霧封層材料在機場道面應用效果分析

毛德文

(四川省場道工程有限公司，四川 成都 610084)

1 工程概況

某機場從建成之后經(jīng)過多次改擴建建設，現(xiàn)有跑道全長2 400 m，可供中型及以下機型起降。2009年，將跑道向北端延長200 m，采用與原有道面相同的水泥混凝土道面結(jié)構(gòu)，并對延長段新道面與舊道面統(tǒng)一實施瀝青面層加鋪，瀝青道面區(qū)域總面積達到14萬m2。受氣候、環(huán)境因素和飛機荷載頻繁作用的共同影響，以及瀝青道面自身特性所致，機場瀝青道面現(xiàn)已出現(xiàn)多處泛白脫油、表層混合料不同程度松散、掉粒、集料磨光、裂紋、不規(guī)則裂縫等，道面還出現(xiàn)多處由于滲水產(chǎn)生的水漬現(xiàn)象，且部分瀝青道面滲水現(xiàn)象嚴重，滲水點呈逐漸增多的趨勢。因此，為防止目前的病害進一步的惡化，保證跑道的正常運行，提出采用霧封層養(yǎng)護技術(shù)對目前道面表面的病害進行處理[1]。

相對于微表處、稀漿封層等養(yǎng)護措施，霧封層預防性養(yǎng)護技術(shù)具有施工工藝簡單、封閉交通時間短等優(yōu)點，更能適應機場不停航運行的施工條件[2]。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，霧封層預防性養(yǎng)護技術(shù)有助于改善道面的防水性能，同時恢復和改善面層老化瀝青與集料的粘結(jié)性能，在一定程度上延緩或減少FOD發(fā)生的隱患[3]。

2 5種霧封層材料施工前后的道面性能對比

2.1 5種霧封層材料的基本情況

為了選取適用于機場氣候條件和道面結(jié)構(gòu)特征的霧封層材料，先期在機場選取試驗段進行不同種類霧封層材料的施工，并檢測不同材料施工前后相關(guān)性能指標的變化情況以評價相應材料的使用效果，為封層材料類型選擇提供依據(jù)。5種霧封層材料的作用機理和材料特點見表1。

表1 五種霧封層材料的基本特性

為提高工程施工質(zhì)量，增加不同霧封層材料應用效果的可比性，含砂霧封層施工采用南通科恒建設工程有限公司研發(fā)的專用噴灑設備，該設備采用低壓系統(tǒng)和高壓噴射裝備，每小時可完成1.2萬～1.5萬m2面積的兩層噴灑作業(yè)，同時采用智能化設備實現(xiàn)了材料精確拌和，便于現(xiàn)場施工操作人員的操作，顯著提高工作效率[5]。

2.2 五種霧封層材料的使用性能測試

1#材料霧封層施工完成后對原有測點的擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行測試。測試結(jié)果表明，1#霧封層材料噴灑后道面的擺值均值為44BPN，較施工前下降10.2%，大部分測點的擺值較施工之前均有所下降，其中最大降幅達到了35.2%。1#霧封層材料噴灑后道面構(gòu)造深度的平均值0.92 mm，較施工前下降11.5%，施工后道面構(gòu)造深度明顯小于施工前，部分測點的下降幅度較大，其中最大降幅達到29%，說明1#材料噴灑的均勻性較差。1#霧封層材料噴灑后道面的滲水系數(shù)平均值為54 mL/min，較施工前下降15.6%，滲水較嚴重測點的滲水系數(shù)最大下降53.5%。對比滲水較明顯的測點施工前后的滲水系數(shù)測試數(shù)據(jù)可知，當滲水系數(shù)在100～200 mL/min時，1#霧封層材料對封水起到一定的效果，但當滲水系數(shù)大于300 mL/min時，該種材料基本上起不到封水效果。

2#材料霧封層施工完成后對原有測點的擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行測試。2#霧封層材料噴灑后道面的擺值均值為50BPN，較施工前增加2%，其中最大降幅達到6%。2#霧封層材料噴灑后道面的構(gòu)造深度平均值為0.93 mm，較施工前下降9.7%，其中最大降幅達到25%。2#霧封層材料噴灑后道面滲水系數(shù)平均值為86 mL/min，較施工前下降9.5%，滲水較嚴重測點滲水系數(shù)最大下降 9.6%，該種材料的封水效果并不明顯。

