極寒地區(qū)機場瀝青道面快速維護技術(shù)及工程應(yīng)用

西部機場集團青海機場有限公司，青海 西寧 810007

隨著我國民用航空業(yè)的飛速發(fā)展，機場設(shè)施的維修業(yè)務(wù)也不斷擴大，維護整治問題已經(jīng)不能滿足目前發(fā)展的需要，因此如何有效提高工作效率，降低風險，提升安全性及經(jīng)濟效益成為亟須解決的重要問題。處于凍融極寒地區(qū)的機場，其飛行區(qū)設(shè)施在交通荷載與氣候條件的共同作用下產(chǎn)生了更嚴重的病害[1]。許多學者對道面維護技術(shù)展開了研究。徐利[2]提出要及時對道路進行維護，避免路面遭受更大的損壞。尹凱[3]表示對狀態(tài)較好的路面也不能放松維護，要及時加強對路面的防護工作。瀝青混凝土面層施工后若不注意養(yǎng)護工作，經(jīng)過長期使用面層會出現(xiàn)開裂、松脫等問題，并可能發(fā)生嚴重事故。道面投入運行一段時間后會出現(xiàn)各類病害問題，需要對其進行維護。應(yīng)用快速維護技術(shù)能夠?qū)Σ『M行快速治理，延長瀝青混凝土路面的使用壽命。文章在分析極寒地區(qū)瀝青道面典型病害與成因機理的基礎(chǔ)上，深度分析了極寒地區(qū)機場瀝青道面快速維護技術(shù)，以西寧曹家堡機場為例，探究極寒凍融地區(qū)瀝青道面快速維護工程應(yīng)用。

1 極寒地區(qū)瀝青道面典型病害與成因機理

1.1 極寒地區(qū)誘發(fā)道面病害的不利因素

由于西北地區(qū)凍融極寒惡劣的施工運營環(huán)境，機場瀝青道面易發(fā)生輪轍、裂縫、松散、集料磨光、隆起沉陷等嚴重病害，其成因機理受外部因素影響呈現(xiàn)出特殊性，主要因素如下。

（1）交通荷載條件。隨著機場吞吐量的快速上升，對道面結(jié)構(gòu)的性能提出了更高要求。交通荷載數(shù)據(jù)表明飛機荷載對道面結(jié)構(gòu)作用次數(shù)頻繁，導(dǎo)致了道面結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。

（2）不利氣候條件。極寒地區(qū)機場道面結(jié)構(gòu)面臨著大溫差作用，同時機場年平均冰凍日數(shù)長，最大冰凍深度較深。

1.2 極寒地區(qū)瀝青道面病害成因

極寒地區(qū)機場瀝青道面結(jié)構(gòu)破壞和使用性能下降的原因如下。

（1）輪轍。①飛機荷載對道面結(jié)構(gòu)作用次數(shù)頻繁，加速了道面結(jié)構(gòu)損傷。②極寒地區(qū)冬季極寒低溫、夏季氣溫較高，年溫差和日溫差均較大。此外，高海拔機場的紫外線輻射強，加劇了瀝青混合料的老化。③聯(lián)絡(luò)道等待線位置要承受長期靜載，較跑道、快滑道等區(qū)域受到的不利影響更大。

（2）縱、橫向裂縫。①橫向裂縫。受漫長冬季極寒低溫影響，道面橫向裂縫多由低溫收縮引起。②縱向裂縫。交通量快速增長導(dǎo)致累計作用次數(shù)超預(yù)期設(shè)計水平，由于缺乏預(yù)防性養(yǎng)護措施，道面病害發(fā)展嚴重，結(jié)構(gòu)性能衰減快，導(dǎo)致道面出現(xiàn)縱向裂縫。

