機(jī)場(chǎng)瀝青道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制

吳顯

（廣東機(jī)場(chǎng)白云信息科技有限公司，廣東廣州 510470）

0 前言

在現(xiàn)代工業(yè)條件下，瀝青道面是機(jī)場(chǎng)道面建設(shè)的最佳選擇。該類(lèi)道面施工效率相對(duì)較高，保養(yǎng)難度較低，對(duì)飛機(jī)而言具有良好的抗滑性和平整性，顯著提高了飛行舒適度。在飛機(jī)起落全周期中，對(duì)道面性能要求較高。為減少停航維護(hù)對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的影響，應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)道面結(jié)構(gòu)，并且加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)控，提高建設(shè)質(zhì)量，延長(zhǎng)使用周期。

1 工程背景

工程項(xiàng)目為南蘇丹朱巴國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)施工任務(wù)為機(jī)場(chǎng)瀝青道面。該機(jī)場(chǎng)在1960 年左右創(chuàng)建，現(xiàn)滑行道為原機(jī)場(chǎng)跑道，道面損毀情況較重。本次施工前機(jī)場(chǎng)跑道為瀝青混凝土跑道，規(guī)格為2400m×45m，道面裂痕、車(chē)轍明顯，龜裂、塊裂、風(fēng)化病害等情況較嚴(yán)重，并且存在大量補(bǔ)丁，使用風(fēng)險(xiǎn)較高（見(jiàn)圖1）。基于上述背景進(jìn)行道面建設(shè)施工，以期優(yōu)化結(jié)構(gòu)科學(xué)性、使用安全性和舒適度。

圖1 跑道路面病害情況

地質(zhì)條件方面，最上層是第四系人工填土層（Q4ml），然后是沼澤相沉積層（Qh），其次是沖洪積地層（Qal+pl），最下層基巖層是元古代片麻巖（Pt）為主。水文條件方面，雨季可見(jiàn)徑流地表水，旱季通常無(wú)地表水發(fā)育。跑道延長(zhǎng)線(xiàn)地下水深度，南側(cè)為0.39~2.60m，北側(cè)為4.05~4.65m。建設(shè)場(chǎng)地可見(jiàn)大片元古代片麻巖暴露，或見(jiàn)第四系土層，以松散孔隙水、基巖裂隙水為主要地下水類(lèi)型。

本次設(shè)計(jì)通過(guò)可行性研究，結(jié)合建設(shè)方要求，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合行業(yè)要求。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)內(nèi)民用機(jī)場(chǎng)同類(lèi)道面設(shè)計(jì)規(guī)范要求、符合飛行區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、符合公路瀝青路面相關(guān)設(shè)計(jì)建設(shè)要求，符合國(guó)際民用航空公約要求，施工材料經(jīng)過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制，施工技術(shù)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。機(jī)場(chǎng)瀝青道面施工涉及機(jī)場(chǎng)跑道施工、滑行道施工、聯(lián)絡(luò)道施工、道肩及防吹坪施工，均為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。

2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求

本次工程的主要任務(wù)為修復(fù)改造原跑道，建設(shè)后跑道長(zhǎng)度要求3100m。項(xiàng)目需要新建4 號(hào)聯(lián)絡(luò)道、停車(chē)場(chǎng)和服務(wù)車(chē)道。原有平行滑行道、道肩、垂直聯(lián)絡(luò)道及道肩、貨運(yùn)機(jī)坪需要予以修復(fù)。新建垂直聯(lián)絡(luò)道及道肩，跑道道肩，防吹坪，部分服務(wù)通道及客運(yùn)停車(chē)場(chǎng)。基于凈空要求，還需重建原1 號(hào)聯(lián)絡(luò)道及部分交接平行滑行道。項(xiàng)目中道面結(jié)構(gòu)預(yù)期服役年限為15 年，道面荷載機(jī)型主要為波音767-200er、波音747。跑道延長(zhǎng)段及新建聯(lián)絡(luò)道、修復(fù)段地基CBR 指數(shù)分別為12%、13%。

3 道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 跑道

基礎(chǔ)情況：部分原跑道需要實(shí)施修復(fù)和部分新建。修復(fù)前主要問(wèn)題為跑道道面出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，道面表層狀況PCI 參數(shù)為20左右，經(jīng)過(guò)綜合評(píng)價(jià)，顯示道面狀態(tài)為“極差”級(jí)別。在跑道中部分損壞為“報(bào)廢”級(jí)別，PCI 參數(shù)不足10。觀(guān)察跑道狀態(tài)，可見(jiàn)松散、塊裂、龜裂、集料磨光情況，并且可見(jiàn)若干處明顯車(chē)轍，道面大部分為結(jié)構(gòu)性損壞。經(jīng)過(guò)道面狀態(tài)分析認(rèn)為，該處道面使用期間維護(hù)不足、長(zhǎng)期重載以及自身結(jié)構(gòu)承載力不足是病害的主要誘因。承載力分析顯示，其ISM 指標(biāo)約為58kN/mm，需要適度提高承載力。