3#材料霧封層施工完成后對原有測點的擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行測試。3#霧封層材料噴灑后道面擺值均值為47BPN，較施工之前下降 4.1%，其中最大降幅達到6.7%。對比施工前后擺值均值測試數(shù)據(jù)可知，施工后所有測點擺值均有所下降，并且施工前后所有測點擺值的變化趨勢一致，反應出該種材料噴灑較為均勻。3#霧封層材料噴灑后道面構(gòu)造深度的平均值為1.03 mm，較施工前下降5.5%，其中最大降幅達到11.4%。對比施工前后道面構(gòu)造深度測試數(shù)據(jù)可知，該種材料噴灑后構(gòu)造深度下降幅度較低，且與施工前構(gòu)造深度走勢一致，這也反映出該種噴灑的均勻度相對較好。3#霧封層材料噴灑后道面滲水系數(shù)平均值為146 mL/min，較施工前下降54.3%，滲水較為嚴重的測點滲水系數(shù)最大下降82.3%。將滲水較為嚴重的幾個測點的滲水系數(shù)測試數(shù)據(jù)繪制成圖可知，當滲水系數(shù)大于850 mL/min時，該種材料的封水效果較好。

4#材料霧封層施工完成后對原有測點的擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行測試。4#霧封層材料噴灑后道面擺值均值為41BPN，較施工前下降2.4%，其中最大降幅達到11%。4#霧封層材料噴灑后道面構(gòu)造深度平均值為0.99 mm，較施工前下降11%，其最大降幅達到24.8%。4#霧封層材料噴灑后道面滲水系數(shù)平均值為26 mL/min，較施工前下將16%，滲水嚴重測點的滲水系數(shù)最大下降28.2%。將滲水嚴重的幾個測點的滲水系數(shù)繪制成圖可知，該種材料的封水效果并不明顯。

5#材料霧封層施工完成后對原有測點的擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行測試。5#霧封層材料噴灑后道面擺值的均值為39BPN，較施工前下降4.9%，各測點擺值最大降幅達8.9%。將施工前后擺值均值繪制成圖可知，施工后所有測點擺值均有所下降，且施工前后所有測點擺值的變化趨勢一致，反應出該種材料噴灑較為均勻。5#霧封層材料噴灑后道面構(gòu)造深度的平均值為0.94 mm，較之施工前下降4.1%，最大下降幅度為11.3%。5#霧封層材料噴灑后道面滲水系數(shù)平均值為64 mL/min，較施工前下降41.8%，滲水嚴重測點滲水系數(shù)最大下降56.7%。將滲水嚴重的幾個測點的滲水系數(shù)繪制成圖可知，當滲水系數(shù)大于250 mL/min時，該種材料的封水效果較好。

3 霧封層材料比選結(jié)果

將各霧封層材料施工后道面擺值、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)的變化情況及表干時間匯總于表2。

表2 施工前后各項指標變化情況及表干時間

由表2可知，3#材料和5#材料施工后道面構(gòu)造深度下降幅度較小，而1#材料、2#材料、4#材料施工后道面構(gòu)造深度下降幅度相對較大。2#材料在施工后仍能保持原道面抗滑性能，3#材料、5#材料及4#材料施工后道面抗滑性能下降幅度不大，1#材料施工后道面抗滑性能下降幅度相對較大。5種封層材料均能起到封水的作用，3#材料和5#材料的封水效果較好，1#材料、2#材料及4#材料的封水效果不太明顯，2#材料和4#材料達到表干所需時間較長。

結(jié)合該工程機場跑道道面的現(xiàn)狀，為重點解決道面多處泛白脫油、滲水現(xiàn)象多發(fā)等病害，綜合試驗段各項測試數(shù)據(jù)，建議選用3#材料、5#材料或其他與上述兩種材料作用機理、養(yǎng)護功能類似的霧封層材料對機場道面進行養(yǎng)護施工作業(yè)。

4 結(jié) 論

1)結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范和國內(nèi)外相關(guān)工程經(jīng)驗，選取道面摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)作為機場跑道道面霧封層施工質(zhì)量的評價依據(jù)。

2)多種霧封層材料的路用性能測試表明，3#材料和5#材料的防水性能和抗滑能力較為突出，有助于解決道面存在的病害問題。

3)霧封層預防性養(yǎng)護技術(shù)能很好地適應機場不停航運行的施工條件，而且起到改善道面的防水性能和集料的粘結(jié)性能，有助于延緩和減少集料顆粒損傷航空器情況的發(fā)生。

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