復合瀝青基隔離層在機場道面施工中的應用

涂字陽 楊淞翔 田家恒 陳超

【摘要】瀝青基隔離層相較于土工布、石盾層等常見隔離層，在提升水穩基層耐沖刷性、防滲隔離性等方面有顯著優勢，能更好地緩解機場跑道板底脫空、提高跑道的使用壽命，具有廣闊的應用前景。文章結合青島新機場飛行區3標段項目施工經驗，分析和總結了復合式瀝青基隔離層的特點以及良好的應用效果，為今后的機場道面施工提供借鑒。

【關鍵詞】同步碎石封層;稀漿封層;機場;復合瀝青基隔離層

【中圖分類號】 V351.11【文獻標志碼】 B

為減少水穩基層與水泥混凝土之間的約束、提高水穩基層抗沖刷性，道面設計中普遍采用隔離層[1-2]。機場道面施工中多采用同步碎石封層、石屑層或土工布作為隔離層，使用多年后，在水泥板塊溫度伸縮和水沖刷的作用下，隔離層會出現拉裂和破壞等情況，使得隔離層失去作用[3]。同時，傳統隔離層大多無法起到有效防水的作用，對基層的保護不足。為克服此類問題，經過不斷的研究，試驗成型了一種結構形式為1層同步碎石封層+2層稀漿封層的復合式瀝青基隔離層。

1復合瀝青基隔離層簡介

1.1施工特點

（1）1層同步碎石封層+2層稀漿封層的結構形式組成的復合式瀝青基隔離層兼具了同步碎石封層和稀漿封層2種封層的優點，克服了傳統隔離層的各類缺陷。

其中，具有柔性力學特征的同步碎石封層，能夠有效增加路面的抗裂性能，通過瀝青結合料滲人基層表面，達到提高路面防滲水性能、減少路面反射裂縫、治愈路面龜網裂等效果，起著很好的封縫作用[4]。

（2）復合式瀝青基隔離層中的稀漿封層具有預防性養護功能，其混合料稠度較稀呈漿糊狀，能起到平整耐磨、防水防滑的作用，能對路面功能有效改善。

（3）機場一旦投入使用后，后期的維護、維修需進行不停航施工，難度大、造價高，并將會影響機場的使用效率。復合式瀝青基隔離層具備的防水、過渡和找平等特點，能有效的提高機場道面的使用壽命。

（4）施工過程機械化作業程度高、效率高、速度快、使用效果好。

1.2適用范圍

本工法適用于民航機場水泥道面混凝土瀝青基隔離層施工。

1.3工藝原理

在新建水泥混凝土道面結構的基層頂面鋪設同步碎石封層，主要目的在于防水、應力緩沖和延緩基層開裂等方面。同時，為進一步提高道面的基層防水、找平以及滿足水泥混凝土面層適當脹縮的需要，在同步碎石封層頂面設置稀漿封層。

稀漿封層分為2層鋪筑，分別是下層控制在0.3～0.5 cm和上層控制在0.6～0.8 cm。其中，下層稀漿封層鋪筑的主要目的在于填充同步碎石空隙，經過碾壓后和同步碎石層形成一體化結構。上層稀漿封層鋪筑的主要目的在于進一步的防水并有效改善與上層水泥混凝土面層之間的粘結力。