（3）局部嚴重松散與剝落。①降雨積聚在瀝青層內(nèi)的水分與飛機荷載、溫度等共同作用，造成混合料黏聚力下降，發(fā)生松散與剝落。②極寒地區(qū)機場年均降雪豐富，化學除雪作業(yè)中常用除雪劑對瀝青道面有損傷，會降低瀝青與集料的黏附性，導(dǎo)致松散脫?，F(xiàn)象。③混合料粗料偏少，細料偏多，整體級配偏細，瀝青用量略顯不足時容易導(dǎo)致集料表面油膜厚度偏小，影響混合料礦物之間的黏聚力，對跑道面層的抗松散能力也有較大的影響。

（4）集料磨光與變色。局部區(qū)域粗集料壓碎值偏高，部分集料風化程度較高。

（5）隆起。鹽漬土受到水的影響會產(chǎn)生鹽脹和凍脹。尤其是跑道道肩和快滑道等區(qū)域。鹽漬土受水和溫度影響，出現(xiàn)鹽脹、凍脹現(xiàn)象，長期發(fā)展下去，上層道面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生隆起、裂縫等病害。

2 極寒地區(qū)機場瀝青道面快速維護技術(shù)

瀝青道面快速維護主要是針對突發(fā)病害采取應(yīng)急性搶修?？紤]到極寒地區(qū)機場道面病害維修處治面臨時間緊、任務(wù)重的難題，應(yīng)按照一定的優(yōu)先級開展處治維修，保障道面運行受到的干擾最小。

2.1 瀝青道面病害處治優(yōu)先級

對于極寒地區(qū)機場的瀝青混凝土跑道，若輪跡帶出現(xiàn)松散掉?，F(xiàn)象，應(yīng)采取應(yīng)急性搶修，優(yōu)先級最高。此外，輪跡帶位置出現(xiàn)較嚴重的輪轍病害、不規(guī)則裂縫、縱橫向裂縫等結(jié)構(gòu)性病害，應(yīng)優(yōu)先處治。極寒地區(qū)機場瀝青道面病害處治優(yōu)先級如表1所示。

表1 瀝青道面病害處治優(yōu)先級

2.2 快速維護搶修工藝

機場瀝青道面的搶修，宜采用高強度快干水泥快速修復(fù)、冷補料搶修等方法，既能夠保證高強度和高質(zhì)量，又能適應(yīng)快速搶修的客觀條件。

（1）全厚度修復(fù)。將水泥道面損壞區(qū)域的混凝土全厚度清除后，澆筑高質(zhì)量的修復(fù)材料，恢復(fù)道面的結(jié)構(gòu)和功能完整。

（2）部分厚度修復(fù)。將水泥道面損壞區(qū)域的混凝土部分厚度清除后，填補適宜的維修材料，恢復(fù)道面的結(jié)構(gòu)和功能完整性。最小修補厚度為5cm，最大修補厚度不得大于原厚度的一半，如果修補區(qū)域原道面設(shè)置了傳力桿、拉桿裝置，修補厚度以不損傷傳力裝置為原則。

（3）淺層、薄層修復(fù)。針對表層各類功能性損壞進行修補，深度介于1～5cm的為淺層修復(fù)，深度小于1cm的為薄層修復(fù)。

3 極寒凍融地區(qū)瀝青道面快速維護工程應(yīng)用

西寧曹家堡機場是青藏高原區(qū)域樞紐機場，海拔高、氣溫低、溫差大。對于西寧機場瀝青道面出現(xiàn)的車轍、松散、開裂病害，宜采用快干水泥混凝土進行快速搶修。

3.1 修補材料要求

水泥修復(fù)材料選用“修復(fù)王”牌速干水泥，其具有明顯的快凝快硬特點，1h即可滿足機場開放交通的要求。粗集料宜選用質(zhì)地堅硬的級配碎石，石子粒徑宜控制在5～31.5mm，石子的含泥量應(yīng)小于0.5%。細集料宜選用中粗河砂，砂子含泥量應(yīng)小于1%，不應(yīng)使用海砂或特細河砂。水宜選用自來水或飲用水。

