病害進(jìn)行處治后，采用霧封層對跑道區(qū)域進(jìn)行整體養(yǎng)護(hù)。

2 機場道面技術(shù)狀況分析

2.1 道面結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

機場飛行區(qū)現(xiàn)有道面結(jié)構(gòu)形式有水泥混凝土道面、水泥混凝土道面加鋪瀝青面層（白+黑復(fù)合道面）兩種。其中，水泥混凝土面層結(jié)構(gòu)形式平面范圍主要為站坪和平行滑行道南段、南側(cè)兩條聯(lián)絡(luò)滑行道，面層水泥混凝土厚度為26cm，砂礫石基層厚度為30cm；瀝青面層結(jié)構(gòu)形式平面范圍為跑道道面、平行滑行道北段、北側(cè)兩條聯(lián)絡(luò)滑行道和南側(cè)兩條聯(lián)絡(luò)滑行道部分道面，是在原水泥混凝土面層基礎(chǔ)上加鋪15cm瀝青混凝土。

2.2 道面存在的問題

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果，機場瀝青道面現(xiàn)已出現(xiàn)多種病害，包括道面多處泛白脫油、表層混合料不同程度松散、掉粒、集料磨光、裂紋、不規(guī)則裂縫等，且道面出現(xiàn)多處因滲水產(chǎn)生的水漬現(xiàn)象，部分瀝青道面滲水嚴(yán)重，滲水點呈逐漸增多趨勢。

檢測結(jié)果表明，跑道總體表面狀況一般，PCI均值為84，綜合評價為“良”。個別區(qū)域道面PCI值低于FAA建議“機場主要道面設(shè)施（主跑道、聯(lián)絡(luò)道、站坪）的PCI值應(yīng)保持在70 以上”的要求。跑道道面國際平整度IRI均值為2.04m/km，綜合評價為“中”；各分段IRI值基本在1.5～3m/km。滑行道道面國際平整度IRI均值為2.07m/km，綜合評價為“中”。此外，道面呈帶狀出現(xiàn)泛白（水損害）現(xiàn)象，位置大多在施工縱縫附近，可能是由于施工時壓實不足或混合料離析造成。再加上該地區(qū)雨水較為充足，下滲的雨水在瀝青上面層、下面層之間滯留，飛機起飛、降落時的尾流吹襲對瀝青混凝土空隙的水分反復(fù)抽提，使得一部分水對瀝青混合料上面層反復(fù)沖刷，帶出一部分礦粉，從而形成了道面泛白的現(xiàn)象。

跑道輪跡范圍構(gòu)造深度大于非輪跡范圍，南北兩端構(gòu)造深度大于跑道中段。這是由于道面排水沖刷和飛機的荷載、摩擦作用，導(dǎo)致輪跡范圍內(nèi)的細(xì)集料和瀝青膜流失，出現(xiàn)了一定程度上的松散，在跑道南北兩端尤為明顯。輪跡范圍內(nèi)道面的摩擦系數(shù)小于非輪跡范圍內(nèi)道面的摩擦系數(shù)，跑道道面南北兩端摩擦系數(shù)大于跑道中段道面。這主要是因為飛機的摩擦使輪跡范圍道面瀝青膜發(fā)生剝落，裸露的集料表面變光滑，摩擦系數(shù)變小，而跑道中段飛機的作用次數(shù)多于跑道南北兩端，因而更明顯，所以南北兩端的摩擦系數(shù)大于跑道中段。

瀝青試驗結(jié)果表明，機場瀝青道面抗外力和荷載作用的能力較好。跑道上面層瀝青粘結(jié)性較差，有66%的試件測試結(jié)果不滿足肯塔堡飛散損失率的規(guī)范要求。此外，跑道區(qū)域上面層芯樣的瀝青含量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但跑道下面層以及平滑與聯(lián)絡(luò)道上、下面層瀝青含量均低于設(shè)計要求。在飛機荷載、瀝青老化等原因的綜合作用下，跑道瀝青道面整體滲水系數(shù)較大。目前跑道整體滲水系數(shù)大于規(guī)范要求，尤其是在跑道邊緣，個別測點出現(xiàn)了嚴(yán)重的滲水情況，需要采取養(yǎng)護(hù)手段進(jìn)行維護(hù)。

綜合來看，該機場跑道目前的整體狀況良好，但瀝青道面的表面構(gòu)造深度偏高，出現(xiàn)水損害、松散等功能性病害，抗?jié)B水能力普遍偏低。此外，道面還有個別區(qū)域出現(xiàn)了推移、擁包等病害。建議機場盡快采用封層等養(yǎng)護(hù)方式對道面表面病害進(jìn)行處理，防止病害進(jìn)一步惡化。

