浅谈高性能沥青混凝土在机场道面的应用

张帆

摘 要 近年来，随着民航机场改建和扩建工程项目的兴起，沥青混凝土道面在我国民用机场跑道应用越来越广泛，尤其适用于在原道面铺筑沥青混凝土面层，延长机场道面使用寿命。本文通过沥青混凝土道面在首都机场机场的实际应用分析，为国内机场跑道采用沥青混凝土道面提供相关经验，对机场沥青混凝土道面的选用有指导意义。

关键词 机场道面;高性能沥青混凝土;沥青混凝土加铺

引言

目前，我国民用机场采用的维护方法都是在原有的机场道面上直接加铺沥青混凝土，但是普通机场沥青混凝土道面存在“先天不足”，例如出现轮辙，沉陷等病害。本文结合首都机场中跑道中段大修工程，采用适用于机场道面的高性能沥青混凝土，使其具有优异的高温抗车辙能力以及良好的低温抗裂性能，同时保证其在低温时具有良好的施工和易性，保持良好的路用性能以及更长的使用寿命，具有良好的实践意义。

1沥青混凝土道面的性能特点及优势

1.1 沥青混凝土道面的性能特点

（1）结构性能。沥青混凝土道面是层状体系结构，由土基、底基层、基层和沥青面层等结构层次组成。在瀝青道面结构中，面层与基层之间的模量比较小，因而可以避免在面层底面产生过大的水平拉应力，从而防止或减缓结构层的开裂，提高道面结构的使用寿命。

（2）功能性能。沥青混凝土由具有黏弹性特征的沥青胶结料和集料组成，因此具有一定的强度和柔韧性;同时由于混合料内部存在孔隙，沥青胶结料在外力作用下可以在不损坏结构的情况下发生局部移动，因而具有较好的变形调节能力。

（3）与土基协同工作性。沥青道面可以在相当程度上屈服土基的变形，使道面的不平整性更加平顺。

（4）与飞机运行协同性。沥青道面平整度高，平顺性好，飞机运行相对舒适，即使由于土基变形而产生不平整情况时，也往往具有长波特征，相对于其他道面的短波不平整对飞机所造成的颠簸要小，附加重力加速度低，有利于飞机的使用寿命。

（5）运行期易维护性。沥青混凝土道面的维护优势非常突出，具体包括：①可采用预养护充分延长其使用寿命，并且养护工艺相对简单，养护所需时间短，具有良好的经济效益。②实施速度快，一般不会影响航班的运行，适合机场飞行区不停航施工作业。

2首都机场中跑道沥青混凝土道面应用分析

2.1 首都机场中跑道概况

首都机场中跑道长宽为3800×60米，满足F类飞机的使用要求，设计使用年限为20年，自然区划Ⅱ区，所在地最热月的日最高气温为32℃，冬季极端日最低气温为﹣16℃，月平均温度可取16℃。

2.2 沥青混凝土原材料的选定

机场道面高性能沥青混凝土主要由沥青以及不同规格的集料、填料和外加剂等构成。沥青混凝土中沥青和矿质集料的质量以及性能是影响沥青混凝土质量和性能的主要因素。

（1）改性沥青。沥青混合料中的结合料选用改性沥青，结合首都机场所在地区的气温及气候资料，沥青混凝土选取的沥青为经过改性之后的90#机场道面石油沥青。

（2）粗集料。首都机场中跑道大修选取玄武岩集料作为机场道面上面层粗集料用料、选取石灰岩集料作为机场道面中面层和下面层的粗集料用料来进行沥青混合料配合比设计。

（3）细集料。细集料采用细料破碎机生产的石灰岩机制砂。

（4）外加剂。外加剂包括聚丙烯腈纤维、抗车辙剂、高模量剂以及温拌剂等。

3外加剂的主要类型和作用机理

（1）抗车辙剂。抗车辙剂能够有效缓解沥青路面在外部荷载作用下产生车辙病害的问题，增强沥青混合料的高温稳定性以及抗剪切性能。

1）抗车辙剂的特性：抗车辙剂是由许多种聚合物复合而成，它通过集料表面的增黏、加筋、填充以及沥青改性、弹性恢复等多种作用共同发挥功效，进而很大程度的增强沥青混合料的高温稳定性，同时还能保持沥青混合料的水稳定性以及低温抗裂性等。

2）抗车辙剂的作用机理：①集料增黏作用，将抗车辙剂与集料干拌，使一部分添加剂熔融于集料表面，增强集料的黏结性。②纤维加筋作用，抗车辙剂中聚合物形成的微结晶区拥有很强的劲度，因此在集料骨架内相互交错而具有加筋的功效。③细集料骨架作用，车辙剂在施工中临时软化，提高了沥青混合料结构的骨架作用，而且还削弱了成型路面的渗透性。④变形恢复作用，在较高的温度条件下车辙剂的弹性成分能使路面的变形产生部分弹性恢复，从而降低沥青混凝土路面的永久变形。

（2）高模量剂。通过增强沥青混凝土模量的方式，可以降低沥青结合料在车辆荷载反复作用下产生的应变以及无法恢复的残余变形，改善沥青混凝土路面的高温稳定性，延长车辙的产生时间，增长路面的维修周期以及正常使用的寿命。

1）高模量剂与集料和沥青的作用。高模量剂在集料的搅拌温度比较高时，形成熔融状态的高聚物吸附在集料的表面，和沥青相互融合，增强沥青胶结料的部分特性，从而提高沥青混合料的模量。同时高模量剂能够在沥青中产生胶溶现象，胶溶以后沥青的黏度会得到提升。

2）高模量剂与沥青混合料的作用。高模量剂中没有溶解于沥青的较大颗粒会在碾压过程中嵌挤在沥青混合料空隙中，以此增大沥青混合料的内摩擦角，继而增大了沥青混合料模量。

（3）温拌剂的作用机理。在混合料拌和之前，充分搅拌保证温拌剂均匀分散于沥青中。在拌和过程中，在机械拌和力的作用下，温拌剂俘获混合料及空气中极为微量的水分，从而沥青内部形成大量结构性润滑结构，而该润滑结构在拌和过程中将避免沥青胶结料的团聚效应，能够显著增加沥青混合料在较低温度时的拌和工作性。

4结束语

通过添加抗车辙剂和高模量剂对沥青混凝土温度稳定性的影响，以及温拌剂对沥青混凝土路用性能的改善，在首都机场中跑道大修工程中，高性能沥青混凝土得到广泛的应用，具有重要的理论和实践意义。

参考文献

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