高尚
湖南机场建设指挥部410141
摘要：在机场建设工程项目当中，机场跑道施工是非常重要的一个环节。与此同时，在机场跑道施工过程中，其面层沥青混凝土病害的出现，会影响机场跑道施工的质量，进而影响机场跑道投入使用期间的安全性。因此，本文以机场跑道相关工程为例，对其面层沥青混凝土病害及产生的原因进行分析，并提出相关改进建议，希望以此全面提升机场跑道面层沥青混凝土施工的质量及安全性。
关键词：机场跑道；面层沥青混凝土；病害；原因；改进建议
近年来，随着我国航天航空事业的快速发展，机场建设工程的需求逐步扩大。而在机场建设工程项目开展过程中，机场跑道面层施工是非常重要的一个环节。但是，机场跑道面层施工过程中易出现沥青混凝土病害问题，比如常见的：车辙、松散、鼓包以及推移等病害问题[1]。这些病害问题的出现，会严重影响机场跑道面层施工的质量及安全性。因此，从预防控制这些病害，进一步提升其施工质量及安全性角度考虑，本文围绕“机场跑道面层沥青混凝土病害”进行分析研究具备一定的价值意义。
1.机场跑道相关工程概述
以黄花国际机场为例，原本拥有一条3200m× 45m 跑道，道面为水泥混凝土道面结构形
。在2014年下半年，第一跑道沥青混合料柔性盖被加铺工程开工，工期为126天。在跑道盖被加厚工程施工期间，不能对机场安全及正常运营产生影响，所以采取了不停航施工策略，即：基于每天的24：00到第二天的05：00时间段进行施工作业。完工之后，本机场跑道道面，由钢筋混凝土的刚性道面，改造为沥青混凝土柔性道面，机场飞行区等级达至4E类。
基于盖被加铺工程设计过程中，跑道沥青混合料面层一共有三层，上面层厚度为6厘米，为SMA-16型改性沥青混合料，设计油石比为6%；中面层厚度为7厘米，为AC-20型改性沥青混合料，设计油石比为4.3%；下面层厚度为8厘米，为AC-20型改性混合料，设计油石比为4.3%。
然而，从本机场跑道投入应用期间，发现出现不同程度的道面层沥青混凝土病害问题，具体包括：车辙、松散、鼓包以及推移等。
2.机场跑道面层沥青混凝土病害及产生的原因分析
2.1病害分析
上述机场工程第一跑道盖被加铺施工完毕之后，投入应用期间出现了不同程度的面层沥青混凝土病害问题，包括：轮辙、沉陷以及松散等；尤其是在夏季，上述病害严重程度增加。基于表面层角度分析，使用了SMA-16沥青马蹄脂混合料，然而因飞机轮迹较为集中，且固定，因此受到的荷载很高。基于持续高温天气环境的影响下，飞机慢速滑行，等待与制动转弯等不利荷载的共同影响，使车辙病害的发生加剧；同时，在面层推移应力的影响下，使滑行道轮辙深度增大，平均轮辙＞25mm，最高轮辙深度为60mm。并且，从病害发展规律层面分析，具体表现为：其一，平滑道比跑道严重；其二，夏季比春、秋、冬三季严重；其三，飞行区主降方向比等候区域方向严重。
此外，在路面结构各层永久变形不断累积的情况下，引发了沥青混凝土道面车辙病害，具体表现为：（1）在路面结构层受到荷载反复作用条件下，受到压密变形的影响；（2）由于沥青混凝土基于高温条件下的强度，难以抵御重负荷的反复作用，导致轮下的部分沥青混合料产生剪切变形，进而逐步压至两侧位置。在上述因素影响条件下，导致两侧的沥青面层鼓起，进一步引发侧向移动状况[2]。
2.2病害产生的原因
从原先的设计方案层面分析，机场跑道加铺使用了“盖被子”的措施，即：基于原有的水泥混凝土道面上，以直接的方式加铺沥青混凝土道面，原有的水泥混凝土道面则当作基层应用。
其中，沥青混凝土道面为柔性结构，基层则为刚性结构。对于飞机基于跑道上起降及滑行的作用力，需要通过柔性结构的沥青混凝土道面，然后传至刚性结构的水泥混凝土基层，进一步传至半刚性结构的水泥稳定砂砾底基层，最后传至土基地面层部位。
