复合沥青基隔离层在机场道面施工中的应用

涂字阳 杨淞翔 田家恒 陈超

【摘要】沥青基隔离层相较于土工布、石盾层等常见隔离层，在提升水稳基层耐冲刷性、防渗隔离性等方面有显著优势，能更好地缓解机场跑道板底脱空、提高跑道的使用寿命，具有广阔的应用前景。文章结合青岛新机场飞行区3标段项目施工经验，分析和总结了复合式沥青基隔离层的特点以及良好的应用效果，为今后的机场道面施工提供借鉴。

【关键词】同步碎石封层;稀浆封层;机场;复合沥青基隔离层

【中图分类号】 V351.11【文献标志码】 B

为减少水稳基层与水泥混凝土之间的约束、提高水稳基层抗冲刷性，道面设计中普遍采用隔离层[1-2]。机场道面施工中多采用同步碎石封层、石屑层或土工布作为隔离层，使用多年后，在水泥板块温度伸缩和水冲刷的作用下，隔离层会出现拉裂和破坏等情况，使得隔离层失去作用[3]。同时，传统隔离层大多无法起到有效防水的作用，对基层的保护不足。为克服此类问题，经过不断的研究，试验成型了一种结构形式为1层同步碎石封层+2层稀浆封层的复合式沥青基隔离层。

1复合沥青基隔离层简介

1.1施工特点

（1）1层同步碎石封层+2层稀浆封层的结构形式组成的复合式沥青基隔离层兼具了同步碎石封层和稀浆封层2种封层的优点，克服了传统隔离层的各类缺陷。

其中，具有柔性力学特征的同步碎石封层，能够有效增加路面的抗裂性能，通过沥青结合料渗人基层表面，达到提高路面防渗水性能、减少路面反射裂缝、治愈路面龟网裂等效果，起着很好的封缝作用[4]。

（2）复合式沥青基隔离层中的稀浆封层具有预防性养护功能，其混合料稠度较稀呈浆糊状，能起到平整耐磨、防水防滑的作用，能对路面功能有效改善。

（3）机场一旦投入使用后，后期的维护、维修需进行不停航施工，难度大、造价高，并将会影响机场的使用效率。复合式沥青基隔离层具备的防水、过渡和找平等特点，能有效的提高机场道面的使用寿命。

（4）施工过程机械化作业程度高、效率高、速度快、使用效果好。

1.2适用范围

本工法适用于民航机场水泥道面混凝土沥青基隔离层施工。

1.3工艺原理

在新建水泥混凝土道面结构的基层顶面铺设同步碎石封层，主要目的在于防水、应力缓冲和延缓基层开裂等方面。同时，为进一步提高道面的基层防水、找平以及满足水泥混凝土面层适当胀缩的需要，在同步碎石封层顶面设置稀浆封层。

稀浆封层分为2层铺筑，分别是下层控制在0.3～0.5 cm和上层控制在0.6～0.8 cm。其中，下层稀浆封层铺筑的主要目的在于填充同步碎石空隙，经过碾压后和同步碎石层形成一体化结构。上层稀浆封层铺筑的主要目的在于进一步的防水并有效改善与上层水泥混凝土面层之间的粘结力。

