淺析機(jī)場瀝青道面快速檢測技術(shù)

余國祝

摘要：為針對機(jī)場瀝青道面快速檢測技術(shù)進(jìn)行研究，本文首先分析傳統(tǒng)路面檢測方式弊端，并論述機(jī)場道面快速檢測技術(shù)應(yīng)用必要性，然后將目前機(jī)場道面易產(chǎn)生的病害進(jìn)行匯總分類，并逐一介紹對應(yīng)的各類快速檢測技術(shù)，分析各機(jī)場道面快速檢測技術(shù)優(yōu)劣，這對我國機(jī)場道面建養(yǎng)與檢測發(fā)展有重要借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)場瀝青道面；快速檢測技術(shù)；病害；建養(yǎng)

0引言

機(jī)場作為城市及空中運輸組成部分是綜合運輸體系的重要措施之一，通過我國幾十年的發(fā)展建設(shè)，民用航空業(yè)已頗具規(guī)模，首都機(jī)場年旅客吞吐總量達(dá)到7000萬人次以上，系亞洲第一，世界第二，據(jù)我國機(jī)場規(guī)劃，至2020年民用機(jī)場總數(shù)將達(dá)到244之多，隨著我國航空業(yè)日益發(fā)展，巨大旅客流量在帶動各行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之時，對機(jī)場道面產(chǎn)生的壓力也隨著增大，由此可以預(yù)見，機(jī)場建養(yǎng)、改造與養(yǎng)護(hù)維修工作量也隨之急速增長。

我國機(jī)場道面結(jié)構(gòu)主要分為剛性道面與柔性道面兩種，剛性道面常由水泥混凝土材料建造，柔性路面常由瀝青混凝土材料建造，據(jù)統(tǒng)計，建國以來我國現(xiàn)有機(jī)場修建中水泥混凝土道面占90%以上，但由于我國民航企業(yè)發(fā)展迅速，水泥混凝土道面弊端漸漸凸顯，早年修建設(shè)計水泥混凝土道面已與時代需求脫節(jié)，并且其建設(shè)養(yǎng)護(hù)時間過長，產(chǎn)生的多數(shù)病害會極大影響民航機(jī)運營，而瀝青道面由于近年來高速發(fā)展，其維修養(yǎng)護(hù)便捷、行駛平穩(wěn)舒適、施工周期短等優(yōu)點愈發(fā)明顯，目前國內(nèi)各大型機(jī)場掀起一股飛行區(qū)改擴(kuò)建、修復(fù)道面熱潮，因此針對機(jī)場瀝青道面進(jìn)行檢測研究是我國民航企業(yè)發(fā)展需重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1傳統(tǒng)路面檢測方式弊端

傳統(tǒng)的機(jī)場道面檢測方式與公路瀝青路面檢測方式大致相同，本文針對路面平整度、抗滑性能與路面狀況評價指標(biāo)等檢測方式進(jìn)行匯總，詳見表1。

傳統(tǒng)針對瀝青道面檢測方法原理簡單，并且能真實反應(yīng)瀝青道面實際情況，但其弊端主要在于：（1）我國大型機(jī)場航空交通量增漲速度高于設(shè)計考慮速度，導(dǎo)致道面病害的數(shù)量和出現(xiàn)頻率增加明顯，但隨航班量增長，機(jī)場運行時間延長，用于道面維護(hù)時間也相應(yīng)減少，而機(jī)場道面?zhèn)鹘y(tǒng)檢測普遍耗時較長；（2）傳統(tǒng)方法普遍屬于有損檢測，對原有道面結(jié)構(gòu)會造成一定程度上的損傷。

2新型瀝青道面快速檢測技術(shù)

2.1探地雷達(dá)

探地雷達(dá)原理是利用不同介質(zhì)電性差異，通過發(fā)射器發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)電磁波在介質(zhì)傳播過程中遇到存在電性差異的界面時會發(fā)生反射作用，繼而接收器接收反饋電磁波，通過中央處理器分析反射電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時間的變化特征以推斷檢測品的各性能指標(biāo)。采用探地雷達(dá)優(yōu)勢在于：其探測速率高、檢測無損傷等優(yōu)點。

探地雷達(dá)在機(jī)場道面性能檢測中的應(yīng)用主要有以下三個方面：

（一）道面結(jié)構(gòu)層厚度。道面厚度是衡量道面結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，按前文所述可知，以往檢測道面厚度常采用鉆芯法，操作繁瑣，并且對道面有損傷，而采用探地雷達(dá)可以較快較準(zhǔn)確的進(jìn)行厚度檢測工作；

（二）道面探傷。采用探地雷達(dá)進(jìn)行道面檢測時，當(dāng)機(jī)場道面內(nèi)部有裂縫時，同樣會引起電磁波產(chǎn)生反射，并可以精準(zhǔn)判斷裂縫位置與尺寸大小，探地雷達(dá)精度越高其能檢測出裂縫尺寸越精確；

