浅析机场沥青道面快速检测技术

余国祝

摘要：为针对机场沥青道面快速检测技术进行研究，本文首先分析传统路面检测方式弊端，并论述机场道面快速检测技术应用必要性，然后将目前机场道面易产生的病害进行汇总分类，并逐一介绍对应的各类快速检测技术，分析各机场道面快速检测技术优劣，这对我国机场道面建养与检测发展有重要借鉴意义。

关键词：机场沥青道面；快速检测技术；病害；建养

0引言

机场作为城市及空中运输组成部分是综合运输体系的重要措施之一，通过我国几十年的发展建设，民用航空业已颇具规模，首都机场年旅客吞吐总量达到7000万人次以上，系亚洲第一，世界第二，据我国机场规划，至2020年民用机场总数将达到244之多，随着我国航空业日益发展，巨大旅客流量在带动各行业经济发展之时，对机场道面产生的压力也随着增大，由此可以预见，机场建养、改造与养护维修工作量也随之急速增长。

我国机场道面结构主要分为刚性道面与柔性道面两种，刚性道面常由水泥混凝土材料建造，柔性路面常由沥青混凝土材料建造，据统计，建国以来我国现有机场修建中水泥混凝土道面占90%以上，但由于我国民航企业发展迅速，水泥混凝土道面弊端渐渐凸显，早年修建设计水泥混凝土道面已与时代需求脱节，并且其建设养护时间过长，产生的多数病害会极大影响民航机运营，而沥青道面由于近年来高速发展，其维修养护便捷、行驶平稳舒适、施工周期短等优点愈发明显，目前国内各大型机场掀起一股飞行区改扩建、修复道面热潮，因此针对机场沥青道面进行检测研究是我国民航企业发展需重视的关键环节。

1传统路面检测方式弊端

传统的机场道面检测方式与公路沥青路面检测方式大致相同，本文针对路面平整度、抗滑性能与路面状况评价指标等检测方式进行汇总，详见表1。

传统针对沥青道面检测方法原理简单，并且能真实反应沥青道面实际情况，但其弊端主要在于：（1）我国大型机场航空交通量增涨速度高于设计考虑速度，导致道面病害的数量和出现频率增加明显，但随航班量增长，机场运行时间延长，用于道面维护时间也相应减少，而机场道面传统检测普遍耗时较长；（2）传统方法普遍属于有损检测，对原有道面结构会造成一定程度上的损伤。

2新型沥青道面快速检测技术

2.1探地雷达

探地雷达原理是利用不同介质电性差异，通过发射器发射高频电磁波，当电磁波在介质传播过程中遇到存在电性差异的界面时会发生反射作用，继而接收器接收反馈电磁波，通过中央处理器分析反射电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征以推断检测品的各性能指标。采用探地雷达优势在于：其探测速率高、检测无损伤等优点。

探地雷达在机场道面性能检测中的应用主要有以下三个方面：

（一）道面结构层厚度。道面厚度是衡量道面结构性能的关键指标之一，按前文所述可知，以往检测道面厚度常采用钻芯法，操作繁琐，并且对道面有损伤，而采用探地雷达可以较快较准确的进行厚度检测工作；

（二）道面探伤。采用探地雷达进行道面检测时，当机场道面内部有裂缝时，同样会引起电磁波产生反射，并可以精准判断裂缝位置与尺寸大小，探地雷达精度越高其能检测出裂缝尺寸越精确；

（三）脱空判定。道面下部基础出现支撑减弱的情况，严重的会使基础与道面间完全分离。脱空形成的原因大致分为三类：a.唧泥式脱空，由于道面与下部层结构中存在水分，在飞机荷载作用下将下部基层松动材料带动与道面表面，产生唧泥，长期以往产生脱空；b.温度翘曲脱空，由于沥青道面是基于原水泥道面加铺建造而成，两种材料在温度作用下膨胀大小不一样，在温度长期变化下，容易导致沥青道面与原道面产生分离；c.基础性脱空，由于基础出现不均匀变形或沉降，导致面层与基础之间出现脱空。使用探地雷达可以检测出现明显脱空的道面位置，但精度不高。

2.2落锤式弯沉仪

FWD能模拟汽车动荷载对沥青路面施加瞬间冲击作用，反馈路面瞬时变形情况，其测试原理为：FWD通过电脑控制其液压系统提升一下落重锤对路面施加一个脉冲荷载，产生的脉冲荷载是对车轮荷载的模拟，荷载大小通过调节重锤的提升高度可以在极大范围内进行调整，当施加首个脉冲荷载后立刻由荷载传感器测量记录并通过直径为300mm的承载板传递到路面，使路面产生变形，这些变形由FWD中多个传感器进行测定，并由电脑进行采集并换算为弯沉值，同时提供动态弯沉盆图以供人们分析评价路面结构性能。

落锤式弯沉仪在机场道面性能检测中的应用主要有以下两个方面：

（1）脱空判定。一般来说，当基层为半刚性基层，且基层整体性好时，脱空一般发生在基层与土基之间；采用落锤式弯沉仪进行脱空判定时应根据表2所示标准评价。

（2）道面结构参数

采用FWD对机场道面进行弯沉检测后，可对其弯沉数据进行反演，基于规范《民用机场水泥混凝土道面设计规范》（MH5004-2009）計算基层顶面反应模量与基础强度值。

2.3无核密度仪

无核密度仪工作原理是利用仪器本身感应盘产生环形电波，测量混合料介电常数，混合料中由于存在空隙将影响电波传递速度与方向，使混合料介电常数发生变化。

无核密度仪在机场道面性能检测中的应用主要有以下两个方面：

（一）道面压实度。压实度作为保证沥青混凝土道面面层结构强度和使用寿命的重要指标，直接影响沥青混凝土道面的整体强度、稳定性以及长期使用的耐久性。采用无核密度仪进行道面压实度检测时，通过接收器将信号转换为密度指标读数从而测定密度检测值大小，在PQI设置菜单中输入所测路面材料室内马歇尔密度即可直接获得相应压实度读数；

（二）道面离析。离析是指某一区域内混合料集料与沥青含量不均匀，使铺筑沥青路面这一区域级配与设计级配不符，路面将失去其路用设计强度。采用无核密度仪进行道面离析评价时是将压实度数据与室内测试最大相对理论密度换算空隙率值。

2.4激光路面测试仪

采用激光路面测试仪进行道面表观性能检测时，能通过激光扫描道面，通过对应于轮迹位置的激光传感器测得距离路面的高度，随着车辆的行驶可以得到路面纵向断面，通过中央处理器进行图像处理，能检测道面平整度指数IRI、车辙深度RuT、路面构造深度SMTD、行驶质量指数RQI等参数。

3结语

本文为针对机场沥青道面快速检测技术进行研究，首先分析传统路面检测方式弊端，并论述机场道面快速检测技术应用必要性，逐一介绍对应的各类快速检测技术，各道面快速检测技术原理与应用，对我国机场道面建养与检测发展有重要借鉴意义。endprint