3.2 修復(fù)結(jié)構(gòu)類型

修復(fù)平面尺寸為2.3m×2.3m，厚度為40cm，即銑刨14cm原瀝青面層，再銑刨26cm三灰水穩(wěn)碎石基層，分層澆筑40cm快干水泥混凝土道面。在厚度1/3～1/2處設(shè)置縱橫向單層鋼筋網(wǎng)片。補塊與原瀝青道面間放置聚氨酯泡沫板，表面做6～8mm灌封處理。

3.3 快速維護施工方案

（1）施工流程。流程包括道面切割、道面破碎、基底處理、補強鋼筋網(wǎng)設(shè)置、接縫處理、坑槽清潔、快干水泥澆筑養(yǎng)護、灌封處理等。

（2）施工工藝。①道面切割：為避免道面破碎對周圍未損壞區(qū)域造成影響，在劃定修復(fù)區(qū)域后，利用切割機對擬修復(fù)道面進行切割。②道面破碎：利用挖掘機-破碎錘對已切割道面進行破除，破除原瀝青面層與部分基層。破除順序為從中心向四周，破除四周混凝土時，應(yīng)先清理中心部位破除的混凝土塊，從而為邊緣混凝土破除提供臨空面。③基底處理：整平、拉毛原基層，保證基層與水泥補塊形成整體。④補強鋼筋設(shè)置：將提前綁扎好的鋼筋網(wǎng)片搬運至基槽定位，鋼筋支架應(yīng)均勻設(shè)置，保證受力穩(wěn)定、不傾斜。⑤接縫處理：在補強道面與原道面間設(shè)置泡沫壓縮板。⑥快干水泥混凝土分層澆筑成型：材料正式拌和前，應(yīng)進行取樣試拌，以確定材料初凝及終凝時間，必要時按規(guī)定劑量摻入緩凝劑，保證留有合理的施工操作時間。⑦收面、拉毛：收面應(yīng)緊跟在振搗之后進行，宜先用木質(zhì)或塑料搓板將混凝土粗平，在用鋼制抹刀精平。⑧板塊接縫切割：混凝土澆筑完畢后自然養(yǎng)護1h左右可進行接縫切割，以便進行灌封處理。⑨清縫、灌封：利用清縫機或吹風機對板塊四周接縫進行清理，使縫內(nèi)保持干燥、潔凈。再用1.2cm泡沫條進行填塞、壓實，最后采用道面專用密封膠進行灌縫，保證原道面與補塊間的黏結(jié)密實。⑩現(xiàn)場清理、檢查、適航、退場：混凝土澆筑施工完畢，即可進行場地清理。待切縫、刻槽工序完畢后，機具裝車，清掃現(xiàn)場，對施工區(qū)域及周邊一定范圍進行逐一排查。

3.4 維護性能分析

道面修復(fù)后養(yǎng)生2～3h即可開放交通，實際運營一冬一夏后觀測道面，若無開裂、沉陷車轍產(chǎn)生，表明道面性能較好，維護效果顯著，適用于極寒地區(qū)瀝青道面搶修維護。

4 結(jié)束語

綜上所述，文章對極寒地區(qū)機場瀝青道面病害進行剖析，總結(jié)其病害類型、機理及成因。根據(jù)凍融極寒地區(qū)道面維修與搶修工程特點，確定了道面病害處治優(yōu)先級，并提出瀝青道面維護搶修工藝及質(zhì)量控制要點。針對機坪瀝青道面較嚴重的車轍病害采取快干水泥全厚度修復(fù)現(xiàn)場試驗，驗證了道面維護搶修方案可行性。機場管理部門需及時開展飛行區(qū)設(shè)施日常性養(yǎng)護，維持飛行區(qū)設(shè)施處于良好的運行狀態(tài)。當?shù)烂姘l(fā)生非結(jié)構(gòu)性損壞、出現(xiàn)較快衰減或日常維修成本發(fā)生明顯增長時，可開展預(yù)防性養(yǎng)護，延長道面使用壽命，以節(jié)約后期養(yǎng)護費用。