3 機場瀝青道面霧封層養(yǎng)護(hù)要求

由于機場道面對FOD要求非常嚴(yán)格，一般不采用含有粗集料的封層材料，因此機場瀝青道面通常采用霧封層作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。此外，相對于微表處、稀漿封層等養(yǎng)護(hù)措施，霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有施工工藝簡單、封閉交通時間短等優(yōu)點，更能適應(yīng)機場不停航運行的施工條件。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，在瀝青面層霧封層實施過程中，道面摩擦系數(shù)是影響交通開放的主控指標(biāo)，因此工程實施時應(yīng)針對機場所在地氣候條件、工程檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封層材料的選擇。為使霧封層養(yǎng)護(hù)工程實施達(dá)到預(yù)期工程效果，施工前應(yīng)進(jìn)行道面清掃及除膠、瀝青道面裂縫修補、燈光設(shè)施保護(hù)等工序，對道面標(biāo)志實行封層施工后重新施劃。

霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)材料的選擇與材料的使用性能、外界環(huán)境因素、瀝青道面結(jié)構(gòu)特性具有一定關(guān)聯(lián)。正式施工前須做試驗段，先在聯(lián)絡(luò)道上封層，取得施工經(jīng)驗后再逐步向滑行道大面積鋪開施工；跑道大面積施工前在跑道中段進(jìn)行試驗，取得施工經(jīng)驗后再逐步向跑道兩端大面積鋪開施工。通過試驗收集的數(shù)據(jù)應(yīng)包括試驗段道面施工前后摩擦系數(shù)、封層材料在施工環(huán)境條件下的干燥時間、施工試驗段施工材料配合比及其工作性能和施工試驗段的涂布率等。

涂布施工前，對區(qū)域內(nèi)嵌入式、立式助航燈光設(shè)施進(jìn)行覆蓋保護(hù)。施工中如有助航燈光設(shè)施損壞，應(yīng)及時修復(fù)。根據(jù)道面不同部位使用現(xiàn)狀及飛機荷載作用情況，施工中應(yīng)根據(jù)工程量及不停航施工措施，制定相應(yīng)的進(jìn)度計劃并采用分段分區(qū)域方式施工。道面封層時，在確認(rèn)瀝青道面內(nèi)部已干燥的情況下，建議從地勢高處向地勢低處、從跑道中心向兩側(cè)實施。

4 機場瀝青道面霧封層施工技術(shù)方案

機場瀝青道面封層養(yǎng)護(hù)工程平面范圍包括跑道111415m2、A1北端聯(lián)絡(luò)道5330m2、A2聯(lián)絡(luò)道全部道面5782m2，以及平行滑行道14677m2、A3聯(lián)絡(luò)道1973m2、A4南端聯(lián)絡(luò)道1973m2的瀝青道面區(qū)域，總面積約141150m2。根據(jù)施工的相關(guān)要求，應(yīng)選擇溫度較高、濕度較低的旱季施工，以確保工程質(zhì)量。鑒于本次道面霧封層養(yǎng)護(hù)工程必須在夜間航班運行間隙的條件下進(jìn)行不停航施工，根據(jù)民用航空氣象地面觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，瀝青道面霧封層養(yǎng)護(hù)施工時間以2～5月最佳。

4.1 工期分析

由于施工場地位于機場飛行區(qū)內(nèi)，需要在機場按照航班計劃接收和放行航班之下僅在夜間航行間隙時段實施不停航施工。施工應(yīng)最大限度地減少不停航施工對機場正常運行的影響，避免危及機場運行安全。

瀝青道面霧封層實施過程中，道面摩擦系數(shù)是影響交通開放的主控指標(biāo)，因此每晚施工結(jié)束后必須留有充足的養(yǎng)護(hù)時間，待封層材料充分表干、可滿足機場對道面摩擦系數(shù)的要求才能開放交通。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，正常情況下，霧封層在施工后2h左右就能開放交通，因此在每日施工完成后到開放交通前應(yīng)保證2h的養(yǎng)護(hù)時間。考慮到霧封層養(yǎng)護(hù)的施工內(nèi)容較多，各工序缺一不可，其中封層材料表干、養(yǎng)護(hù)為每日施工時間的控制因素。根據(jù)項目特點、機場實際運行條件，要求每個施工日安排8h的可施工時間，在機場航班繁忙、運行調(diào)整困難的情況下，應(yīng)至少保證6h的可施工時間。