基于面层与基层所承受的荷载的设计层面考虑，柔性路面设计使用了双圆垂直均匀荷载作用之下的弹性层体系主理论基础，将路表弯沉值当作路面整体刚度的一大控制指标；在刚性路面上使用了弹性地基板理论，将混凝土弯拉强度当作设计控制指标之一[3]。其中，路面刚度比较低，抗弯拉强度也比较低，关键依靠抗压、抗剪强度对荷载的作用进行承受；而对于刚性路面，由于面层板体刚度比较高，使得抗弯拉强度也比较高。
机场跑道采取“盖被子”的施工措施，基于水泥混凝土道面上以直接的方式进行沥青混凝土道面的加铺，使得两类路面的受力原理存在明显的差异，导致两层之间难以形成良好的整体受力。对于沥青混凝土路面，在承受飞机起降及滑行带来的直接荷载的情况下，因受到基层刚强面层薄弱的影响，使得作用力难以均匀地传至水泥混凝土基层，导致在沥青混凝土面层集中的情况下，使沥青混凝土道面呈现柔弱的“夹心层问题”。值得注意的是，在长期荷载作用条件下，会导致沥青混凝土疲劳受损，进一步使车辙、鼓泡以及推移等病害问题发生。
3.相关改进建议分析
如前所述，对机场跑道面层沥青混凝土病害类型及产生的原因均有了一定程度的了解。而从提升机场跑道面层沥青混凝土质量，进一步确保机场跑道施工期间的安全性角度考虑，还有必要给出具体的改进建议[4]。总结起来，具体改进建议如下：
（1）在原先的设计当中，使用了AB-90#改性沥青材料，此类材料不适合用作于机场跑道沥青合料当中，主要是因为沥青软化点控制指标偏低。在设计软化点控制指标过程中，需考虑夏季高温气候环境下，跑道道面会出现高温的状况。科研选择使用软化点比较高的沥青70#号优质基质沥青，并适当添加SBS改性剂，在沥青混合料当中添加抗车辙剂，以此使道面抗车辙的能力得到有效提高。
（2）基于沥青混合料设计过程中，需对弯拉劲度模量指标重点考虑，以此提升沥青混合料设计的规范性及合理性。
（3）在机场跑道沥青混合料的稳定度检测过程中，除了需参考相关沥青混合料车辙试验方法规程以外，还有必要根据机场所处地区的气候条件、飞机实际轮压等情况，以此使混合料车辙试验过程中的轮压及温度得到有效提升，进而使其稳定度检测的精准度及可靠性得到有效保证[5]。
（4）基于沥青混合料设计及施工期间，需联合现场检测与试验室内检测，结合试验路段明确的最优化油石比，对具体施工给出指导性建议。
4.结语
综上所述，机场跑道面层沥青混凝土施工的质量，关乎到机场跑道投入使用期间的安全性及可靠性。因此，需确保机场跑道面层混凝土施工的质量。但是，由于在此环节施工过程中受到各因素的影响，易出现不同程度的车辙、松散、鼓包以及推移等病害问题。因此，需合理使用沥青混凝土材料；同时优化设计，在设计过程中合理考虑相关指标参数；并加强领混合料稳定度检测，明确试验路段的最优化油石比，对具体施工给出相关指导性建议，以此使病害问题的发生得到有效预防控制，进一步提升机场跑道面层沥青混凝土施工的整体质量，最终为机场跑道工程项目经济效益及社会效益的提升奠定夯实的基础。
参考文献：
[1]李艳莉.机场飞行区道面沥青混凝土加盖不停航施工要点[J].四川建材,2019,45(02):130-131.
[2]吴宇.国际机场沥青混凝土道面施工缝质量控制策略研究[J].福建建材,2018(07):92-93+9.
[3]宋照尚,张增胜,田丰.机场沥青道面反射裂缝的预防及不停航快速修复措施[J].中国港湾建设,2017,37(06):104-107.
[4]李亮.民用机场跑道沥青混凝土不停航施工抢修工程中统筹方法应用刍议[J].中国标准化,2017(12):195-196.
[5]肖都.沥青混凝土机场跑道面层脱空探地雷达图像模拟及应用研究[J].物探化探计算技术,2015,37(01):10-15.