沥青跑道雾封层可行性研究

2021-08-18李博

城市建设理论研究（电子版） 2021年16期

李博

华设设计集团北京民航设计研究院有限公司北京 101312

机场跑道道面承担航空器起飞、着陆和滑行，是机场飞行区重要的基础设施，对跑道道面进行定期的养护措施，旨在提升跑道的抗渗性能的同时防止沥青道面集料因松散而造成的FOD现象。因此，对机场飞行区沥青道面采取雾封层养护，对于保证机场飞行区运行安全，具有十分重要的积极意义。

1、跑道道面概况

北方某机场现有跑道长3200m、宽45m，可满足E类及以下飞机的满载起降要求；机场作为现代综合交通枢纽，旅客吞吐量、运输起降架次、货邮吞吐量增长迅速。根据道面使用性能状况及发展情况，为保障机场安全、平稳运行，该机场进行了跑道及相邻滑行道道面整修工程，对跑道及部分相邻附属联络道沥青道面上面层以及部分区域的中、下面层沥青混凝土进行了置换；然而，由于该机场地处中温带大陆性季风气候带，其高纬度、温差大的气候特点不断加速沥青老化，与此同时，该机场近年来快速增长的航空业务量使得飞机荷载作用愈加频繁，进而导致沥青道面集料松散、剥落不断加剧。根据跑道道面检测报告及机场管理部门日常巡查情况表明，跑道道面表面现已出现粗集料松散、剥落损坏，道面FOD隐患开始凸显，机场安全压力难以有效释放

2、工程技术方案及可行性分析

沥青道面预防性养护主要包括裂缝填封、雾封层、石屑封层、冷薄层罩面（稀浆封层、微表封层和覆盖封层）和热薄层罩面（开级配、密级配和间断级配）等施工技术，由于受不停航施工以及防范FOD非常严格等条件的限制，除裂缝填封、雾封层外其他养护手段不能适应机场的需要。雾封层以其施工工艺简单，开放交通迅速，同时又能不损坏道面原有标线的特点成为机场跑道沥青道面最适合的大面积养护方式。

雾封层是一种预防性养护措施不仅对道面渗水性能有着一定的恢复，还可以在一定程度改变道面松散剥落，降低FOD风险。

雾封层养护一般采用渗透性较高、粘结力较强的沥青，且应具有一定的耐磨性、较好的防水性，目前多采用溶剂稀释型的特殊沥青。这种沥青作为一种防护封层剂，通常采用特殊沥青、高效助粘剂和防水油等材料制成。溶剂稀释型的特殊沥青具有良好的渗透性，可有效封堵道面上的微小裂缝。特殊沥青通过添加一定的高效助粘剂，形成坚硬且韧性高的保护膜，从而具有较好的高温性能以及低温性能。使用一段时间的沥青道面由于芳香烃等活性物质变性从而造成脆化老化，雾封层养护特殊沥青的活性成分可延缓该现象，雾封层溶剂稀释型沥青材料的技术要求如表1所示。

沥青雾封层养护材料性能、外界环境因素、沥青道面结构特性具有一定的内在关联。雾封层施工前将通过施工试验段对多种不同的材料相关路用性能指标的变化情况进行评价，从而提供雾封层材料选择的依据。

在进行雾封层养护后为判断养护封层施工的工程效果，可通过试验段的一系列的室内外试验测试，确保材料的有关性能满足要求。本工程分为两阶段施工。第一阶段施工时，先对标线区域利用模板或其它手段进行遮盖，然后进行大面积涂布施工。第二阶段主要针对道面标志标线区域进行，即待大面积涂布施工完成后，利用航后时间集中对标线区域采用高压水除线、吹干、清扫、雾封层涂布及标线施划的工艺流程进行施工。两阶段的工艺流程分别如图1至图2所示。

图1 第一阶段工艺流程图

图2 第二阶段工艺流程图

开放交通前，需要对道面因施工引起的污染物、建筑垃圾等清除干净，以免产生FOD现象，影响机场开放运行。

3、工程质量检验检测

雾封层养护工程施工时应对按照规定的频率对工程质量进行检验，具体检测项目、检验频次和方法如表2所示。

表2 封层养护工程质量检验方法

跑道的抗滑性能对于飞机起降安全有着重要的影响，需要对跑道的抗滑性能进行监测。尤其是整个施工的过程及竣工后抗滑性能的观测，以确保跑道的抗滑性能符合规范要求。FAA（国际民航组织）规定跑道在标准状态下使用专用跑道摩擦系数测试车测试所得出的摩擦系数平均值不得低于管理规范标准所要求维护规划值。而对于雾封层的封水效果的判断，需要进行沥青道面渗水系数检测。参考《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2017）沥青路面面层渗水系数技术要求，考虑到目前机场跑道沥青道面渗水系数普遍较低的实际情况，封层涂布施工后渗水系数限值为50ml/min（SMA-13混合料）。

配合比、涂布率是评价及控制雾封层施工的重要指标。每单位体积混合料可以涂覆的面积称为涂布率，单位为千克/平方米，可以根据道面具体的情况可做适当调整，调整幅度应不超过10%。配合比则是不同种成份的重量或体积比。涂布率及配合比需要通过试验段的相关用量确定，以确保材料的相关性能可以通过各项质量检测，确保摩擦系数值能符合规范要求。

雾封层材料喷洒后在短时间内，道面摩擦系数会有微小幅度降低，但喷洒材料在道面表面积留量少，只要养护时间满足施工技术要求，封层乳液破乳成型后，道面摩擦系数即会提升，因此基本不影响道面的抗滑性能。

4、施工条件

沥青道面雾封层施工和养护对气候条件较为苛刻。在进行施工时空气湿度应在70%以下、风力强度应在6级风以下、施工前后24小时内气温应高于10℃、并确保施工后24小时内无雨水天气。根据施工要求，应选择温度较高、湿度相对较低的季节施工，以确保工程质量。考虑到北方某机场场区气候具有“四季分明，冬季漫长寒冷、夏季短暂炎热以及春、秋季气温升降变化快”的特点，同时，结合相关的气象资料，应在温度适宜、降水量少的月份之间进行雾封层施工。