机场沥青混凝土道面病害及处治实例分析

（北京金航诚规划设计有限公司，北京 100191）

0 引言

沥青混凝土道面是一种柔性道面，具有平整度好、抗滑性强、航空器运行舒适、施工工期短、道面养护方便等优点，而被众多大型机场所采用。随着我国民航事业的飞速发展，机场道面负荷不断增大，在荷载应力和环境的常年累月反复作用下，国内许多机场沥青混凝土道面结构都出现了破损，从而导致各种病害产生。常见病害主要有裂缝、车辙、泛油、坑槽等类型。

1 实例概况

某机场为国内干线机场及首都国际机场的备降场，飞行区指标等级为4E，有1条3600米×75米的跑道，1条平行滑行道，跑道与平行滑行道之间有8条联络滑行道，分别为4条快速出口滑行道（A3、A4、A5、A6）、4条垂直联络道（A1、A2、A7、A8）。随着航空业务量的持续增长，A3/A5/A7联络道沥青道面出现了大面积的不规则裂缝、较为严重的纵横向裂缝以及沥青混合料老化等病害，在一定程度上影响了机场的运行安全和运行效率，增加了道面维护工作和飞行区运行管理压力。为避免道面出现更严重的结构性损坏，保障机场运行安全，提升机场运行效率，亟需对A3/A5/A7联络道病害进行处治，以保障这些区域的正常使用。

2 病害及其成因分析

为全面分析A3/A5/A7联络道道面病害原因，以便为治理改造方案提供可靠的依据，机场对道面钻芯取样，并进行了马歇尔稳定度、冻融劈裂、肯塔堡飞散等室内试验，得到了沥青混合料的各项性能指标。

A3联络道沥青混合料试验结果如表3.1所示。

表3.1 A3联络道沥青混合料试验结果

从表3.1可以看出，A3联络道区域上、下面层沥青混合料的冻融劈裂残留强度比均小于85%，表明混合料的水稳定性及抗水损害的能力较差；上面层沥青混合料的飞散质量损失高于49%，表明上面层沥青与集料之间的黏附力下降明显，沥青混合料抗剥落性能较差，容易在飞机尾流吹蚀下产生FOD；下面层沥青混合料马歇尔稳定度与上面层相比偏低，表明沥青混合料抗竖向变形能力较弱。

A5联络道沥青混合料试验结果如表3.2所示。

表3.2 A5联络道沥青混合料试验结果

从表3.2可以看出，A5联络道区域上、下面层沥青混合料的冻融劈裂残留强度比均小于85%，表明混合料的水稳定性及抗水损害的能力较差；上面层沥青混合料的飞散质量损失大于10%、马歇尔稳定度小于5.0kN，表明上面层沥青混合料的抗剥落性能、高温稳定性能较差；下面层马歇尔稳定度小于9.0kN，表明下面层沥青混合料的高温稳定性能偏弱。

A7联络道沥青混合料试验结果如表3.3所示。

表3.3 A7联络道沥青混合料试验结果

从表3.3可以看出，A7联络道区域上、下面层沥青混合料的冻融劈裂残留强度比均小于85%，表明混合料的水稳定性及抗水损害的能力较差；下面层马歇尔稳定度与上面层相比较低，表明下面层沥青混合料高温稳定性能较差、沥青混合料抗竖向变形能力较弱。

A3/A5/A7联络道现沥青道面结构从上至下依次为：6cm厚SMA-16改性沥青上面层+9cm厚AC-20改性沥青下面层+1cm厚AC-5沥青砂+30cm厚压混凝土基层+50cm厚砾石垫层。由于现沥青道面于2008年投入使用，处于原设计使用年限（15年）后期，从道面钻芯取样检测结果可以看出，沥青道面的水稳定性能、抗剥落性能、高温稳定性能都出现了严重衰减。道面裂缝一部分是由于表层沥青胶结料老化后，温度抗开裂性能不足导致；另一部分属于反射裂缝，主要是由于碾压混凝土裂缝产生的温度应力大于沥青面层底应力吸收措施（1cm厚AC-5沥青砂）的消散应力。道面表面水通过裂缝进入面层结构内部，积存形成结构内滞水，从而加剧沥青道面的水损坏，随着道面病害的发展，裂缝周边道面集料容易剥落产生外来物（FOD）和新的次生裂缝。

