机场道面养护管理与改造技术交流

机场道面养护管理及改造技术2015年5月30日.戴征：西北民航机场建设集团副总经理总工程师高级工程师联系方式：13571859621029-88785695E-mail:[e-mail]交流主要内容机场道面白改黑技术沥青混凝土道面维修技术沥青混凝土道面预防性养护技术机场道面养护管理信息系统2012年年底，我国境内民用航空（颁证）机场共有183个（不含香港、澳门和台湾，下同），其中定期航班通航机场165个，全国机场平均密度为每10万平方公里1.78个；按经济地理分布，东部地区41个、中部地区25个、西部地区69个、东北地区12个；按地区划分，东北、华北、华东、中南、西南、西北6个地区的机场数量分别为12个、18个、37个、25个、31个和24个。预计十二五末，全国民用机场将达到230个。全国民用机场的简单概述民用机场场道道面的发展状况：我国民用机场跑道历来以水泥混凝土为主，在上世纪90年代以前，道面基本都是水泥混凝土道面。1988年上海虹桥国际机场首次加铺沥青混凝土面层后，全国民用机场不论是在新建还是改扩建才陆续使用沥青混凝土道面结构。目前新建跑道也已采用沥青混凝土结构。昆明新机场的两条跑道、西宁机场跑道、克拉玛依机场跑道、吕梁机场跑道等很多机场均采用。目前新建跑道也已采用沥青混凝土结构。昆明新机场的两条跑道、西宁机场跑道、克拉玛依机场跑道、吕梁机场跑道等很多机场均采用。一、机场道面白改黑技术“白改黑”的必要性舒适性：平整、低噪音便利性：施工、养护维修“白改黑”直接罩面关键技术详细的病害调查彻底的病害处治可靠的方案设计优良的材料组成设计严格的施工过程控制病害调查病害处治破除旧板并设置拉杆错台打磨注浆路面坑洞修补“白改黑”方案设计的关键增强结构层的抗反射裂缝能力改善沥青混凝土的高温稳定性提高表面层的抗滑性能跑道特殊部位出现的问题1、目前使用沥青混凝土作为跑道面层结构层的机场，很多机场的端联络道都出现了不同程度的车辙和拥包现象。尤其是南方的机场。2、跑道端飞机转弯处，由于轮胎扭切易造成沥青混合料被搓起的现象发生。反射裂缝防治技术（一）聚酯玻纤布：在室内研究基础上，于2003年首创性地将聚酯玻纤布应用于高等级公路中预防反射裂缝，取得了良好的使用效果反射裂缝防治技术（二）橡胶沥青应力吸收层：橡胶沥青更好的弹性性能提供了优良的抗裂能力及粘结性能增强结构层抗反射裂缝措施自粘式聚酯玻纤布+橡胶沥青应力吸收层的组合技术改善承重层高温稳定性-高强沥青混凝土检测指标PG76-22改性沥青高强沥青针入度（25℃）（0.1mm）4432针入度指数PI0.20.87软化点（℃）9064.2运动粘度（135℃）（Pa.s）2.62.5动力粘度（60℃）（Pa.s）1148694750闪点（℃）316310溶解度（三氯乙烯）（%）99.899.9密度（15℃）（g/cm3）1.0321.036弹性恢复（%）8778TFOT后残留物（163℃、5h）质量损失（%）0.02-0.01针入度比（25℃，%）7771延度（5℃5cm/min，cm）15.30.6粘韧性（N.m）6.211.9韧性（N.m）3.54.9DSR试验G*/sinδ（35℃，kPa）3621056G*/sinδ（60℃，kPa）7.222PG等级PG76-22PG82-22粘韧性明显大于PG76-22改性沥青，表现出更大的强度G*/sinδ明显更大，表现出更好的高温性能PG高温等级达到82，高温稳定性更好高强沥青与PG76-22SBS改性沥青技术指标的对比检测指标PG76-22改性沥青高强沥青针入度（25℃）（0.1mm）4432针入度指数PI0.20.87软化点（℃）9064.2运动粘度（135℃）（Pa.s）2.62.5动力粘度（60℃）（Pa.s）1148694750闪点（℃）316310溶解度（三氯乙烯）（%）99.899.9密度（15℃）（g/cm3）1.0321.036