修復(fù)后跑道瀝青道面基本結(jié)構(gòu)為：基層鋪設(shè)含粘土粗砂80cm，其上鋪設(shè)75cm 厚度礫石，然后在其上鋪設(shè)25cm 厚碎石，最上層為10cm 厚度瀝青混凝土。跑道延長(zhǎng)段新建規(guī)格為700m×45m，道面基層結(jié)構(gòu)為水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，基層、面層中間使用土工布，以預(yù)防放射裂縫。結(jié)構(gòu)建設(shè)過(guò)程為：①夯實(shí)道路地基，保證壓實(shí)度達(dá)到96%；②鋪設(shè)400mm 級(jí)配碎石層，壓實(shí)度同前，CBR指標(biāo)不低于80%；③鋪設(shè)220mm 厚度水泥穩(wěn)定碎石層，要求壓實(shí)度為98%；④鋪設(shè)土工布，預(yù)防放射裂縫；⑤鋪設(shè)AC-25 型號(hào)瀝青混凝土，70mm 厚度；⑥鋪設(shè)AC-20SBS 改性瀝青混凝土，厚度為50mm；⑦鋪設(shè)SMA-16SBS 改性瀝青混凝土，厚度規(guī)格為50mm。

修復(fù)段規(guī)格為2400m×45m，挖除兩端瀝青面層，使用瀝青穩(wěn)定碎石層進(jìn)行重修，厚度為10cm。未挖除部分，評(píng)價(jià)具體病害情況，實(shí)施針對(duì)性整修，同樣在面層、基層加設(shè)土工布預(yù)防放射裂縫。施工過(guò)程為：①調(diào)平層施工，使用瀝青穩(wěn)定碎石；②構(gòu)建瀝青穩(wěn)定碎石基層；③鋪設(shè)土工布防裂縫；④構(gòu)建AC-25 瀝青混凝土層，厚度為70mm；⑤構(gòu)建AC-20SBS 改性瀝青混凝土層，厚度為50mm；⑥構(gòu)建SMA-16SBS 改性瀝青混凝土層，厚度控制為50mm。

3.2 滑行道和聯(lián)絡(luò)道

基礎(chǔ)情況：平行滑行道區(qū)域，瀝青混凝土大面積缺失，可見(jiàn)砂礫石裸露。期間實(shí)施多次維修，因此道面承載能力不均勻，存在明顯離差。1 號(hào)聯(lián)絡(luò)道、3 號(hào)聯(lián)絡(luò)道服役周期較短，道面表面相對(duì)完好。1 號(hào)聯(lián)絡(luò)道、平行滑行道相交處可見(jiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。2 號(hào)聯(lián)絡(luò)道與跑道承載力、病害情況、損壞情況相似。1 號(hào)、3 號(hào)聯(lián)絡(luò)道具有相對(duì)較高的道面承載力。服役周期、道面結(jié)構(gòu)層厚度是造成聯(lián)絡(luò)道差異的主要原因。

滑行道、聯(lián)絡(luò)道道面結(jié)構(gòu)為：最底層為100cm 粗砂，粗砂上層為80cm 厚度礫石最上層與跑道路面一致，鋪設(shè)瀝青混凝土，厚度為10cm。

滑行道修復(fù)后道面結(jié)構(gòu)為：①修建調(diào)平層，結(jié)構(gòu)層為瀝青穩(wěn)定碎石；②水泥穩(wěn)定碎石層，厚度為150mm，98%壓實(shí)度；③土工布鋪設(shè)在中間層，預(yù)防放射裂縫；④建設(shè)AC-25SBS 改性瀝青混凝土層，厚度規(guī)格80mm；⑤建設(shè)SMA-16SBS 改性瀝青混凝土層，厚度規(guī)格50mm。道肩修復(fù)后結(jié)構(gòu)為：①基層使用原有道面結(jié)構(gòu)；②修建水泥穩(wěn)定碎石層，180mm 厚度，98%壓實(shí)度；③修建AC-20SBS 改性瀝青混凝土層，厚度為50mm[1]。

