流亭機(jī)場(chǎng)跑道道面瀝青混合料性能評(píng)價(jià)分析

馮磊

(青島國(guó)際機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司場(chǎng)道勤務(wù)部，山東 青島 266108)

0 引言

青島流亭國(guó)際機(jī)場(chǎng)是山東省規(guī)模最大、設(shè)施齊全，生產(chǎn)運(yùn)輸最繁忙的民用機(jī)場(chǎng)，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)地位。近年來，青島流亭國(guó)際機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸生產(chǎn)飛速發(fā)展，在旅客吞吐量與貨郵吞吐量方面實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng)。隨著航空交通量的不斷增長(zhǎng)，飛機(jī)起降架次和寬體飛機(jī)數(shù)量增多，對(duì)機(jī)場(chǎng)道面使用性能提出了較高的要求。然而，跑道道面加鋪瀝青混凝土以來，部分區(qū)域損壞比較嚴(yán)重，其使用性能復(fù)雜多變，為準(zhǔn)確掌握道面瀝青混合料加鋪層性能狀況，切實(shí)把握道面性能衰減趨勢(shì)，制定科學(xué)的管理和維護(hù)對(duì)策，提高道面服務(wù)水平，有必要對(duì)面層瀝青混合料路用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 評(píng)價(jià)技術(shù)方案

為反映使用道面瀝青混合料性能，按照《民用機(jī)場(chǎng)道面評(píng)價(jià)管理技術(shù)規(guī)范》（MH/T5024-2009）中評(píng)價(jià)技術(shù)方法，對(duì)跑道道面瀝青混合料的物理參數(shù)、瀝青含量與油石比、礦料級(jí)配以及水穩(wěn)定性能和抗松散性能等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。通過現(xiàn)場(chǎng)抽芯和室內(nèi)試驗(yàn)的方法實(shí)施。技術(shù)流程如圖1所示。

機(jī)場(chǎng)跑道瀝青道面結(jié)構(gòu)為兩種，南端500 m上面層為SMA-16改性瀝青，中、下面層為AC-20型改性瀝青，設(shè)計(jì)厚度分別6 cm+6 cm+6 cm；北端2 900 m上面層為SMA-16改性瀝青，下面層為AC-20型改性瀝青，設(shè)計(jì)厚度6 cm+7 cm。該項(xiàng)測(cè)試，在瀝青道面上鉆取芯樣共計(jì)50個(gè)，其中跑道區(qū)域20個(gè)。為防止鉆芯對(duì)道面的破壞影響飛機(jī)的正常運(yùn)營(yíng)，取芯選擇在飛機(jī)輪跡線以外、距離各區(qū)域邊線約7.5 m的位置。抽芯深度為瀝青面層全厚度，具體鉆芯位置如圖2所示。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 芯樣表觀狀況

跑道道面面層芯樣各結(jié)構(gòu)層高度及層間接合條件描述如表1所列。

由表1可知，瀝青面層結(jié)構(gòu)較完整，僅19號(hào)芯樣存在面層缺失現(xiàn)象，其余芯樣厚度基本與設(shè)計(jì)情況相符。瀝青面層之間層間結(jié)合狀況較好，發(fā)生上面層與中面層之間的斷芯現(xiàn)象，說明反射裂縫發(fā)展并不明顯。

2.2 芯樣體積參數(shù)

對(duì)20組芯樣進(jìn)行了毛體積相對(duì)密度測(cè)試，分層統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所列。

從芯樣體積參數(shù)檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，上、中、下面層毛體積相對(duì)密度的變異性較小，碾壓質(zhì)量控制比較均勻。

2.3 料級(jí)配檢驗(yàn)及瀝青含量測(cè)定

測(cè)定跑道芯樣瀝青混合料級(jí)配及瀝青含量。表3、表4和表5分別為上面層、中面層和下面層抽提級(jí)配情況。

由表3～表5可知，上面層混合料中篩孔尺寸2.36 mm及以下集料通過率偏低，低于級(jí)配下限，混合料中細(xì)集料含量偏低，礦粉用量偏低。瀝青用量為6.23%，滿足規(guī)范的大于5.5%的要求；中面層混合料級(jí)配篩孔尺寸13.2 mm及以上部分粗集料通過率超出級(jí)配上限，篩孔尺寸2.36 mm及以下部分細(xì)集料通過率低于級(jí)配下限，細(xì)集料含量偏低，混合料級(jí)配總體偏細(xì)，礦粉用量偏少。瀝青用量為4.35%，滿足4%～6%的規(guī)范要求；下面層混合料級(jí)配篩孔尺寸13.2 mm及以上部分粗集料通過率偏大，大于規(guī)范要求的上限，篩孔尺寸小于0.075 mm部分礦粉含量偏低，小于規(guī)范要求的下限，混合料級(jí)配總體偏細(xì)，礦粉用量偏低?；旌狭蠟r青用量為4.84%，滿足規(guī)范4%～6%的要求。