2施工工艺流程及施工要点

2.1工艺流程

沥青基隔离层由1层同步碎石封层+2层稀浆封层组成，3层总的工艺流程见图1。

2.2试验段施工

在当前在机场飞行区施工中，沥青基隔离层还没有进行过大规模应用，与之相关的设计施工经验和参数较为欠缺，因此在大面积正式施工前应展开专门的试验段，以达到几个目的：

（1）针对设计方案中制定的沥青和碎石洒布量，通过试验段的方式来进行验证，并根据试验段结果提出优化参数。

（2）确定洒布时的控制温度、同步碎石封层车和稀浆封层车的施工行走速度、喷嘴高度与喷洒角度等施工参数。

（3）胶轮压路机碾压时的行驶速度和需要碾压的遍数。

（4）各结构层的施工间歇时间。

（5）确定每一个作业面进行作业的合适长度。

（6）施工中接缝的处理方案。

（7）验证各类设备和人员组合是否合理。

2.3瀝青碎石同步封层施工要点

2.3.1施工准备

（1）认真对基层表面进行清理，确保表面干、洁、无浮尘。对于部分基层上已经出现的干缩裂缝采取乳化沥青灌缝处理，进一步减少反射裂缝、提高基层的防渗水性能。

（2）基层上表面局部若有破损（如坑槽、松散拥包、隆起等）须彻底挖除并修补完成;基层表面若有大块油污，须使用工业清洁剂将油污清除掉[5]。

（3）用塑料布等材料做好道面两侧设施的覆盖保护，防止被沥青污染。

（4）严格车辆行驶线路管理，安排专人全线巡视，严禁无关车辆和人员进入施工区域。

2.3.2装料、标定

2.3.2.1装料

（1）石料装入料斗时，应注意保持装料高度，防止洒落，以料斗左右挡板的高度为宜。

（2）为防止过程中乳化沥青产生飞溅，作业前应检查抽油管，确保其接头良好密封良好。

2.3.2.2标定

（1）加热乳化沥青，使其温度始终保持在60～80℃。

（2）开启阀门，保持管路循环，让喷洒杆和沥青罐内的乳化沥青始终维持混合均匀。同时将乳化沥青洒布量和行驶速度（一般为30～60 m/min）标定在沥青结合料的稳定控制器上。

2.3.3沥青洒布

（1）同步碎石封层车必须按既定速度保持匀速，从而按要求的洒布量均匀地洒布在基层上。

（2）已经完成沥青洒布的作业面，在完成碎石洒布前必须禁止任何车辆和人通行。为保证横向衔接整齐、准确，应当在同步碎石封层车起步位置和终止位置两处铺设宽度约为2 m的毡垫，待封层车驶过后再将毡垫及时取走;为保证纵向衔接效果，新旧洒布搭接部分应在10 cm左右。

（3）对于沥青洒布量的正确与否，应在每次洒布完后检验其洒布长度、洒布宽度和沥青用量，做到随时检验随时调整（图2）。

2.3.4碎石洒布

（1）碎石洒布采用同步碎石封层车，洒布时要确保均匀洒布，同时配合人工补足局部洒布量补足的地方，完成洒布作业。

（2）封层车在新的封层面上作业时应尽量避免转弯，并控制车速，以免对新的封层造成损坏。

2.3.5缺陷处理

（1）喷洒乳化沥青过程中发现乳化沥青积聚时应进行刮除。

（2）发现空白缺陷时，应马上安排熟练工人进行补洒修复。

（3）乳化沥青喷洒或集料撒布过程中若发现条带状缺陷，应当立即关闭洒布车的喷油嘴和料门，前者检查其工作压力是否符合设计和规范规定要求，后者检查是否有大粒径、超大粒径的石料堵塞了料门，排查出原因后应迅速处置。

（4）当发现集料有浮动缺陷时，对于已经粘着在洒布面上的集料不得进行搓动，同时将浮动集料扫出工作面。

2.3.6接缝处理

（1）横缝。宜用对接法处理横缝，即每段接茬时，在该段洒布起点和终点均用油毡纸或铁板进行横铺，横铺的长度宜为1～1.5 m。

（2）纵缝。乳化沥青洒布时，洒布车应始终保持直线行驶。在洒布施工时，封层每一幅应与上一幅相邻一侧保持石料对齐，两幅接缝的沥青重叠部分不得超过10 cm，确保纵缝良好对接。

2.3.7碾压

（1）碾压作业优先采用胶轮压路机，碾压需及时，避免乳化沥青凝结;但又不能过早，以免封层尚未完全破乳，导致胶轮上粘附沥青并带走碎石。

（2）胶轮压路机应控制碾压作业速度为6～10 km/h，根据作业面和碾压速度决定压路机台数，碾压2～4遍。

（3）胶轮压路机须在10～20 min内完成碾压作业，并不得随意掉头或者刹车。

（4）完成碾压后应检查沥青对碎石的裹附率，以不小于70%为宜。

2.3.8清扫

沥青碎石同步封层完成施工约30 min后，进行清扫和收集浮石作业，清扫完毕即可开始稀浆封层的摊铺。清扫采用全自动道面清扫车。

沥青碎石同步封层施工工序完成后应紧接稀浆封层施工，防止封层受到污染和损坏。

2.4稀浆封层施工要点

2层稀浆封层施工工艺相同，在第1层稀浆封层养护成型后即可进行第2层稀浆封层施工。

下层稀浆封层与上层稀浆封层，上层稀浆封层与道面结构层的施工工序应尽可能紧凑衔接，防止污染和损坏封层。

2.4.1下承层准备

（1）应认真清理下承层，确保其表面干、洁、无浮尘。

（2）用塑料布等材料做好道面两侧设施的覆盖保护，防止被沥青污染。

（3）严格车辆行驶线路管理，安排专人全线巡视，严禁无关车辆和人员进入施工区域。

（4）完成沥青与石屑洒布量的标定、调试等施工机械准备工作。

（5）摊铺前对下承层预洒水处理，有利于稀浆与同步碎石封层的粘结，保证稀浆混合料具有一定的稳定性，更易成型。

（6）全面检查并清除同步碎石封层表面松动的集料。

2.4.2混合料拌合

稀浆封层车的不同料箱应固定装入对应的原材料，混合料应按集料、缓破剂水溶液或水、乳化沥青的顺序投入，不得随意改变投入顺序和比例。边拌合边注水，待集料拌合湿润后方可加入乳化沥青，确保混合料的拌合质量。