2施工工藝流程及施工要點

2.1工藝流程

瀝青基隔離層由1層同步碎石封層+2層稀漿封層組成，3層總的工藝流程見圖1。

2.2試驗段施工

在當前在機場飛行區施工中，瀝青基隔離層還沒有進行過大規模應用，與之相關的設計施工經驗和參數較為欠缺，因此在大面積正式施工前應展開專門的試驗段，以達到幾個目的：

（1）針對設計方案中制定的瀝青和碎石灑布量，通過試驗段的方式來進行驗證，并根據試驗段結果提出優化參數。

（2）確定灑布時的控制溫度、同步碎石封層車和稀漿封層車的施工行走速度、噴嘴高度與噴灑角度等施工參數。

（3）膠輪壓路機碾壓時的行駛速度和需要碾壓的遍數。

（4）各結構層的施工間歇時間。

（5）確定每一個作業面進行作業的合適長度。

（6）施工中接縫的處理方案。

（7）驗證各類設備和人員組合是否合理。

2.3瀝青碎石同步封層施工要點

2.3.1施工準備

（1）認真對基層表面進行清理，確保表面干、潔、無浮塵。對于部分基層上已經出現的干縮裂縫采取乳化瀝青灌縫處理，進一步減少反射裂縫、提高基層的防滲水性能。

（2）基層上表面局部若有破損（如坑槽、松散擁包、隆起等）須徹底挖除并修補完成;基層表面若有大塊油污，須使用工業清潔劑將油污清除掉[5]。

（3）用塑料布等材料做好道面兩側設施的覆蓋保護，防止被瀝青污染。

（4）嚴格車輛行駛線路管理，安排專人全線巡視，嚴禁無關車輛和人員進入施工區域。

2.3.2裝料、標定

2.3.2.1裝料

（1）石料裝入料斗時，應注意保持裝料高度，防止灑落，以料斗左右擋板的高度為宜。

（2）為防止過程中乳化瀝青產生飛濺，作業前應檢查抽油管，確保其接頭良好密封良好。

2.3.2.2標定

（1）加熱乳化瀝青，使其溫度始終保持在60～80℃。

（2）開啟閥門，保持管路循環，讓噴灑桿和瀝青罐內的乳化瀝青始終維持混合均勻。同時將乳化瀝青灑布量和行駛速度（一般為30～60 m/min）標定在瀝青結合料的穩定控制器上。

2.3.3瀝青灑布

（1）同步碎石封層車必須按既定速度保持勻速，從而按要求的灑布量均勻地灑布在基層上。

（2）已經完成瀝青灑布的作業面，在完成碎石灑布前必須禁止任何車輛和人通行。為保證橫向銜接整齊、準確，應當在同步碎石封層車起步位置和終止位置兩處鋪設寬度約為2 m的氈墊，待封層車駛過后再將氈墊及時取走;為保證縱向銜接效果，新舊灑布搭接部分應在10 cm左右。

（3）對于瀝青灑布量的正確與否，應在每次灑布完后檢驗其灑布長度、灑布寬度和瀝青用量，做到隨時檢驗隨時調整（圖2）。

2.3.4碎石灑布

（1）碎石灑布采用同步碎石封層車，灑布時要確保均勻灑布，同時配合人工補足局部灑布量補足的地方，完成灑布作業。

（2）封層車在新的封層面上作業時應盡量避免轉彎，并控制車速，以免對新的封層造成損壞。

2.3.5缺陷處理

（1）噴灑乳化瀝青過程中發現乳化瀝青積聚時應進行刮除。

（2）發現空白缺陷時，應馬上安排熟練工人進行補灑修復。

（3）乳化瀝青噴灑或集料撒布過程中若發現條帶狀缺陷，應當立即關閉灑布車的噴油嘴和料門，前者檢查其工作壓力是否符合設計和規范規定要求，后者檢查是否有大粒徑、超大粒徑的石料堵塞了料門，排查出原因后應迅速處置。

（4）當發現集料有浮動缺陷時，對于已經粘著在灑布面上的集料不得進行搓動，同時將浮動集料掃出工作面。

2.3.6接縫處理

（1）橫縫。宜用對接法處理橫縫，即每段接茬時，在該段灑布起點和終點均用油氈紙或鐵板進行橫鋪，橫鋪的長度宜為1～1.5 m。

（2）縱縫。乳化瀝青灑布時，灑布車應始終保持直線行駛。在灑布施工時，封層每一幅應與上一幅相鄰一側保持石料對齊，兩幅接縫的瀝青重疊部分不得超過10 cm，確保縱縫良好對接。

