機(jī)場跑道加鋪超薄瀝青層施工

王卓

摘 要：隨著我國航空業(yè)的迅猛發(fā)展，飛機(jī)對機(jī)場跑道的安全性和舒適性要求越來越高，特別是國內(nèi)使用多年的水泥混凝土道面機(jī)場，由于使用年限較久，一些機(jī)場出現(xiàn)道面損壞加速的現(xiàn)象，導(dǎo)致道面使用性能下降，無法保障安全運(yùn)行，迫切需要對道面進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)或功能恢復(fù)。而加鋪瀝青混凝土有鋪筑快捷、不停航施工、維修方便等特點(diǎn)。所以，在國內(nèi)對原跑道道面處理后加鋪瀝青混凝土的越來越多，基于此，本文主要對機(jī)場跑道加鋪超薄瀝青層施工進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)場跑道；加鋪超薄瀝青層；施工

1、前言

瀝青道面是指在礦質(zhì)材料中摻入路用瀝青材料，并鋪筑于天然土基和基層頂面的一層或多層人工結(jié)構(gòu)物，其作用為供飛機(jī)起飛、著陸、滑行等。瀝青結(jié)合料提高了鋪路用粒料抵抗飛機(jī)荷載和自然因素對路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用。瀝青道面應(yīng)用于機(jī)場道面建設(shè)，可以提高飛機(jī)起落架等部件的壽命，更能增加機(jī)組人員及乘客的舒適性，是一個城市繁榮發(fā)達(dá)的表現(xiàn)。

2、瀝青道面在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有民用機(jī)場道面類型主要以水泥混凝土道面為主，瀝青混凝土道面所占比例比較小。我國新建民用機(jī)場中，采用瀝青混凝土道面的機(jī)場有西寧曹家堡機(jī)場、甘肅敦煌機(jī)場、新疆且末機(jī)場、昆明長水機(jī)場等少數(shù)機(jī)場。曹家堡機(jī)場道面面層采用4cm中粒式瀝青混凝土+6cm粗粒式瀝青混凝土+8cm瀝青碎石的三層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，其基層厚度為74cm。敦煌機(jī)場采用厚10cm瀝青混凝土面層，基層厚度80cm。昆明長水機(jī)場面層總厚度為18cm，面層結(jié)構(gòu)從上到下依次為為5cm厚SMA-13瀝青混凝土+6.5cm厚AC-13+6.5cm厚AC-13，基層50cm厚。新疆且末機(jī)場跑道道面面層厚8cm，下設(shè)15cm厚水泥穩(wěn)定砂礫土基層及70cm厚天然級配砂礫石基層。

近年來，我國民航業(yè)飛速發(fā)展，機(jī)場航班流量大幅提高，同時大型飛機(jī)占比也逐漸增大，國內(nèi)早期修建的水泥混凝土道面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性或功能性損壞，不能滿足民航發(fā)展的需求。瀝青道面加鋪由于其施工、養(yǎng)護(hù)時間短的優(yōu)勢，成為解決此問題的有效方案。我國在瀝青道面加鋪方面也做了大量的工作，積累了許多經(jīng)驗。上海虹橋機(jī)場1963年建成，其跑道類型最初為水泥混凝土跑道。1991年對跑道加鋪了20cm厚瀝青混凝土，后又在1995年和2008年分別進(jìn)行了瀝青混凝土蓋被。北京首都機(jī)場1958年投入使用，跑道道面類型為水泥混凝土道面；70年代中期，對跑道進(jìn)行了水泥混凝土蓋被；1996年又對跑道進(jìn)行瀝青混凝土蓋被，而后又經(jīng)過數(shù)次修補(bǔ)。過去的十多年是我國民航機(jī)場建設(shè)高速發(fā)展的時期，根據(jù)水泥混凝土道面的設(shè)計使用年限預(yù)估，今后的十多年道面結(jié)構(gòu)加鋪將迎來高峰，而瀝青道面加鋪由于其施工養(yǎng)護(hù)期短的優(yōu)勢，將成為加鋪層結(jié)構(gòu)的首選材料。

3、機(jī)場瀝青混凝土道面應(yīng)用的要點(diǎn)分析

宏觀上，瀝青混凝土由具有粘彈性特征的瀝青膠結(jié)料和集料組成，因此具有一定的強(qiáng)度和柔韌性；微觀上，由于混合料內(nèi)部存在空隙，瀝青膠結(jié)料在外力作用下可以在不損壞結(jié)構(gòu)的情況下發(fā)生局部移動，因而具有較好的變形調(diào)節(jié)能力。宏觀和微觀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使瀝青面層具有特有的性能。