道面霧封層養(yǎng)護(hù)施工前，應(yīng)先對現(xiàn)有道面裂縫進(jìn)行修補，然后分段分區(qū)域涂布施工。根據(jù)項目特點、建設(shè)單位對項目的實施計劃安排和前期工作開展情況，初步考慮安排2個月的施工期。封層養(yǎng)護(hù)試驗段計劃工期40d。瀝青道面裂縫修補的計劃工期5d，每天停航時間6h。大面積涂布施工計劃工期15d，每天停航時間8h，分區(qū)段進(jìn)行夜間攤鋪，同時保證第二天相關(guān)區(qū)域恢復(fù)運行。最終施工方案總施工期2個月，大面積施工有效工期約20d。

4.2 施工技術(shù)

在封層養(yǎng)護(hù)實施前一定要做好試驗驗證工作，滿足所有技術(shù)指標(biāo)要求后方可采用分段分區(qū)域施工的組織措施進(jìn)行實際大面積施工。

霧封層施工前對施工材料和設(shè)備進(jìn)行檢查，霧封層乳液的施工溫度不宜超過50℃，噴灑設(shè)備的高度能自由調(diào)整、噴嘴通暢，確保霧封層材料和設(shè)備正常，滿足設(shè)計要求。對養(yǎng)護(hù)范圍內(nèi)道面采用高壓水射流的方式清除道面標(biāo)志線，控制沖洗水壓力，以免損壞道面。涂布施工前，根據(jù)道面情況將施工部位徹底清掃干凈，不得存有灰塵、細(xì)土等雜物，跑道道面橡膠清除施工應(yīng)配合封層施工段提前一天進(jìn)行，燈光設(shè)施應(yīng)進(jìn)行覆蓋保護(hù)。

霧封層材料灑布應(yīng)采用機械式灑布車，根據(jù)試驗段測試結(jié)果調(diào)整拖車行進(jìn)速度，制定噴灑車行進(jìn)路線，避免因重復(fù)噴灑而造成厚薄不均影響整體施工質(zhì)量，噴灑搭接覆蓋寬度控制在30～40cm。

霧封層材料灑布后需要一定的時間（視材料類型而定）滲入瀝青道面內(nèi)部，在此期間應(yīng)禁止人員、車輛等通過施工區(qū)域。霧封層施工后，須待材料達(dá)到表干后才能開放交通，在正常情況下施工后2h左右可開放。

大規(guī)模霧封層施工前，應(yīng)通過試驗段對霧封層后機場道面的路用性能指標(biāo)進(jìn)行測試，測試指標(biāo)包括摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)及構(gòu)造深度。如有條件，建議在大規(guī)模施工結(jié)束后1周、1個月、3個月及6個月對霧封層道面路用性能進(jìn)行跟蹤持續(xù)觀測，測試頻率要求不小于5個/km，盡量做到原位測試，以便于數(shù)據(jù)對比分析。

4.3 工程質(zhì)量檢驗

霧封層養(yǎng)護(hù)工程施工時應(yīng)對按照規(guī)定的頻率對工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗，具體檢測項目、檢驗頻次和方法如表1所示。

表1 封層養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量檢驗方法

跑道的抗滑性能直接關(guān)系飛機起降安全，在霧封層施工前、后應(yīng)對其抗滑性能進(jìn)行測試，重點測試摩擦系數(shù)和滲水系數(shù)指標(biāo)。根據(jù)國際民航組織規(guī)定，使用專用跑道摩擦系數(shù)測試車在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行測試，摩擦系數(shù)平均值不得低于0.54。滲水系數(shù)用以評價霧封層的封水效果，按照瀝青路面面層滲水系數(shù)技術(shù)要求和民用機場飛行區(qū)場地維護(hù)技術(shù)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)爻睗駳夂蛱攸c，建議霧封層涂布施工后滲水系數(shù)上限值為50mL/min。

5 結(jié)論

1）機場瀝青道面的病害調(diào)查是制定養(yǎng)護(hù)措施的基礎(chǔ)，根據(jù)檢測結(jié)果提出采用霧封層技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

2）機場道面特殊的運營條件對霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)有嚴(yán)格的要求，應(yīng)針對機場所在地氣候條件、工程檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封層材料的選擇，同時，工程施工還應(yīng)做好在夜間航班運行間隙的條件下進(jìn)行不停航施工的技術(shù)準(zhǔn)備；

3）跑道的抗滑性能直接關(guān)系飛機起降安全，摩擦系數(shù)平均值不得低于0.54，霧封層涂布施工后滲水系數(shù)上限值為50mL/min。