流亭机场跑道道面沥青混合料性能评价分析

冯磊

(青岛国际机场集团有限公司场道勤务部，山东 青岛 266108)

0 引言

青岛流亭国际机场是山东省规模最大、设施齐全，生产运输最繁忙的民用机场，具有十分重要的经济、政治和社会地位。近年来，青岛流亭国际机场运输生产飞速发展，在旅客吞吐量与货邮吞吐量方面实现两位数增长。随着航空交通量的不断增长，飞机起降架次和宽体飞机数量增多，对机场道面使用性能提出了较高的要求。然而，跑道道面加铺沥青混凝土以来，部分区域损坏比较严重，其使用性能复杂多变，为准确掌握道面沥青混合料加铺层性能状况，切实把握道面性能衰减趋势，制定科学的管理和维护对策，提高道面服务水平，有必要对面层沥青混合料路用性能进行评价。

1 评价技术方案

为反映使用道面沥青混合料性能，按照《民用机场道面评价管理技术规范》（MH/T5024-2009）中评价技术方法，对跑道道面沥青混合料的物理参数、沥青含量与油石比、矿料级配以及水稳定性能和抗松散性能等指标进行测试和评价。通过现场抽芯和室内试验的方法实施。技术流程如图1所示。

机场跑道沥青道面结构为两种，南端500 m上面层为SMA-16改性沥青，中、下面层为AC-20型改性沥青，设计厚度分别6 cm+6 cm+6 cm；北端2 900 m上面层为SMA-16改性沥青，下面层为AC-20型改性沥青，设计厚度6 cm+7 cm。该项测试，在沥青道面上钻取芯样共计50个，其中跑道区域20个。为防止钻芯对道面的破坏影响飞机的正常运营，取芯选择在飞机轮迹线以外、距离各区域边线约7.5 m的位置。抽芯深度为沥青面层全厚度，具体钻芯位置如图2所示。

2 数据分析

2.1 芯样表观状况

跑道道面面层芯样各结构层高度及层间接合条件描述如表1所列。

由表1可知，沥青面层结构较完整，仅19号芯样存在面层缺失现象，其余芯样厚度基本与设计情况相符。沥青面层之间层间结合状况较好，发生上面层与中面层之间的断芯现象，说明反射裂缝发展并不明显。

2.2 芯样体积参数

对20组芯样进行了毛体积相对密度测试，分层统计结果如表2所列。

从芯样体积参数检测及统计结果来看，上、中、下面层毛体积相对密度的变异性较小，碾压质量控制比较均匀。

2.3 料级配检验及沥青含量测定

测定跑道芯样沥青混合料级配及沥青含量。表3、表4和表5分别为上面层、中面层和下面层抽提级配情况。

由表3～表5可知，上面层混合料中筛孔尺寸2.36 mm及以下集料通过率偏低，低于级配下限，混合料中细集料含量偏低，矿粉用量偏低。沥青用量为6.23%，满足规范的大于5.5%的要求；中面层混合料级配筛孔尺寸13.2 mm及以上部分粗集料通过率超出级配上限，筛孔尺寸2.36 mm及以下部分细集料通过率低于级配下限，细集料含量偏低，混合料级配总体偏细，矿粉用量偏少。沥青用量为4.35%，满足4%～6%的规范要求；下面层混合料级配筛孔尺寸13.2 mm及以上部分粗集料通过率偏大，大于规范要求的上限，筛孔尺寸小于0.075 mm部分矿粉含量偏低，小于规范要求的下限，混合料级配总体偏细，矿粉用量偏低。混合料沥青用量为4.84%，满足规范4%～6%的要求。

图1 道面沥青混合料性能评价流程图

图2 沥青混凝土道面芯样分布示意图

表1 芯样表观状况表

表2 芯样体积参数分层统计结果表

2.4 水稳定性检验

为准确评价面层沥青混合料的水稳定性，采用了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对SMA和AC芯样的抗水损害能力进行测试评价。表6和表7分别为芯样马歇尔和浸水马歇尔试验结果。

表3 上面层抽提级配一览表

表4 中面层抽提级配一览表

表5 下面层抽提级配一览表

表6 马歇尔试验结果一览表

表7 浸水马歇尔试验结果一览表

试验结果表明，芯样流值偏大，均大于规范要求的上限，说明混合料抗变形能力较差；上面层（SMA-16）芯样浸水残留稳定度分别为73.58%，小于规范中的要求。表8为沥青混合料冻融劈裂试验结果。

表8 浸水马歇尔试验结果一览表

由表8可知上面层和中面层各试件冻融劈裂强度比TSR值均小于规定值80%。而下面层TSR值为88.6%，满足规范要求。

2.5 抗松散能力评价

为评价沥青混合料的抗松散能力，采用肯塔堡分散试验来测试沥青面层混合料在外力作用下的质量损失率。结果如表9所列。

表9 飞散实验结果一览表

3 维护建议

综合以上试验结果可以看出，沥青加铺道面芯样表观状况较好，面层结构较完整，厚度与设计值基本一致，层间结合状况较好，沥青含量满足设计要求。但是芯样由于0.15 mm以下的细集料偏少，材料的抗水损坏与抗松散性能不佳。考虑到上面层沥青混合料毛体积密度偏小，材料中矿粉含量偏低可能造成的空隙率偏大，道面表面渗水隐患大等问题，以及混合料的抗水损害能力偏差的实际情况。建议尽早考虑对沥青加铺道面进行全面的预防性养护措施，养护措施建议采用雾封层手段，可延缓沥青加铺材料性能进一步衰减。

雾封层采用的是溶剂型材料，基本可完全渗入道面。要求雾封层材料达到《民用机场飞行区场地维护技术指南》技术要求。表干时间的要求能满足不停航施工，涂布率通过场试验确定，通常为0.3～0.6 L/m2。实施雾封层后应对道面摩擦系数、渗水系数及构造深度进行测试，测试频率每公里不小于5个测试点。其中摩擦系数是确保施工后道面抗滑性能能够满足通航要求，渗水系数是评价雾封层的封水效果，这也是实施雾封层的主要目的之一，构造深度也是侧面反映道面抗滑性能的一个指标。在施工结束后进行跟踪持续观测，尽量做到原位测试，以便于数据对比分析。

4 结语

沥青道面混合料路用性能测试与评价是道面使用性能评价分析的重要内容，通过分析材料的实际性能状况，可以从机理上分析和解释道面病害形成的原因，并有针对性的提出养护对策。文中通过现场抽芯取样、室内试验的技术方法评价分析了流亭机场跑道道面沥青材料的性能，针对道面后期可能出现的病害提出了养护建议，对提高道面维修养护的科学化、定量化决策具有积极作用，对其他民用机场亦具有一定的借鉴价值。

[1]MH/T5024-2009，民用机场道面评价管理技术规范[S].

[2]AC-140-CA-2010-3，民用机场飞行区场地维护技术指南[S].

[3]JTG E60-2008，公路路基路面现场测试规程[S].

[4]JTJ052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].