2.4.3摊铺

（1）稀浆封层摊铺作业用采用专用的稀浆封层机或封层摊铺车。

（2）摊铺车装好混合料后，行驶到施工段的起点处并对准走向控制线，同时调整好摊铺面的宽度、摊铺箱的厚度和拱度。

（3）根据配合比调整好摊铺车各料门的开度，正式摊铺前操作手应再次确认。摊铺时应随时检查封层厚度和平整度，发现问题立即调整。

（4）根据现场矿料的實际含水量，各种原材料按生产配合比、按顺序输出[6]。

（5）在前一段封层材料末端采用1-3 m 的油毡进行覆盖，两者边缘应保持齐平。摊铺车行驶离开后连油毡带混合料清走。

（6）摊铺车前进时速度一般为1.5-3.0 km/h，匀速前进。封层的铺筑厚度应保持均匀，铺筑完成后其表面应平整。

（7）摊铺完成后，应立即对摊铺起点、终点，摊铺过程中的纵向接缝，摊铺时产生的过厚、过薄或不平整的地方等重点部位进行找平，找平采用人工方式。对于出现的超大粒径，尤其要尽快清除、填平其导致的纵向拉痕。

2.4.4缺陷修复

（1）当稀浆封层上摊铺成型后出现发亮、发粘、油膜时，应进行洒砂并碾压。

（2）以下缺陷应及时进行人工修补以防病害扩大：漏铺、刮痕、脚印、严重划痕等。

2.4.5接缝处理

（1）稀浆封层的纵向应搭接，接缝应平整。搭接宽度宜30-70 mm，接缝高出不超过6 mm。

（2）接缝处不得出现缺料或多余混合料积成堆。

2.4.6碾压

（1）采用胶轮压路机对稀浆封层进行碾压作业。在破乳并形成一定的强度后，用手触摸封层表面，手上没有明显水迹时可进行第一遍碾压;因第一次碾压挤压出的表面水基本消失后碾压第二遍，第二次碾压挤压出的表面水基本消失后碾压第三遍。

（2）胶轮压路机在碾压时应控制6-10 km/h 的行驶速度，碾压2-4遍。

（3）胶轮压路机必须在10-20 min内完成碾压，碾压过程中不得随意掉头或刹车。

（4）胶轮压路机在碾压时要特别注意保持直线，压完一遍后，退到上一段已成型的路段上，缓缓转向移位，再重复直线行驶碾压。

2.4.7养护

稀浆封层在破乳且干燥成型前严禁任何车辆行人进入或进行下一层稀浆封层施工。

3质量控制

3.1同步碎石封层质量控制措施

（1）同步碎石封层在正式施工前，应将基层顶面的泥土、杂物等彻底清除干净，并对基层中的坑槽、凹陷等处进行修补。对于裂缝较宽的部位，宜先行清理，然后进行灌浆。可使用森林灭火器和油污清洁剂进行清理。

（2）同步碎石封层施工的最低温度须不低于15℃，在大风大雾及雨雪天气严禁进行封层施工。施工中突发下雨时，应尽快结束摊铺，并将尚未成型的混合料铲除。沥青喷洒应均匀，并符合设计洒布量的要求。

（3）在施工过程中应注意监控施工场区的环境温度，沥青正式喷洒的温度应通过试喷来确定。喷洒起步和喷洒终止的过程应采取必要措施，以防喷洒量多大造成浪费和污染;对于洒布面的纵向搭接和横向搭接处，应保证不漏洒、不过量。

（4）沥青喷洒局部过量时刮除、漏喷时找补，找补采用人工进行。

（5）沥青及碎石的洒布量受同步碎石封层车车速的影响较大，因此在洒布过程中必须保持匀速。

（6）沥青和碎石洒布量应严格执行设计要求，按如下方法确定：在封层车前进方向上铺设油毡，待封层车通过后对油毡进行称重，分析其洒布量与设计值之间的差异，必要时进行调整。

（7）胶轮压路机碾压时应注意不得压碎集料。如发生局部粘轮情况应立即少量补撒。

（8）碾压时安排专人跟车扫除封层稳固后的多余松散颗粒。

（9）碾压过程中不得随意掉头或刹车。

（10）应提前处理基层的凹凸不平和坑洼现象，以防止大量沥青集中出现软层。

（11）沥青与碎石的裹附率可作为判定其粘附性大小的依据：裹附率越大，越易在碾压时出现粘轮;反之则粘附力越小。碎石与沥青的裹附率受到洒布量、洒布的整体均匀性、碾压的及时性和施工时周围环境温度的直接影响，在施工中应随时监控裹附率并随之调整施工作业参数。