3 处治技术方案

3.1 总体方案

通过对A3/A5/A7道面检测结果分析，A3/A5/A7区域道面的处治重点在于修复道面裂缝，改善和提升道面结构性能。目前对于沥青混凝土道面病害处治一般采取全厚度铣刨重铺、表层铣刨重铺和薄层加铺三种方案。全厚度铣刨重铺相当于新建沥青道面，能从根本上解决所有道面问题，但其施工成本较高，且工序复杂，施工周期长，对机场正常运行影响较大；表层铣刨重铺是将现有联络道沥青上面层铣刨，再利用同种材料进行重铺，仅对道面表层病害和老化混合料进行处治，对道面结构性能提升有限；薄层加铺是在原道面上再加铺一定厚度的沥青道面，增加了道面结构的整体厚度，使得道面主要受力层上移，原有下面层的功能一定程度上转换为基层，从而消除下面层混合料性能衰减对新铺道面的不利影响，加铺结构和施工工序简单，施工质量容易得到保证。

考虑到机场为单跑道运行，A3、A5作为快速脱离道、A7作为跑道13端的主要进入通道之一使用较为频繁，不具备关闭施工的条件，为降低不停航施工难度和安全风险，综合考虑施工成本、施工周期、质量控制和对机场运行的影响后，对A3/A5/A7联络道道面采用薄层加铺处治方案，加铺结构为6cm厚SMA-13改性沥青混合料。因A3、A5联络道面层沥青混合料老化严重，需对上面层铣刨重铺后再进行薄层加铺，以利于改善道面整体性能。

3.2 技术措施

A3/A5/A7联络道加铺主要有4道工序：①原沥青道面裂缝及破损处理+清扫→②喷洒粘层油→③铺筑6厘米厚SMA-13改性沥青混合料→④加铺道面与周围道面、道肩接坡处理。

3.2.1 裂缝及破损处理

在道面进行加铺前，需对旧道面裂缝进行处治，一般处治方法为：

（1）不规则裂缝处治

对于存在不规则裂缝的道面，因其面层结构承载能力基本丧失，进行全厚度补块修补。

（2）纵横向裂缝处治

纵横向裂缝平均宽度小于25mm，进行贴缝处治；纵横向裂缝平均宽度大于25mm，或者平均缝宽小于25mm但裂缝周边次生裂缝明显、剥落严重、影响范围超过50mm，沿着裂缝进行全长范围的补块修补。

3.2.2 道面加铺

A7联络道道面裂缝处治完成后，加铺道面结构为6cm厚SMA-13改性沥青混合料。A3/A5联络道道面铣刨6cm后SMA-16改性沥青上面层后，加铺道面结构从上至下为：5厘米厚SMA-13改性沥青混合料上面层+7厘米厚SMA-13改性沥青混合料下面层。

3.2.3 接坡处理

道面加铺区周边多与现有道面相接，加铺区道面抬高6cm后，按《民用机场沥青道面设计规范》（MH/T5010-2017）要求与周边道面进行地势接坡，接坡过渡段纵坡坡度应小于1.0%。

3.2.4 道面加铺材料要求

沥青道面加铺主要材料包括沥青、粗细集料、外加剂等，对沥青道面而言，基质沥青、集料、外加剂的合理选择和良好的材料质量，是保证道面使用性能的前提。在材料选择时，根据机场的气温资料，本工程中除道肩区域外，用于道面区域的沥青材料均采用改性沥青。改性剂选用星型SBS改性剂，改性方式采用现场改性。用于加铺SMA-13的粗集料采用玄武岩或性能满足设计要求中性或碱性石料，其余集料采用石灰岩。为增强加铺沥青道面抵抗永久变形（车辙）的能力，在沥青混合料中适当添加抗车辙剂以提高道面抵抗永久变形的能力。材料设计均需经过配合比设计验证，且为保障工程质量，应提前进行沥青混合料配合比设计研究。

4 结语

由于机场所处的环境条件、道面的结构类型以及铺筑材料不尽相同，使得机场沥青混凝土道面出现的病害也不尽相同。因此，当机场沥青混凝土道面出现病害时，应及时找出病害产生机理，分析沥青混合料的整体性能，以便合理制定处治方案。