2.3.7碾壓

（1）碾壓作業優先采用膠輪壓路機，碾壓需及時，避免乳化瀝青凝結;但又不能過早，以免封層尚未完全破乳，導致膠輪上粘附瀝青并帶走碎石。

（2）膠輪壓路機應控制碾壓作業速度為6～10 km/h，根據作業面和碾壓速度決定壓路機臺數，碾壓2～4遍。

（3）膠輪壓路機須在10～20 min內完成碾壓作業，并不得隨意掉頭或者剎車。

（4）完成碾壓后應檢查瀝青對碎石的裹附率，以不小于70%為宜。

2.3.8清掃

瀝青碎石同步封層完成施工約30 min后，進行清掃和收集浮石作業，清掃完畢即可開始稀漿封層的攤鋪。清掃采用全自動道面清掃車。

瀝青碎石同步封層施工工序完成后應緊接稀漿封層施工，防止封層受到污染和損壞。

2.4稀漿封層施工要點

2層稀漿封層施工工藝相同，在第1層稀漿封層養護成型后即可進行第2層稀漿封層施工。

下層稀漿封層與上層稀漿封層，上層稀漿封層與道面結構層的施工工序應盡可能緊湊銜接，防止污染和損壞封層。

2.4.1下承層準備

（1）應認真清理下承層，確保其表面干、潔、無浮塵。

（2）用塑料布等材料做好道面兩側設施的覆蓋保護，防止被瀝青污染。

（3）嚴格車輛行駛線路管理，安排專人全線巡視，嚴禁無關車輛和人員進入施工區域。

（4）完成瀝青與石屑灑布量的標定、調試等施工機械準備工作。

（5）攤鋪前對下承層預灑水處理，有利于稀漿與同步碎石封層的粘結，保證稀漿混合料具有一定的穩定性，更易成型。

（6）全面檢查并清除同步碎石封層表面松動的集料。

2.4.2混合料拌合

稀漿封層車的不同料箱應固定裝入對應的原材料，混合料應按集料、緩破劑水溶液或水、乳化瀝青的順序投入，不得隨意改變投入順序和比例。邊拌合邊注水，待集料拌合濕潤后方可加入乳化瀝青，確保混合料的拌合質量。

2.4.3攤鋪

（1）稀漿封層攤鋪作業用采用專用的稀漿封層機或封層攤鋪車。

（2）攤鋪車裝好混合料后，行駛到施工段的起點處并對準走向控制線，同時調整好攤鋪面的寬度、攤鋪箱的厚度和拱度。

（3）根據配合比調整好攤鋪車各料門的開度，正式攤鋪前操作手應再次確認。攤鋪時應隨時檢查封層厚度和平整度，發現問題立即調整。

（4）根據現場礦料的實際含水量，各種原材料按生產配合比、按順序輸出[6]。

（5）在前一段封層材料末端采用1-3 m 的油氈進行覆蓋，兩者邊緣應保持齊平。攤鋪車行駛離開后連油氈帶混合料清走。

（6）攤鋪車前進時速度一般為1.5-3.0 km/h，勻速前進。封層的鋪筑厚度應保持均勻，鋪筑完成后其表面應平整。

（7）攤鋪完成后，應立即對攤鋪起點、終點，攤鋪過程中的縱向接縫，攤鋪時產生的過厚、過薄或不平整的地方等重點部位進行找平，找平采用人工方式。對于出現的超大粒徑，尤其要盡快清除、填平其導致的縱向拉痕。

2.4.4缺陷修復

（1）當稀漿封層上攤鋪成型后出現發亮、發粘、油膜時，應進行灑砂并碾壓。

（2）以下缺陷應及時進行人工修補以防病害擴大：漏鋪、刮痕、腳印、嚴重劃痕等。

2.4.5接縫處理

（1）稀漿封層的縱向應搭接，接縫應平整。搭接寬度宜30-70 mm，接縫高出不超過6 mm。

（2）接縫處不得出現缺料或多余混合料積成堆。

2.4.6碾壓

（1）采用膠輪壓路機對稀漿封層進行碾壓作業。在破乳并形成一定的強度后，用手觸摸封層表面，手上沒有明顯水跡時可進行第一遍碾壓;因第一次碾壓擠壓出的表面水基本消失后碾壓第二遍，第二次碾壓擠壓出的表面水基本消失后碾壓第三遍。