4 施工工藝和質(zhì)量控制

4.1 裂縫施工

對(duì)于不同規(guī)格的裂縫應(yīng)實(shí)施不同的處理方法，縫寬區(qū)間為3～5mm 時(shí)，首先應(yīng)徹底清潔縫隙，使用壓縮空氣將塵土清除，然后選擇熱改性瀝青作為施工材料，以灌縫撒料法進(jìn)行裂縫封堵。對(duì)于規(guī)格超過(guò)5mm 的裂縫，將縫內(nèi)雜物、松動(dòng)縫隙邊緣清除后，通常使用砂粒式（AC-5）瀝青混合料對(duì)裂縫進(jìn)行填充，然后進(jìn)行錘實(shí)。當(dāng)裂縫縫寬超過(guò)20mm 時(shí)，進(jìn)行通常需要實(shí)施挖補(bǔ)，對(duì)裂縫部位進(jìn)行修復(fù)。部分裂縫成因是超期服役，或者使用的瀝青性能較差，抑或道面發(fā)生油層老化，裂縫面積較大或出現(xiàn)網(wǎng)裂情況時(shí)，觀(guān)察其強(qiáng)度。輕度表現(xiàn)較好，進(jìn)行刷透層和粘層處理，然后在其上鋪設(shè)瀝青混合料面層。在修補(bǔ)瀝青道面裂縫時(shí)，應(yīng)分析裂縫具體成因，評(píng)價(jià)實(shí)際病害程度，制定針對(duì)性修復(fù)方案[2]。

4.2 坑槽施工

規(guī)格較大的坑槽，即其面積超過(guò)0.5m2時(shí)，應(yīng)使用銑刨機(jī)對(duì)道面進(jìn)行銑刨處理。銑刨處理后，對(duì)道面面層進(jìn)行重新修建。將碎裂的瀝青塊清除后，修整槽壁，并在其表面均勻涂刷粘層油。鋪攤熱拌AC-10 型號(hào)瀝青混凝土。規(guī)格較小的坑槽即面積不足0.5m2時(shí)，以坑槽病害邊緣位置為基礎(chǔ)，向外擴(kuò)展10cm，做出標(biāo)記，要求標(biāo)記為矩形，同時(shí)垂直或平行于道面中心線(xiàn)。沿著該條標(biāo)記線(xiàn)，使用切割機(jī)實(shí)施切割，入刀深度應(yīng)控制在3cm 左右。通過(guò)人工操作將線(xiàn)內(nèi)損壞面層鑿除，可見(jiàn)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定底面為止，深度要求大于等于3cm。在鑿除操作時(shí)，槽壁應(yīng)為垂直狀態(tài)，并且保證槽底平整。然后將坑槽中塵土、雜質(zhì)清除，再進(jìn)行瀝青混凝土澆筑[3]。

4.3 沉陷處理

修復(fù)道面時(shí)對(duì)于可見(jiàn)下沉的道面，經(jīng)觀(guān)察未見(jiàn)破損或見(jiàn)少量輕微裂縫，應(yīng)使用粘層瀝青涂刷、噴灑沉陷部位，然后在沉陷區(qū)域填補(bǔ)瀝青混合料，實(shí)施壓實(shí)操作，保證修復(fù)后道面平整。道面發(fā)生嚴(yán)重下沉?xí)r，或見(jiàn)道面礦料發(fā)生松動(dòng)甚至脫落，可見(jiàn)道面坑槽，實(shí)施上述操作修復(fù)坑槽。道面發(fā)生嚴(yán)重的松散、風(fēng)化或擁包后，或者對(duì)于輪轍較明顯的路面，應(yīng)挖出病害路面，使用瀝青混合料進(jìn)行鋪筑修復(fù)。處理道面補(bǔ)丁時(shí)，應(yīng)科學(xué)評(píng)價(jià)其損傷類(lèi)別或病害嚴(yán)重程度，實(shí)施上述修復(fù)措施，予以對(duì)癥處理。施工全周期應(yīng)根據(jù)實(shí)際破壞情況制定針對(duì)性解決方案。當(dāng)工程量變化是因?yàn)樵烂婀嗫p及處治而產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三方確認(rèn)，由監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方、施工方共同確認(rèn)。

4.4 泛油處理

對(duì)于泛油不嚴(yán)重的局部地區(qū)，使用粗砂或石屑鋪撒表面，厚度為3~5mm，再使用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。出現(xiàn)嚴(yán)重泛油時(shí)，鋪撒5~10mm 碎石，再予以壓實(shí)。泛油情況穩(wěn)定后，再次撒石屑或粗砂，厚度為3~5mm，并壓實(shí)。

5 結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，瀝青道面結(jié)構(gòu)具有顯著的應(yīng)用性能優(yōu)勢(shì)，施工可行性較好，可在短期內(nèi)完成道面施工，使用周期較長(zhǎng)，后續(xù)維護(hù)難度較低。本文以南蘇丹朱巴國(guó)際機(jī)場(chǎng)為實(shí)際案例，分析了該類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工方法和技術(shù)要點(diǎn)。該類(lèi)施工應(yīng)結(jié)合施工實(shí)際科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，聯(lián)合嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，保證道面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、舒適度。