機場瀝青混凝土道面病害及處治實例分析

（北京金航誠規劃設計有限公司，北京 100191）

0 引言

瀝青混凝土道面是一種柔性道面，具有平整度好、抗滑性強、航空器運行舒適、施工工期短、道面養護方便等優點，而被眾多大型機場所采用。隨著我國民航事業的飛速發展，機場道面負荷不斷增大，在荷載應力和環境的常年累月反復作用下，國內許多機場瀝青混凝土道面結構都出現了破損，從而導致各種病害產生。常見病害主要有裂縫、車轍、泛油、坑槽等類型。

1 實例概況

某機場為國內干線機場及首都國際機場的備降場，飛行區指標等級為4E，有1條3600米×75米的跑道，1條平行滑行道，跑道與平行滑行道之間有8條聯絡滑行道，分別為4條快速出口滑行道（A3、A4、A5、A6）、4條垂直聯絡道（A1、A2、A7、A8）。隨著航空業務量的持續增長，A3/A5/A7聯絡道瀝青道面出現了大面積的不規則裂縫、較為嚴重的縱橫向裂縫以及瀝青混合料老化等病害，在一定程度上影響了機場的運行安全和運行效率，增加了道面維護工作和飛行區運行管理壓力。為避免道面出現更嚴重的結構性損壞，保障機場運行安全，提升機場運行效率，亟需對A3/A5/A7聯絡道病害進行處治，以保障這些區域的正常使用。

2 病害及其成因分析

為全面分析A3/A5/A7聯絡道道面病害原因，以便為治理改造方案提供可靠的依據，機場對道面鉆芯取樣，并進行了馬歇爾穩定度、凍融劈裂、肯塔堡飛散等室內試驗，得到了瀝青混合料的各項性能指標。

A3聯絡道瀝青混合料試驗結果如表3.1所示。

表3.1 A3聯絡道瀝青混合料試驗結果

從表3.1可以看出，A3聯絡道區域上、下面層瀝青混合料的凍融劈裂殘留強度比均小于85%，表明混合料的水穩定性及抗水損害的能力較差；上面層瀝青混合料的飛散質量損失高于49%，表明上面層瀝青與集料之間的黏附力下降明顯，瀝青混合料抗剝落性能較差，容易在飛機尾流吹蝕下產生FOD；下面層瀝青混合料馬歇爾穩定度與上面層相比偏低，表明瀝青混合料抗豎向變形能力較弱。

A5聯絡道瀝青混合料試驗結果如表3.2所示。

表3.2 A5聯絡道瀝青混合料試驗結果

從表3.2可以看出，A5聯絡道區域上、下面層瀝青混合料的凍融劈裂殘留強度比均小于85%，表明混合料的水穩定性及抗水損害的能力較差；上面層瀝青混合料的飛散質量損失大于10%、馬歇爾穩定度小于5.0kN，表明上面層瀝青混合料的抗剝落性能、高溫穩定性能較差；下面層馬歇爾穩定度小于9.0kN，表明下面層瀝青混合料的高溫穩定性能偏弱。

A7聯絡道瀝青混合料試驗結果如表3.3所示。

表3.3 A7聯絡道瀝青混合料試驗結果

從表3.3可以看出，A7聯絡道區域上、下面層瀝青混合料的凍融劈裂殘留強度比均小于85%，表明混合料的水穩定性及抗水損害的能力較差；下面層馬歇爾穩定度與上面層相比較低，表明下面層瀝青混合料高溫穩定性能較差、瀝青混合料抗豎向變形能力較弱。

A3/A5/A7聯絡道現瀝青道面結構從上至下依次為：6cm厚SMA-16改性瀝青上面層+9cm厚AC-20改性瀝青下面層+1cm厚AC-5瀝青砂+30cm厚壓混凝土基層+50cm厚礫石墊層。由于現瀝青道面于2008年投入使用，處于原設計使用年限（15年）后期，從道面鉆芯取樣檢測結果可以看出，瀝青道面的水穩定性能、抗剝落性能、高溫穩定性能都出現了嚴重衰減。道面裂縫一部分是由于表層瀝青膠結料老化后，溫度抗開裂性能不足導致；另一部分屬于反射裂縫，主要是由于碾壓混凝土裂縫產生的溫度應力大于瀝青面層底應力吸收措施（1cm厚AC-5瀝青砂）的消散應力。道面表面水通過裂縫進入面層結構內部，積存形成結構內滯水，從而加劇瀝青道面的水損壞，隨著道面病害的發展，裂縫周邊道面集料容易剝落產生外來物（FOD）和新的次生裂縫。

