瀝青跑道霧封層可行性研究

李 博

華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)北京民航設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 101312

機(jī)場跑道道面承擔(dān)航空器起飛、著陸和滑行，是機(jī)場飛行區(qū)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)跑道道面進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)措施，旨在提升跑道的抗?jié)B性能的同時(shí)防止瀝青道面集料因松散而造成的FOD現(xiàn)象。因此，對(duì)機(jī)場飛行區(qū)瀝青道面采取霧封層養(yǎng)護(hù)，對(duì)于保證機(jī)場飛行區(qū)運(yùn)行安全，具有十分重要的積極意義。

1、跑道道面概況

北方某機(jī)場現(xiàn)有跑道長3200m、寬45m，可滿足E類及以下飛機(jī)的滿載起降要求；機(jī)場作為現(xiàn)代綜合交通樞紐，旅客吞吐量、運(yùn)輸起降架次、貨郵吞吐量增長迅速。根據(jù)道面使用性能狀況及發(fā)展情況，為保障機(jī)場安全、平穩(wěn)運(yùn)行，該機(jī)場進(jìn)行了跑道及相鄰滑行道道面整修工程，對(duì)跑道及部分相鄰附屬聯(lián)絡(luò)道瀝青道面上面層以及部分區(qū)域的中、下面層瀝青混凝土進(jìn)行了置換；然而，由于該機(jī)場地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候帶，其高緯度、溫差大的氣候特點(diǎn)不斷加速瀝青老化，與此同時(shí)，該機(jī)場近年來快速增長的航空業(yè)務(wù)量使得飛機(jī)荷載作用愈加頻繁，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青道面集料松散、剝落不斷加劇。根據(jù)跑道道面檢測報(bào)告及機(jī)場管理部門日常巡查情況表明，跑道道面表面現(xiàn)已出現(xiàn)粗集料松散、剝落損壞，道面FOD隱患開始凸顯，機(jī)場安全壓力難以有效釋放

2、工程技術(shù)方案及可行性分析

瀝青道面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要包括裂縫填封、霧封層、石屑封層、冷薄層罩面（稀漿封層、微表封層和覆蓋封層）和熱薄層罩面（開級(jí)配、密級(jí)配和間斷級(jí)配）等施工技術(shù)，由于受不停航施工以及防范FOD非常嚴(yán)格等條件的限制，除裂縫填封、霧封層外其他養(yǎng)護(hù)手段不能適應(yīng)機(jī)場的需要。霧封層以其施工工藝簡單，開放交通迅速，同時(shí)又能不損壞道面原有標(biāo)線的特點(diǎn)成為機(jī)場跑道瀝青道面最適合的大面積養(yǎng)護(hù)方式。

霧封層是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施不僅對(duì)道面滲水性能有著一定的恢復(fù)，還可以在一定程度改變道面松散剝落，降低FOD風(fēng)險(xiǎn)。

霧封層養(yǎng)護(hù)一般采用滲透性較高、粘結(jié)力較強(qiáng)的瀝青，且應(yīng)具有一定的耐磨性、較好的防水性，目前多采用溶劑稀釋型的特殊瀝青。這種瀝青作為一種防護(hù)封層劑，通常采用特殊瀝青、高效助粘劑和防水油等材料制成。溶劑稀釋型的特殊瀝青具有良好的滲透性，可有效封堵道面上的微小裂縫。特殊瀝青通過添加一定的高效助粘劑，形成堅(jiān)硬且韌性高的保護(hù)膜，從而具有較好的高溫性能以及低溫性能。使用一段時(shí)間的瀝青道面由于芳香烴等活性物質(zhì)變性從而造成脆化老化，霧封層養(yǎng)護(hù)特殊瀝青的活性成分可延緩該現(xiàn)象，霧封層溶劑稀釋型瀝青材料的技術(shù)要求如表1所示。

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瀝青霧封層養(yǎng)護(hù)材料性能、外界環(huán)境因素、瀝青道面結(jié)構(gòu)特性具有一定的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。霧封層施工前將通過施工試驗(yàn)段對(duì)多種不同的材料相關(guān)路用性能指標(biāo)的變化情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而提供霧封層材料選擇的依據(jù)。