3.2同步碎石封层施工质量控制标准

（1）原材料检验。原材料进场时应进行检验，施工过程中应随时对同步碎石封层所采用的原材料进行试验。

（2）施工机械检查。施工过程中应按照规范要求对同步碎石封层车进行检查，一旦出现问题应查明原因，并进行相应处理。

（3）施工质量控制标准。施工过程中应随时按照规范和设计要求对封层的施工质量进行检查。

3.3稀浆封层质量控制措施

（1）稀浆封层施工前，应将同步碎石封层顶面的泥土、杂物等彻底清除干净，并对坑槽、凹陷等处进行修补。对于裂缝较宽的部位，宜先行清理，然后进行灌浆。可使用森林灭火器和油污清洁剂进行清理。

（2）稀浆封层施工的最低温度须不低于10℃，在大风大雾及雨雪天气严禁进行封层施工。施工中突发下雨时，应尽快结束摊铺，并将尚未成型的混合料铲除。

（3）应对施工集料进行过筛，以免大粒径、超大粒径石料影响混合料的拌合和摊铺作业。筛后集料仍应进行质量检查，尤其应该注意含水率的现场检测[7]。

（4）在输送乳化沥青时应尽量避免对乳液的搅动，以免破坏乳液的稳定，因此对泵的选择应格外注意。桶装的乳化沥青应该在使用前进行翻滚，若需要长时间储存，则应定期进行翻滚，以确保乳化沥青的稳定性和均匀性。

（5）应保证罐车有足够的容量，并备有沥青泵。使用前应清理罐车，对灌壁上存有的沥青用柴油进行清洗。

（6）稀浆封层车稀浆封层施工的主要和关键设备，施工前应对其动力、泵送、输送系统、管道管路和其他主要功能部件进行逐项检查，确保全部正常。

（7）稀浆封层的横向接缝宜采用对接缝形式，施工中应控制两幅之间的纵缝搭接宽度，以不超过8 cm为宜。

（8）2层稀浆封层的施工工序应尽可能紧凑衔接，防止污染和损坏封层。经养护稳定的稀浆封层应不飞散且完全密水。

4工程实例

4.1工程概况

青岛新机场飞行区3标段项目主要位于青岛新机场新建东一跑道南端。包括东一跑道南端长约1200 m 的东跑道、2条平行滑行道、联络道等工程内容。其中沥青基复合封层设计总厚度为20±3 mm，分3层实施：下承层（同步沥青碎石封层）、过渡层（稀浆封层）和上表层（稀浆封层）（图3）。

4.2工程实施

本工程复合沥青基隔离层施工范围包括跑道、快滑道、一平滑、除冰坪几个区域，总计施工面积19.8万 m2。在施工中严格按照工法程序施工，加强进行原材料控制，通过试验检测对下承层沥青洒布量及过渡层和上表层材料配合比进行了验证。施工中重点加强对撒布摊铺厚度、碾压施工、接缝处理、成品保护等方面的管控，确保了施工成品质量。

4.3实施效果

经施工检测验收，沥青隔离层下承层表面外观检查平整，集料洒布均匀、嵌挤密实，横纵接缝平顺、整齐，过渡层和上表层表面外观检查平整，稀浆材料均匀一致，无拖痕、显著离析，纵横接缝平顺、整齐。沥青隔离层对水稳基层反射裂纹有明显改善作用，基层抗疲劳能力明显提高，抗渗性能良好。

5结束语

复合式沥青基隔离层施工工艺，作为对原有传统施工工艺的不断提升、改进，为行业积累了宝贵的施工经验，提高了企业的施工技术水平，促进了新工艺、新设备的应用和发展。

參考文献

[1]余四新.设层间功能层的水泥混凝土路面基层应力分析与结构设计[D].西安：长安大学，2009.

[2]Hall K T，Dawood D， VanikarS，et al. Long - Life ConcretePave-ments in Europe and Canada[ J]. Concrete Pavements ，2007.

[3]董强柱.同步碎石封层施工技术研究[ D].西安：长安大学，2009.

[4]崔敏青.同步碎石封层施工技术及质量控制[J].交通世界，2021（23）：2.

[5]郭玉伟.sBs改性乳化沥青用于同步碎石上封层的研究[D].河北：河北工业大学，2012.

[6]民用机场沥青道面施工技术规范： MH/T5011-2019[s].北京：中国民航出版社，2019.

[7]路面稀浆封层罩面技术规程：CJ/T66-2011[s].北京：中国建筑工业出版社，2011.