淺談高性能瀝青混凝土在機(jī)場(chǎng)道面的應(yīng)用

張帆

摘 要 近年來(lái)，隨著民航機(jī)場(chǎng)改建和擴(kuò)建工程項(xiàng)目的興起，瀝青混凝土道面在我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)跑道應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其適用于在原道面鋪筑瀝青混凝土面層，延長(zhǎng)機(jī)場(chǎng)道面使用壽命。本文通過(guò)瀝青混凝土道面在首都機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用分析，為國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)跑道采用瀝青混凝土道面提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)場(chǎng)瀝青混凝土道面的選用有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 機(jī)場(chǎng)道面;高性能瀝青混凝土;瀝青混凝土加鋪

引言

目前，我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)采用的維護(hù)方法都是在原有的機(jī)場(chǎng)道面上直接加鋪瀝青混凝土，但是普通機(jī)場(chǎng)瀝青混凝土道面存在“先天不足”，例如出現(xiàn)輪轍，沉陷等病害。本文結(jié)合首都機(jī)場(chǎng)中跑道中段大修工程，采用適用于機(jī)場(chǎng)道面的高性能瀝青混凝土，使其具有優(yōu)異的高溫抗車(chē)轍能力以及良好的低溫抗裂性能，同時(shí)保證其在低溫時(shí)具有良好的施工和易性，保持良好的路用性能以及更長(zhǎng)的使用壽命，具有良好的實(shí)踐意義。

1瀝青混凝土道面的性能特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.1 瀝青混凝土道面的性能特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)性能。瀝青混凝土道面是層狀體系結(jié)構(gòu)，由土基、底基層、基層和瀝青面層等結(jié)構(gòu)層次組成。在瀝青道面結(jié)構(gòu)中，面層與基層之間的模量比較小，因而可以避免在面層底面產(chǎn)生過(guò)大的水平拉應(yīng)力，從而防止或減緩結(jié)構(gòu)層的開(kāi)裂，提高道面結(jié)構(gòu)的使用壽命。

（2）功能性能。瀝青混凝土由具有黏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;同時(shí)由于混合料內(nèi)部存在孔隙，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(dòng)，因而具有較好的變形調(diào)節(jié)能力。

（3）與土基協(xié)同工作性。瀝青道面可以在相當(dāng)程度上屈服土基的變形，使道面的不平整性更加平順。

（4）與飛機(jī)運(yùn)行協(xié)同性。瀝青道面平整度高，平順性好，飛機(jī)運(yùn)行相對(duì)舒適，即使由于土基變形而產(chǎn)生不平整情況時(shí)，也往往具有長(zhǎng)波特征，相對(duì)于其他道面的短波不平整對(duì)飛機(jī)所造成的顛簸要小，附加重力加速度低，有利于飛機(jī)的使用壽命。

（5）運(yùn)行期易維護(hù)性。瀝青混凝土道面的維護(hù)優(yōu)勢(shì)非常突出，具體包括：①可采用預(yù)養(yǎng)護(hù)充分延長(zhǎng)其使用壽命，并且養(yǎng)護(hù)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)所需時(shí)間短，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。②實(shí)施速度快，一般不會(huì)影響航班的運(yùn)行，適合機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)不停航施工作業(yè)。

2首都機(jī)場(chǎng)中跑道瀝青混凝土道面應(yīng)用分析

2.1 首都機(jī)場(chǎng)中跑道概況

首都機(jī)場(chǎng)中跑道長(zhǎng)寬為3800×60米，滿足F類(lèi)飛機(jī)的使用要求，設(shè)計(jì)使用年限為20年，自然區(qū)劃Ⅱ區(qū)，所在地最熱月的日最高氣溫為32℃，冬季極端日最低氣溫為﹣16℃，月平均溫度可取16℃。

2.2 瀝青混凝土原材料的選定

機(jī)場(chǎng)道面高性能瀝青混凝土主要由瀝青以及不同規(guī)格的集料、填料和外加劑等構(gòu)成。瀝青混凝土中瀝青和礦質(zhì)集料的質(zhì)量以及性能是影響瀝青混凝土質(zhì)量和性能的主要因素。

（1）改性瀝青。瀝青混合料中的結(jié)合料選用改性瀝青，結(jié)合首都機(jī)場(chǎng)所在地區(qū)的氣溫及氣候資料，瀝青混凝土選取的瀝青為經(jīng)過(guò)改性之后的90#機(jī)場(chǎng)道面石油瀝青。