（1）舒適：瀝青混凝土道面的柔韌性使之與飛機(jī)輪胎直接的接觸相對柔和，加上其不平整度的波長較長，從而降低了飛機(jī)高速滑行過程中的顛簸，提高了乘客和機(jī)組人員的舒適性。

（2）抗滑：跑道道面的抗滑性能要求很高，尤其是抗滑性能的耐久性及其重要。瀝青混凝土由優(yōu)質(zhì)石料提供足夠的微觀構(gòu)造，通過優(yōu)良的級配組成設(shè)計提供足夠的宏觀構(gòu)造；同時，具有較強(qiáng)耐磨耗性能的粗集料可以帶來良好的道面抗滑耐久性。

（3）低噪：瀝青混凝土具有較大的空隙率和較好的材料阻尼特性，可以較少輪胎接觸噪聲，降低對環(huán)境的噪音影響。

目前，常用的道面設(shè)計方法主要有經(jīng)驗法和力學(xué)-經(jīng)驗法兩類。經(jīng)驗法以CBR法使用最廣，該法以土基的抗剪強(qiáng)度作為設(shè)計指標(biāo)，通過控制土基的抗剪強(qiáng)度控制土基變形及輪轍；根據(jù)足尺試驗結(jié)果及對現(xiàn)有道面使用情況的調(diào)查，建立起“CBR值-飛機(jī)輪載作用次數(shù)-道面結(jié)構(gòu)層厚度”三者的關(guān)系。通過不同機(jī)型起落架構(gòu)型關(guān)系曲線，按當(dāng)量飛機(jī)軸載作用次數(shù)和土基CBR值確定道面總厚度及結(jié)構(gòu)層厚度。目前我國實行的機(jī)場瀝青道面設(shè)計規(guī)范中以CBR值作為設(shè)計指標(biāo)，該指標(biāo)僅能表征土基的抗剪強(qiáng)度，并不能反應(yīng)瀝青混凝土道面結(jié)構(gòu)的其他開裂損壞以及道面各層發(fā)生的永久變形，也不能較好的表征土基的永久變形。

新型飛機(jī)起飛重量越來越大，機(jī)輪越來越多，起落架構(gòu)型越來越復(fù)雜，在復(fù)雜起落架構(gòu)型的多輪荷載長期作用下，我國目前采用的經(jīng)驗法已無法適應(yīng)重載飛機(jī)作用下的瀝青混凝土道面結(jié)構(gòu)設(shè)計。筆者從當(dāng)前我國機(jī)場瀝青道面設(shè)計角度，對我國機(jī)場瀝青道面設(shè)計提出幾點(diǎn)建議：

（1）我國機(jī)場瀝青道面設(shè)計規(guī)范采用CBR法，該法以CBR值作為設(shè)計指標(biāo)，該指標(biāo)不能表征道面結(jié)構(gòu)的的各種損壞，對控制輪轍方面也存在較多問題。應(yīng)構(gòu)建更完善的瀝青混凝土道面設(shè)計理論。

（2）不同型號、不同起落架構(gòu)型的飛機(jī)對道面的受力影響也不盡相同，設(shè)計中應(yīng)分別考慮不同飛機(jī)對道面的影響，主要考慮不同機(jī)型對道面的破壞及“Miner”法則下的疲勞損壞。

（3）目前規(guī)范中考慮單輪荷載對道面的影響，而大多數(shù)飛機(jī)的主起落架是由多輪組成，與單輪對道面的影響有一定差別，應(yīng)考慮多輪荷載對道面結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響。

（4）應(yīng)該根本不同區(qū)域道面可能產(chǎn)生的病害，選擇合適的道面鋪裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)行不同區(qū)域道面的差異化鋪裝。

4、結(jié)語

我國現(xiàn)行的瀝青道面設(shè)計規(guī)范已不能滿足新型大型飛機(jī)的需求，瀝青道面設(shè)計理論亟待完善。筆者建議可從以下幾個方面對我國瀝青道面設(shè)計方法進(jìn)行改進(jìn)：①構(gòu)建基于力學(xué)-經(jīng)驗法的瀝青混凝土道面設(shè)計方法。②完善設(shè)計指標(biāo)及相關(guān)設(shè)計參數(shù)。③借鑒我國在公路瀝青路面應(yīng)用中取得的成功經(jīng)驗，根據(jù)機(jī)場瀝青道面的情況進(jìn)行改進(jìn)。

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（作者單位：中國航空技術(shù)國際工程有限公司）