（2）膠輪壓路機在碾壓時應控制6-10 km/h 的行駛速度，碾壓2-4遍。

（3）膠輪壓路機必須在10-20 min內完成碾壓，碾壓過程中不得隨意掉頭或剎車。

（4）膠輪壓路機在碾壓時要特別注意保持直線，壓完一遍后，退到上一段已成型的路段上，緩緩轉向移位，再重復直線行駛碾壓。

2.4.7養護

稀漿封層在破乳且干燥成型前嚴禁任何車輛行人進入或進行下一層稀漿封層施工。

3質量控制

3.1同步碎石封層質量控制措施

（1）同步碎石封層在正式施工前，應將基層頂面的泥土、雜物等徹底清除干凈，并對基層中的坑槽、凹陷等處進行修補。對于裂縫較寬的部位，宜先行清理，然后進行灌漿。可使用森林滅火器和油污清潔劑進行清理。

（2）同步碎石封層施工的最低溫度須不低于15℃，在大風大霧及雨雪天氣嚴禁進行封層施工。施工中突發下雨時，應盡快結束攤鋪，并將尚未成型的混合料鏟除。瀝青噴灑應均勻，并符合設計灑布量的要求。

（3）在施工過程中應注意監控施工場區的環境溫度，瀝青正式噴灑的溫度應通過試噴來確定。噴灑起步和噴灑終止的過程應采取必要措施，以防噴灑量多大造成浪費和污染;對于灑布面的縱向搭接和橫向搭接處，應保證不漏灑、不過量。

（4）瀝青噴灑局部過量時刮除、漏噴時找補，找補采用人工進行。

（5）瀝青及碎石的灑布量受同步碎石封層車車速的影響較大，因此在灑布過程中必須保持勻速。

（6）瀝青和碎石灑布量應嚴格執行設計要求，按如下方法確定：在封層車前進方向上鋪設油氈，待封層車通過后對油氈進行稱重，分析其灑布量與設計值之間的差異，必要時進行調整。

（7）膠輪壓路機碾壓時應注意不得壓碎集料。如發生局部粘輪情況應立即少量補撒。

（8）碾壓時安排專人跟車掃除封層穩固后的多余松散顆粒。

（9）碾壓過程中不得隨意掉頭或剎車。

（10）應提前處理基層的凹凸不平和坑洼現象，以防止大量瀝青集中出現軟層。

（11）瀝青與碎石的裹附率可作為判定其粘附性大小的依據：裹附率越大，越易在碾壓時出現粘輪;反之則粘附力越小。碎石與瀝青的裹附率受到灑布量、灑布的整體均勻性、碾壓的及時性和施工時周圍環境溫度的直接影響，在施工中應隨時監控裹附率并隨之調整施工作業參數。

3.2同步碎石封層施工質量控制標準

（1）原材料檢驗。原材料進場時應進行檢驗，施工過程中應隨時對同步碎石封層所采用的原材料進行試驗。

（2）施工機械檢查。施工過程中應按照規范要求對同步碎石封層車進行檢查，一旦出現問題應查明原因，并進行相應處理。

（3）施工質量控制標準。施工過程中應隨時按照規范和設計要求對封層的施工質量進行檢查。

3.3稀漿封層質量控制措施

（1）稀漿封層施工前，應將同步碎石封層頂面的泥土、雜物等徹底清除干凈，并對坑槽、凹陷等處進行修補。對于裂縫較寬的部位，宜先行清理，然后進行灌漿。可使用森林滅火器和油污清潔劑進行清理。