圖1 道面瀝青混合料性能評(píng)價(jià)流程圖

圖2 瀝青混凝土道面芯樣分布示意圖

表1 芯樣表觀狀況表

表2 芯樣體積參數(shù)分層統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

2.4 水穩(wěn)定性檢驗(yàn)

為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)面層瀝青混合料的水穩(wěn)定性，采用了浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)SMA和AC芯樣的抗水損害能力進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。表6和表7分別為芯樣馬歇爾和浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果。

表3 上面層抽提級(jí)配一覽表

表4 中面層抽提級(jí)配一覽表

表5 下面層抽提級(jí)配一覽表

表6 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果一覽表

表7 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果一覽表

試驗(yàn)結(jié)果表明，芯樣流值偏大，均大于規(guī)范要求的上限，說明混合料抗變形能力較差；上面層（SMA-16）芯樣浸水殘留穩(wěn)定度分別為73.58%，小于規(guī)范中的要求。表8為瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果。

表8 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果一覽表

由表8可知上面層和中面層各試件凍融劈裂強(qiáng)度比TSR值均小于規(guī)定值80%。而下面層TSR值為88.6%，滿足規(guī)范要求。

2.5 抗松散能力評(píng)價(jià)

為評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗松散能力，采用肯塔堡分散試驗(yàn)來測(cè)試瀝青面層混合料在外力作用下的質(zhì)量損失率。結(jié)果如表9所列。

表9 飛散實(shí)驗(yàn)結(jié)果一覽表

3 維護(hù)建議

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，瀝青加鋪道面芯樣表觀狀況較好，面層結(jié)構(gòu)較完整，厚度與設(shè)計(jì)值基本一致，層間結(jié)合狀況較好，瀝青含量滿足設(shè)計(jì)要求。但是芯樣由于0.15 mm以下的細(xì)集料偏少，材料的抗水損壞與抗松散性能不佳?？紤]到上面層瀝青混合料毛體積密度偏小，材料中礦粉含量偏低可能造成的空隙率偏大，道面表面滲水隱患大等問題，以及混合料的抗水損害能力偏差的實(shí)際情況。建議盡早考慮對(duì)瀝青加鋪道面進(jìn)行全面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)措施建議采用霧封層手段，可延緩瀝青加鋪材料性能進(jìn)一步衰減。

霧封層采用的是溶劑型材料，基本可完全滲入道面。要求霧封層材料達(dá)到《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)場(chǎng)地維護(hù)技術(shù)指南》技術(shù)要求。表干時(shí)間的要求能滿足不停航施工，涂布率通過場(chǎng)試驗(yàn)確定，通常為0.3～0.6 L/m2。實(shí)施霧封層后應(yīng)對(duì)道面摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)及構(gòu)造深度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試頻率每公里不小于5個(gè)測(cè)試點(diǎn)。其中摩擦系數(shù)是確保施工后道面抗滑性能能夠滿足通航要求，滲水系數(shù)是評(píng)價(jià)霧封層的封水效果，這也是實(shí)施霧封層的主要目的之一，構(gòu)造深度也是側(cè)面反映道面抗滑性能的一個(gè)指標(biāo)。在施工結(jié)束后進(jìn)行跟蹤持續(xù)觀測(cè)，盡量做到原位測(cè)試，以便于數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青道面混合料路用性能測(cè)試與評(píng)價(jià)是道面使用性能評(píng)價(jià)分析的重要內(nèi)容，通過分析材料的實(shí)際性能狀況，可以從機(jī)理上分析和解釋道面病害形成的原因，并有針對(duì)性的提出養(yǎng)護(hù)對(duì)策。文中通過現(xiàn)場(chǎng)抽芯取樣、室內(nèi)試驗(yàn)的技術(shù)方法評(píng)價(jià)分析了流亭機(jī)場(chǎng)跑道道面瀝青材料的性能，針對(duì)道面后期可能出現(xiàn)的病害提出了養(yǎng)護(hù)建議，對(duì)提高道面維修養(yǎng)護(hù)的科學(xué)化、定量化決策具有積極作用，對(duì)其他民用機(jī)場(chǎng)亦具有一定的借鑒價(jià)值。

[1]MH/T5024-2009，民用機(jī)場(chǎng)道面評(píng)價(jià)管理技術(shù)規(guī)范[S].

[2]AC-140-CA-2010-3，民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)場(chǎng)地維護(hù)技術(shù)指南[S].

[3]JTG E60-2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[S].

[4]JTJ052-2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].