（三）脫空判定。道面下部基礎(chǔ)出現(xiàn)支撐減弱的情況，嚴(yán)重的會使基礎(chǔ)與道面間完全分離。脫空形成的原因大致分為三類：a.唧泥式脫空，由于道面與下部層結(jié)構(gòu)中存在水分，在飛機(jī)荷載作用下將下部基層松動材料帶動與道面表面，產(chǎn)生唧泥，長期以往產(chǎn)生脫空；b.溫度翹曲脫空，由于瀝青道面是基于原水泥道面加鋪建造而成，兩種材料在溫度作用下膨脹大小不一樣，在溫度長期變化下，容易導(dǎo)致瀝青道面與原道面產(chǎn)生分離；c.基礎(chǔ)性脫空，由于基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻變形或沉降，導(dǎo)致面層與基礎(chǔ)之間出現(xiàn)脫空。使用探地雷達(dá)可以檢測出現(xiàn)明顯脫空的道面位置，但精度不高。

2.2落錘式彎沉儀

FWD能模擬汽車動荷載對瀝青路面施加瞬間沖擊作用，反饋路面瞬時變形情況，其測試原理為：FWD通過電腦控制其液壓系統(tǒng)提升一下落重錘對路面施加一個脈沖荷載，產(chǎn)生的脈沖荷載是對車輪荷載的模擬，荷載大小通過調(diào)節(jié)重錘的提升高度可以在極大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)施加首個脈沖荷載后立刻由荷載傳感器測量記錄并通過直徑為300mm的承載板傳遞到路面，使路面產(chǎn)生變形，這些變形由FWD中多個傳感器進(jìn)行測定，并由電腦進(jìn)行采集并換算為彎沉值，同時提供動態(tài)彎沉盆圖以供人們分析評價路面結(jié)構(gòu)性能。

落錘式彎沉儀在機(jī)場道面性能檢測中的應(yīng)用主要有以下兩個方面：

（1）脫空判定。一般來說，當(dāng)基層為半剛性基層，且基層整體性好時，脫空一般發(fā)生在基層與土基之間；采用落錘式彎沉儀進(jìn)行脫空判定時應(yīng)根據(jù)表2所示標(biāo)準(zhǔn)評價。

（2）道面結(jié)構(gòu)參數(shù)

采用FWD對機(jī)場道面進(jìn)行彎沉檢測后，可對其彎沉數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，基于規(guī)范《民用機(jī)場水泥混凝土道面設(shè)計規(guī)范》（MH5004-2009）計算基層頂面反應(yīng)模量與基礎(chǔ)強(qiáng)度值。

2.3無核密度儀

無核密度儀工作原理是利用儀器本身感應(yīng)盤產(chǎn)生環(huán)形電波，測量混合料介電常數(shù)，混合料中由于存在空隙將影響電波傳遞速度與方向，使混合料介電常數(shù)發(fā)生變化。

無核密度儀在機(jī)場道面性能檢測中的應(yīng)用主要有以下兩個方面：

（一）道面壓實度。壓實度作為保證瀝青混凝土道面面層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命的重要指標(biāo)，直接影響瀝青混凝土道面的整體強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及長期使用的耐久性。采用無核密度儀進(jìn)行道面壓實度檢測時，通過接收器將信號轉(zhuǎn)換為密度指標(biāo)讀數(shù)從而測定密度檢測值大小，在PQI設(shè)置菜單中輸入所測路面材料室內(nèi)馬歇爾密度即可直接獲得相應(yīng)壓實度讀數(shù)；

（二）道面離析。離析是指某一區(qū)域內(nèi)混合料集料與瀝青含量不均勻，使鋪筑瀝青路面這一區(qū)域級配與設(shè)計級配不符，路面將失去其路用設(shè)計強(qiáng)度。采用無核密度儀進(jìn)行道面離析評價時是將壓實度數(shù)據(jù)與室內(nèi)測試最大相對理論密度換算空隙率值。

2.4激光路面測試儀

采用激光路面測試儀進(jìn)行道面表觀性能檢測時，能通過激光掃描道面，通過對應(yīng)于輪跡位置的激光傳感器測得距離路面的高度，隨著車輛的行駛可以得到路面縱向斷面，通過中央處理器進(jìn)行圖像處理，能檢測道面平整度指數(shù)IRI、車轍深度RuT、路面構(gòu)造深度SMTD、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI等參數(shù)。

3結(jié)語

本文為針對機(jī)場瀝青道面快速檢測技術(shù)進(jìn)行研究，首先分析傳統(tǒng)路面檢測方式弊端，并論述機(jī)場道面快速檢測技術(shù)應(yīng)用必要性，逐一介紹對應(yīng)的各類快速檢測技術(shù)，各道面快速檢測技術(shù)原理與應(yīng)用，對我國機(jī)場道面建養(yǎng)與檢測發(fā)展有重要借鑒意義。endprint