（2）粗集料。首都機(jī)場(chǎng)中跑道大修選取玄武巖集料作為機(jī)場(chǎng)道面上面層粗集料用料、選取石灰?guī)r集料作為機(jī)場(chǎng)道面中面層和下面層的粗集料用料來(lái)進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)。

（3）細(xì)集料。細(xì)集料采用細(xì)料破碎機(jī)生產(chǎn)的石灰?guī)r機(jī)制砂。

（4）外加劑。外加劑包括聚丙烯腈纖維、抗車(chē)轍劑、高模量劑以及溫拌劑等。

3外加劑的主要類(lèi)型和作用機(jī)理

（1）抗車(chē)轍劑。抗車(chē)轍劑能夠有效緩解瀝青路面在外部荷載作用下產(chǎn)生車(chē)轍病害的問(wèn)題，增強(qiáng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性以及抗剪切性能。

1）抗車(chē)轍劑的特性：抗車(chē)轍劑是由許多種聚合物復(fù)合而成，它通過(guò)集料表面的增黏、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復(fù)等多種作用共同發(fā)揮功效，進(jìn)而很大程度的增強(qiáng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)還能保持瀝青混合料的水穩(wěn)定性以及低溫抗裂性等。

2）抗車(chē)轍劑的作用機(jī)理：①集料增黏作用，將抗車(chē)轍劑與集料干拌，使一部分添加劑熔融于集料表面，增強(qiáng)集料的黏結(jié)性。②纖維加筋作用，抗車(chē)轍劑中聚合物形成的微結(jié)晶區(qū)擁有很強(qiáng)的勁度，因此在集料骨架內(nèi)相互交錯(cuò)而具有加筋的功效。③細(xì)集料骨架作用，車(chē)轍劑在施工中臨時(shí)軟化，提高了瀝青混合料結(jié)構(gòu)的骨架作用，而且還削弱了成型路面的滲透性。④變形恢復(fù)作用，在較高的溫度條件下車(chē)轍劑的彈性成分能使路面的變形產(chǎn)生部分彈性恢復(fù)，從而降低瀝青混凝土路面的永久變形。

（2）高模量劑。通過(guò)增強(qiáng)瀝青混凝土模量的方式，可以降低瀝青結(jié)合料在車(chē)輛荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生的應(yīng)變以及無(wú)法恢復(fù)的殘余變形，改善瀝青混凝土路面的高溫穩(wěn)定性，延長(zhǎng)車(chē)轍的產(chǎn)生時(shí)間，增長(zhǎng)路面的維修周期以及正常使用的壽命。

1）高模量劑與集料和瀝青的作用。高模量劑在集料的攪拌溫度比較高時(shí)，形成熔融狀態(tài)的高聚物吸附在集料的表面，和瀝青相互融合，增強(qiáng)瀝青膠結(jié)料的部分特性，從而提高瀝青混合料的模量。同時(shí)高模量劑能夠在瀝青中產(chǎn)生膠溶現(xiàn)象，膠溶以后瀝青的黏度會(huì)得到提升。

2）高模量劑與瀝青混合料的作用。高模量劑中沒(méi)有溶解于瀝青的較大顆粒會(huì)在碾壓過(guò)程中嵌擠在瀝青混合料空隙中，以此增大瀝青混合料的內(nèi)摩擦角，繼而增大了瀝青混合料模量。

（3）溫拌劑的作用機(jī)理。在混合料拌和之前，充分?jǐn)嚢璞ＷC溫拌劑均勻分散于瀝青中。在拌和過(guò)程中，在機(jī)械拌和力的作用下，溫拌劑俘獲混合料及空氣中極為微量的水分，從而瀝青內(nèi)部形成大量結(jié)構(gòu)性潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，而該潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在拌和過(guò)程中將避免瀝青膠結(jié)料的團(tuán)聚效應(yīng)，能夠顯著增加瀝青混合料在較低溫度時(shí)的拌和工作性。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)添加抗車(chē)轍劑和高模量劑對(duì)瀝青混凝土溫度穩(wěn)定性的影響，以及溫拌劑對(duì)瀝青混凝土路用性能的改善，在首都機(jī)場(chǎng)中跑道大修工程中，高性能瀝青混凝土得到廣泛的應(yīng)用，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

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