3 處治技術方案

3.1 總體方案

通過對A3/A5/A7道面檢測結果分析，A3/A5/A7區域道面的處治重點在于修復道面裂縫，改善和提升道面結構性能。目前對于瀝青混凝土道面病害處治一般采取全厚度銑刨重鋪、表層銑刨重鋪和薄層加鋪三種方案。全厚度銑刨重鋪相當于新建瀝青道面，能從根本上解決所有道面問題，但其施工成本較高，且工序復雜，施工周期長，對機場正常運行影響較大；表層銑刨重鋪是將現有聯絡道瀝青上面層銑刨，再利用同種材料進行重鋪，僅對道面表層病害和老化混合料進行處治，對道面結構性能提升有限；薄層加鋪是在原道面上再加鋪一定厚度的瀝青道面，增加了道面結構的整體厚度，使得道面主要受力層上移，原有下面層的功能一定程度上轉換為基層，從而消除下面層混合料性能衰減對新鋪道面的不利影響，加鋪結構和施工工序簡單，施工質量容易得到保證。

考慮到機場為單跑道運行，A3、A5作為快速脫離道、A7作為跑道13端的主要進入通道之一使用較為頻繁，不具備關閉施工的條件，為降低不停航施工難度和安全風險，綜合考慮施工成本、施工周期、質量控制和對機場運行的影響后，對A3/A5/A7聯絡道道面采用薄層加鋪處治方案，加鋪結構為6cm厚SMA-13改性瀝青混合料。因A3、A5聯絡道面層瀝青混合料老化嚴重，需對上面層銑刨重鋪后再進行薄層加鋪，以利于改善道面整體性能。

3.2 技術措施

A3/A5/A7聯絡道加鋪主要有4道工序：①原瀝青道面裂縫及破損處理+清掃→②噴灑粘層油→③鋪筑6厘米厚SMA-13改性瀝青混合料→④加鋪道面與周圍道面、道肩接坡處理。

3.2.1 裂縫及破損處理

在道面進行加鋪前，需對舊道面裂縫進行處治，一般處治方法為：

（1）不規則裂縫處治

對于存在不規則裂縫的道面，因其面層結構承載能力基本喪失，進行全厚度補塊修補。

（2）縱橫向裂縫處治

縱橫向裂縫平均寬度小于25mm，進行貼縫處治；縱橫向裂縫平均寬度大于25mm，或者平均縫寬小于25mm但裂縫周邊次生裂縫明顯、剝落嚴重、影響范圍超過50mm，沿著裂縫進行全長范圍的補塊修補。

3.2.2 道面加鋪

A7聯絡道道面裂縫處治完成后，加鋪道面結構為6cm厚SMA-13改性瀝青混合料。A3/A5聯絡道道面銑刨6cm后SMA-16改性瀝青上面層后，加鋪道面結構從上至下為：5厘米厚SMA-13改性瀝青混合料上面層+7厘米厚SMA-13改性瀝青混合料下面層。

3.2.3 接坡處理

道面加鋪區周邊多與現有道面相接，加鋪區道面抬高6cm后，按《民用機場瀝青道面設計規范》（MH/T5010-2017）要求與周邊道面進行地勢接坡，接坡過渡段縱坡坡度應小于1.0%。

3.2.4 道面加鋪材料要求

瀝青道面加鋪主要材料包括瀝青、粗細集料、外加劑等，對瀝青道面而言，基質瀝青、集料、外加劑的合理選擇和良好的材料質量，是保證道面使用性能的前提。在材料選擇時，根據機場的氣溫資料，本工程中除道肩區域外，用于道面區域的瀝青材料均采用改性瀝青。改性劑選用星型SBS改性劑，改性方式采用現場改性。用于加鋪SMA-13的粗集料采用玄武巖或性能滿足設計要求中性或堿性石料，其余集料采用石灰巖。為增強加鋪瀝青道面抵抗永久變形（車轍）的能力，在瀝青混合料中適當添加抗車轍劑以提高道面抵抗永久變形的能力。材料設計均需經過配合比設計驗證，且為保障工程質量，應提前進行瀝青混合料配合比設計研究。

4 結語

由于機場所處的環境條件、道面的結構類型以及鋪筑材料不盡相同，使得機場瀝青混凝土道面出現的病害也不盡相同。因此，當機場瀝青混凝土道面出現病害時，應及時找出病害產生機理，分析瀝青混合料的整體性能，以便合理制定處治方案。