弹性恢复（%）8778TFOT后残留物（163℃、5h）质量损失（%）0.02-0.01针入度比（25℃，%）7771延度（5℃5cm/min，cm）15.30.6粘韧性（N.m）6.211.9韧性（N.m）3.54.9DSR试验G*/sinδ（35℃，kPa）3621056G*/sinδ（60℃，kPa）7.222PG等级PG76-22PG82-22粘韧性明显大于PG76-22改性沥青，表现出更大的强度G*/sinδ明显更大，表现出更好的高温性能PG高温等级达到82，高温稳定性更好高强沥青的技术优势力学性能-劈裂试验0.00.51.01.52.02.53.0AC-20FAC-20C沥青混合料类型劈裂强度（MPa）普通沥青高强沥青SBS沥青无论是哪种级配的沥青混合料，高强沥青混凝土的劈裂强度都明显更大，较SBS改性沥青混凝土增加30%以上高强沥青混凝土性能特征力学性能-动态模量主曲线频率对于高强沥青混合料动态模量的影响更小，尤其是在低频条件下（对应高温），高强沥青混合料的动态模量明显大于SBS改性沥青混合料相同试验条件下，高强沥青混合料相位角小，说明高强沥青混合料具有更好的弹性，不易产生永久变形高强沥青混凝土性能特征高温性能-车辙试验无论采用何种级配，高强沥青混凝土的动稳定度最大，均在10,000次/mm以上，且总变形最小，60分钟的车辙试验后总变形均在1mm以下，尤其后期变形很小，可见，高强沥青混凝土具有优良的高温性能高强沥青混凝土性能特征高温性能-动态蠕变试验试验条件0.000.501.001.502.002.503.003.500200040006000800010000荷载作用次数累计应变ε高强度改性沥青SBS改性沥青SK普通沥青试验温度：60℃轴压：0.7MPa围压：0.1MPa加载周期为1s，包括0.1s半正弦压力荷载和0.9s间隔高强度改性沥青混合料在10000次的作用次数下，没有出现破坏阶段，表现出优良的高温稳定性高强沥青混凝土性能特征抗滑表面层（SMA-13）概念SMA（StoneMasticAsphalt）即沥青玛蹄脂碎石混合料按照内摩擦角最大的原则，以间断级配的粗集料形成相互嵌挤的矿料骨架按照空隙率较小的原则，以沥青玛蹄脂填充骨架的空隙形成一种骨架密实结构的沥青混合料“三多一少”的技术特征粗集料用量多：70~80%沥青用量多：5.8~6.5%矿粉用量多：8-10%细集料用量少：15~20%SMA技术优点抗车辙能力强：粗骨料的相互嵌挤低温抗裂性能好：沥青用量多，柔韧性好耐久性优：空隙率小构造深度大：粗集料含量高噪音低：减少路面噪音2-5DB使用寿命长：初期投资高，寿命周期成本低抗滑表面层（PAC-13）抗滑与安全性：宏观构造可以改善路面的抗滑性能，从而提高行车安全性排水：大孔隙提供了排水通道，使雨水能迅速下渗向路边缘排走吸音降噪性能：孔隙使压缩空气有空间消散，压缩比低，行车噪音小推荐机场道面白改黑技术方案（一）推荐机场道面白改黑技术方案（二）二、沥青混凝土道面维修技术沥青混凝土道面典型病害裂缝类（反射裂缝）高温变形类（车辙、拥包）常用裂缝处治措施耐久性差，不能从根本上解决裂缝病害裂缝维修技术挖补方案处治裂缝裂缝铣刨或开挖贴布从根本上处治路面裂缝裂缝维修技术处治裂缝方案示意图挖补方案处治裂缝有效性分析－工程实例处治措施跟踪观测结果Trupave聚酯玻纤布2010年处治至今，原裂缝处治处未出现裂缝灌缝1～2年重新灌缝裂缝维修技术车辙病害处治措施微表处铣刨加铺就地热再生造价低、交通影响小耐久性差、噪音大有效性好造价高、工期长设备昂贵、性能有待于验证经济性与合理性易密实沥青混凝土(ECA)处治车辙技术车辙维修技术ECA材料组成及特征ECA-6.7主要用于填补车辙，组成材料包括：玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂、高强沥青ECA-10主要用于罩面，组成材料