机场沥青道面结构设计与施工质量控制

吴显

（广东机场白云信息科技有限公司，广东广州 510470）

0 前言

在现代工业条件下，沥青道面是机场道面建设的最佳选择。该类道面施工效率相对较高，保养难度较低，对飞机而言具有良好的抗滑性和平整性，显著提高了飞行舒适度。在飞机起落全周期中，对道面性能要求较高。为减少停航维护对机场运行的影响，应科学设计道面结构，并且加强施工质量监控，提高建设质量，延长使用周期。

1 工程背景

工程项目为南苏丹朱巴国际机场项目，设计施工任务为机场沥青道面。该机场在1960 年左右创建，现滑行道为原机场跑道，道面损毁情况较重。本次施工前机场跑道为沥青混凝土跑道，规格为2400m×45m，道面裂痕、车辙明显，龟裂、块裂、风化病害等情况较严重，并且存在大量补丁，使用风险较高（见图1）。基于上述背景进行道面建设施工，以期优化结构科学性、使用安全性和舒适度。

图1 跑道路面病害情况

地质条件方面，最上层是第四系人工填土层（Q4ml），然后是沼泽相沉积层（Qh），其次是冲洪积地层（Qal+pl），最下层基岩层是元古代片麻岩（Pt）为主。水文条件方面，雨季可见径流地表水，旱季通常无地表水发育。跑道延长线地下水深度，南侧为0.39~2.60m，北侧为4.05~4.65m。建设场地可见大片元古代片麻岩暴露，或见第四系土层，以松散孔隙水、基岩裂隙水为主要地下水类型。

本次设计通过可行性研究，结合建设方要求，严格依据相关技术标准，符合行业要求。本设计严格执行国内民用机场同类道面设计规范要求、符合飞行区设计标准、符合公路沥青路面相关设计建设要求，符合国际民用航空公约要求，施工材料经过行业标准质量控制，施工技术达到行业标准要求。机场沥青道面施工涉及机场跑道施工、滑行道施工、联络道施工、道肩及防吹坪施工，均为沥青混凝土结构。

2 基础设计要求

本次工程的主要任务为修复改造原跑道，建设后跑道长度要求3100m。项目需要新建4 号联络道、停车场和服务车道。原有平行滑行道、道肩、垂直联络道及道肩、货运机坪需要予以修复。新建垂直联络道及道肩，跑道道肩，防吹坪，部分服务通道及客运停车场。基于净空要求，还需重建原1 号联络道及部分交接平行滑行道。项目中道面结构预期服役年限为15 年，道面荷载机型主要为波音767-200er、波音747。跑道延长段及新建联络道、修复段地基CBR 指数分别为12%、13%。

3 道面结构设计

3.1 跑道

基础情况：部分原跑道需要实施修复和部分新建。修复前主要问题为跑道道面出现严重损坏，道面表层状况PCI 参数为20左右，经过综合评价，显示道面状态为“极差”级别。在跑道中部分损坏为“报废”级别，PCI 参数不足10。观察跑道状态，可见松散、块裂、龟裂、集料磨光情况，并且可见若干处明显车辙，道面大部分为结构性损坏。经过道面状态分析认为，该处道面使用期间维护不足、长期重载以及自身结构承载力不足是病害的主要诱因。承载力分析显示，其ISM 指标约为58kN/mm，需要适度提高承载力。

修复后跑道沥青道面基本结构为：基层铺设含粘土粗砂80cm，其上铺设75cm 厚度砾石，然后在其上铺设25cm 厚碎石，最上层为10cm 厚度沥青混凝土。跑道延长段新建规格为700m×45m，道面基层结构为水泥稳定碎石结构，基层、面层中间使用土工布，以预防放射裂缝。结构建设过程为：①夯实道路地基，保证压实度达到96%；②铺设400mm 级配碎石层，压实度同前，CBR指标不低于80%；③铺设220mm 厚度水泥稳定碎石层，要求压实度为98%；④铺设土工布，预防放射裂缝；⑤铺设AC-25 型号沥青混凝土，70mm 厚度；⑥铺设AC-20SBS 改性沥青混凝土，厚度为50mm；⑦铺设SMA-16SBS 改性沥青混凝土，厚度规格为50mm。