（2）稀漿封層施工的最低溫度須不低于10℃，在大風大霧及雨雪天氣嚴禁進行封層施工。施工中突發下雨時，應盡快結束攤鋪，并將尚未成型的混合料鏟除。

（3）應對施工集料進行過篩，以免大粒徑、超大粒徑石料影響混合料的拌合和攤鋪作業。篩后集料仍應進行質量檢查，尤其應該注意含水率的現場檢測[7]。

（4）在輸送乳化瀝青時應盡量避免對乳液的攪動，以免破壞乳液的穩定，因此對泵的選擇應格外注意。桶裝的乳化瀝青應該在使用前進行翻滾，若需要長時間儲存，則應定期進行翻滾，以確保乳化瀝青的穩定性和均勻性。

（5）應保證罐車有足夠的容量，并備有瀝青泵。使用前應清理罐車，對灌壁上存有的瀝青用柴油進行清洗。

（6）稀漿封層車稀漿封層施工的主要和關鍵設備，施工前應對其動力、泵送、輸送系統、管道管路和其他主要功能部件進行逐項檢查，確保全部正常。

（7）稀漿封層的橫向接縫宜采用對接縫形式，施工中應控制兩幅之間的縱縫搭接寬度，以不超過8 cm為宜。

（8）2層稀漿封層的施工工序應盡可能緊湊銜接，防止污染和損壞封層。經養護穩定的稀漿封層應不飛散且完全密水。

4工程實例

4.1工程概況

青島新機場飛行區3標段項目主要位于青島新機場新建東一跑道南端。包括東一跑道南端長約1200 m 的東跑道、2條平行滑行道、聯絡道等工程內容。其中瀝青基復合封層設計總厚度為20±3 mm，分3層實施：下承層（同步瀝青碎石封層）、過渡層（稀漿封層）和上表層（稀漿封層）（圖3）。

4.2工程實施

本工程復合瀝青基隔離層施工范圍包括跑道、快滑道、一平滑、除冰坪幾個區域，總計施工面積19.8萬 m2。在施工中嚴格按照工法程序施工，加強進行原材料控制，通過試驗檢測對下承層瀝青灑布量及過渡層和上表層材料配合比進行了驗證。施工中重點加強對撒布攤鋪厚度、碾壓施工、接縫處理、成品保護等方面的管控，確保了施工成品質量。

4.3實施效果

經施工檢測驗收，瀝青隔離層下承層表面外觀檢查平整，集料灑布均勻、嵌擠密實，橫縱接縫平順、整齊，過渡層和上表層表面外觀檢查平整，稀漿材料均勻一致，無拖痕、顯著離析，縱橫接縫平順、整齊。瀝青隔離層對水穩基層反射裂紋有明顯改善作用，基層抗疲勞能力明顯提高，抗滲性能良好。

5結束語

復合式瀝青基隔離層施工工藝，作為對原有傳統施工工藝的不斷提升、改進，為行業積累了寶貴的施工經驗，提高了企業的施工技術水平，促進了新工藝、新設備的應用和發展。

參考文獻

[1]余四新.設層間功能層的水泥混凝土路面基層應力分析與結構設計[D].西安：長安大學，2009.

[2]Hall K T，Dawood D， VanikarS，et al. Long - Life ConcretePave-ments in Europe and Canada[ J]. Concrete Pavements ，2007.

[3]董強柱.同步碎石封層施工技術研究[ D].西安：長安大學，2009.

[4]崔敏青.同步碎石封層施工技術及質量控制[J].交通世界，2021（23）：2.

[5]郭玉偉.sBs改性乳化瀝青用于同步碎石上封層的研究[D].河北：河北工業大學，2012.

[6]民用機場瀝青道面施工技術規范： MH/T5011-2019[s].北京：中國民航出版社，2019.

[7]路面稀漿封層罩面技術規程：CJ/T66-2011[s].北京：中國建筑工業出版社，2011.