在進(jìn)行霧封層養(yǎng)護(hù)后為判斷養(yǎng)護(hù)封層施工的工程效果，可通過試驗(yàn)段的一系列的室內(nèi)外試驗(yàn)測試，確保材料的有關(guān)性能滿足要求。本工程分為兩階段施工。第一階段施工時(shí)，先對(duì)標(biāo)線區(qū)域利用模板或其它手段進(jìn)行遮蓋，然后進(jìn)行大面積涂布施工。第二階段主要針對(duì)道面標(biāo)志標(biāo)線區(qū)域進(jìn)行，即待大面積涂布施工完成后，利用航后時(shí)間集中對(duì)標(biāo)線區(qū)域采用高壓水除線、吹干、清掃、霧封層涂布及標(biāo)線施劃的工藝流程進(jìn)行施工。兩階段的工藝流程分別如圖1至圖2所示。

圖1 第一階段工藝流程圖

圖2 第二階段工藝流程圖

開放交通前，需要對(duì)道面因施工引起的污染物、建筑垃圾等清除干凈，以免產(chǎn)生FOD現(xiàn)象，影響機(jī)場開放運(yùn)行。

3、工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測

霧封層養(yǎng)護(hù)工程施工時(shí)應(yīng)對(duì)按照規(guī)定的頻率對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，具體檢測項(xiàng)目、檢驗(yàn)頻次和方法如表2所示。

表2 封層養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量檢驗(yàn)方法

跑道的抗滑性能對(duì)于飛機(jī)起降安全有著重要的影響，需要對(duì)跑道的抗滑性能進(jìn)行監(jiān)測。尤其是整個(gè)施工的過程及竣工后抗滑性能的觀測，以確保跑道的抗滑性能符合規(guī)范要求。FAA（國際民航組織）規(guī)定跑道在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下使用專用跑道摩擦系數(shù)測試車測試所得出的摩擦系數(shù)平均值不得低于管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所要求維護(hù)規(guī)劃值。而對(duì)于霧封層的封水效果的判斷，需要進(jìn)行瀝青道面滲水系數(shù)檢測。參考《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2017）瀝青路面面層滲水系數(shù)技術(shù)要求，考慮到目前機(jī)場跑道瀝青道面滲水系數(shù)普遍較低的實(shí)際情況，封層涂布施工后滲水系數(shù)限值為50ml/min（SMA-13混合料）。

配合比、涂布率是評(píng)價(jià)及控制霧封層施工的重要指標(biāo)。每單位體積混合料可以涂覆的面積稱為涂布率，單位為千克/平方米，可以根據(jù)道面具體的情況可做適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整幅度應(yīng)不超過10%。配合比則是不同種成份的重量或體積比。涂布率及配合比需要通過試驗(yàn)段的相關(guān)用量確定，以確保材料的相關(guān)性能可以通過各項(xiàng)質(zhì)量檢測，確保摩擦系數(shù)值能符合規(guī)范要求。

霧封層材料噴灑后在短時(shí)間內(nèi)，道面摩擦系數(shù)會(huì)有微小幅度降低，但噴灑材料在道面表面積留量少，只要養(yǎng)護(hù)時(shí)間滿足施工技術(shù)要求，封層乳液破乳成型后，道面摩擦系數(shù)即會(huì)提升，因此基本不影響道面的抗滑性能。

4、施工條件

瀝青道面霧封層施工和養(yǎng)護(hù)對(duì)氣候條件較為苛刻。在進(jìn)行施工時(shí)空氣濕度應(yīng)在70%以下、風(fēng)力強(qiáng)度應(yīng)在6級(jí)風(fēng)以下、施工前后24小時(shí)內(nèi)氣溫應(yīng)高于10℃、并確保施工后24小時(shí)內(nèi)無雨水天氣。根據(jù)施工要求，應(yīng)選擇溫度較高、濕度相對(duì)較低的季節(jié)施工，以確保工程質(zhì)量?？紤]到北方某機(jī)場場區(qū)氣候具有“四季分明，冬季漫長寒冷、夏季短暫炎熱以及春、秋季氣溫升降變化快”的特點(diǎn)，同時(shí)，結(jié)合相關(guān)的氣象資料，應(yīng)在溫度適宜、降水量少的月份之間進(jìn)行霧封層施工。

5、結(jié)束語

本項(xiàng)目實(shí)施后將產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和國民經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)可行。機(jī)場運(yùn)行相關(guān)部門認(rèn)真探討不停航施工方案，保證施工期間的運(yùn)行安全。霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)材料的選擇與材料的使用性能、外界環(huán)境因素、瀝青道面結(jié)構(gòu)特性具有一定關(guān)聯(lián)，建議全面施工前及早進(jìn)行材料專項(xiàng)研究及封層試驗(yàn)段的研究工作。