包括：玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂、PG76-22SBS改性沥青ECA-6.7沥青混凝土适用的厚度范围为：1.3cm~2.2cm，宜选用1.5cm和2.0cmECA-10沥青混凝土适用的厚度范围为：2.3cm~3.0cm，宜选用2.5cm和3.0cm车辙维修技术ECA车辙填补技术新铺沥青道面结构产生车辙的沥青道面结构铣刨后的沥青道面结构填补ECA后的沥青道面结构车辙维修技术ECA车辙填补施工过程旧路铣刨混合料摊铺碾压完成混合料碾压车辙维修技术裂缝处治后罩面技术沿裂缝开挖旧道面自粘式聚酯玻纤布贴缝AC-13或SMA-13填补易密实沥青混凝土ECA薄层罩面裂缝车辙综合维修技术开槽后热沥青封缝裂缝处理后罩面技术聚酯玻纤布贴缝后回填沥青混合料裂缝处理后罩面技术旧路拉毛裂缝处理后罩面技术高粘度乳化沥青黏层油撒布裂缝处理后罩面技术现场摊铺裂缝处理后罩面技术现场碾压裂缝处理后罩面技术开放交通后裂缝处理后罩面技术三、机场道面预防性养护技术沥青混凝土机场道面预防性养护技术——沥青膜表面修复技术（AMRT）AMRT技术特点AMRT适用条件AMRT技术指标要求AMRT施工质量控制AMRT在西宁曹家堡机场中的应用AMRT的定义AMRT是一种含砂的雾封层技术，可以修复沥青混凝土表面沥青膜AMRT材料由特种乳化沥青、砂（细集料）、聚合物改性剂和催化剂组成AMRT表面沥青膜修复技术，在机场、公路、城市道路及停车场各种路面中，防止路表沥青膜剥落引起的各种病害，并起到美化路面的作用AMRT技术具有快速开放交通、降低养护成本、减少后期投入等优势雾封层的分类从雾封层材料组成成分来看，包括乳剂型雾封层和油剂型雾封层乳剂型雾封层材料即应用较普遍的雾封层材料，通过对乳化沥青进行改性，以到达其功能要求油剂型雾封层一般呈黑色状，由精制沥青、再生剂、溶剂及其助剂组成，材料中基本无水因此，从材料类型来讲，雾封层可以分为以下几种常见类型：(改性)乳化沥青型封层、煤焦油封层、有机硅封层、复合型封层等传统雾封层技术特点属于乳化沥青型封层雾封层修复路面松散病害的持续时间不到1年雾封层的密水效果持续时间不足1年雾封层应用不当将会大幅降低路面的构造深度和摆值，从而降低路面的抗滑性能含砂雾封层技术特点为了解决传统雾封层抗滑性能差的问题，由普通的雾封层技术演变而来更为优秀的早期预防养护技术含砂雾封层技术属于复合型雾封层在发达国家得到了广泛应用使用周期：一般2-4年AMRT技术优点AMRT包裹着一定掺量的细砂，可提高路面的抗滑性能。沥青砂混合物流动性很好，还可能渗透、填入到路面微裂缝中或空隙中，起到填充和封水的作用AMRT含有聚合物改性剂等材料，可以延缓路面胶结料的老化，使得路表沥青材料的性能得到一定的恢复，能够保持或加强沥青与集料的粘结性能AMRT各种材料组成具有合理的配方，形成一层很好的保护层，抗磨耗性能很强并保持长久AMRT其独特的科学配方可减少路面受到紫外线的侵袭和影响，对改善和恢复路面色泽作用持久该技术是一种环保的养护技术，在生产和施工过程中不会产生对环境和人体产生有害的挥发物质，现场施工人员无需佩戴防毒护具，现场无有毒挥发物质和刺激性气味AMRT功能特征AMRT应用的时机沥青混凝土机场道面正常使用几年后，道面开始出现沥青膜损失、轻微疲劳龟裂、损失细骨料现象，且其渗水性大大提高，路面水经过孔隙、裂缝进入到沥青混凝土中，进一步加速了道面的损坏在这一时期，路面处于基本完好时期，但如果不进行及时处理，会导致集料脱落、网裂、龟裂、坑洞等路面破坏含砂封层适用的道面状况道面使用时间较长后出现沥青膜脱落及微小裂纹沥青路面由于施工方面的原因，造成孔隙率较大，渗水系数达不到要求，需要采取补救措施沥青路面经过多次修补，“补丁”过多影响了整体美观AMRT适用的道面结构AC沥青混凝土道面SMA沥青混凝土道面SUPERPAVE沥青混凝土道面橡胶沥青混