修复段规格为2400m×45m，挖除两端沥青面层，使用沥青稳定碎石层进行重修，厚度为10cm。未挖除部分，评价具体病害情况，实施针对性整修，同样在面层、基层加设土工布预防放射裂缝。施工过程为：①调平层施工，使用沥青稳定碎石；②构建沥青稳定碎石基层；③铺设土工布防裂缝；④构建AC-25 沥青混凝土层，厚度为70mm；⑤构建AC-20SBS 改性沥青混凝土层，厚度为50mm；⑥构建SMA-16SBS 改性沥青混凝土层，厚度控制为50mm。

3.2 滑行道和联络道

基础情况：平行滑行道区域，沥青混凝土大面积缺失，可见砂砾石裸露。期间实施多次维修，因此道面承载能力不均匀，存在明显离差。1 号联络道、3 号联络道服役周期较短，道面表面相对完好。1 号联络道、平行滑行道相交处可见严重损坏。2 号联络道与跑道承载力、病害情况、损坏情况相似。1 号、3 号联络道具有相对较高的道面承载力。服役周期、道面结构层厚度是造成联络道差异的主要原因。

滑行道、联络道道面结构为：最底层为100cm 粗砂，粗砂上层为80cm 厚度砾石最上层与跑道路面一致，铺设沥青混凝土，厚度为10cm。

滑行道修复后道面结构为：①修建调平层，结构层为沥青稳定碎石；②水泥稳定碎石层，厚度为150mm，98%压实度；③土工布铺设在中间层，预防放射裂缝；④建设AC-25SBS 改性沥青混凝土层，厚度规格80mm；⑤建设SMA-16SBS 改性沥青混凝土层，厚度规格50mm。道肩修复后结构为：①基层使用原有道面结构；②修建水泥稳定碎石层，180mm 厚度，98%压实度；③修建AC-20SBS 改性沥青混凝土层，厚度为50mm[1]。

4 施工工艺和质量控制

4.1 裂缝施工

对于不同规格的裂缝应实施不同的处理方法，缝宽区间为3～5mm 时，首先应彻底清洁缝隙，使用压缩空气将尘土清除，然后选择热改性沥青作为施工材料，以灌缝撒料法进行裂缝封堵。对于规格超过5mm 的裂缝，将缝内杂物、松动缝隙边缘清除后，通常使用砂粒式（AC-5）沥青混合料对裂缝进行填充，然后进行锤实。当裂缝缝宽超过20mm 时，进行通常需要实施挖补，对裂缝部位进行修复。部分裂缝成因是超期服役，或者使用的沥青性能较差，抑或道面发生油层老化，裂缝面积较大或出现网裂情况时，观察其强度。轻度表现较好，进行刷透层和粘层处理，然后在其上铺设沥青混合料面层。在修补沥青道面裂缝时，应分析裂缝具体成因，评价实际病害程度，制定针对性修复方案[2]。

4.2 坑槽施工

规格较大的坑槽，即其面积超过0.5m2时，应使用铣刨机对道面进行铣刨处理。铣刨处理后，对道面面层进行重新修建。将碎裂的沥青块清除后，修整槽壁，并在其表面均匀涂刷粘层油。铺摊热拌AC-10 型号沥青混凝土。规格较小的坑槽即面积不足0.5m2时，以坑槽病害边缘位置为基础，向外扩展10cm，做出标记，要求标记为矩形，同时垂直或平行于道面中心线。沿着该条标记线，使用切割机实施切割，入刀深度应控制在3cm 左右。通过人工操作将线内损坏面层凿除，可见坚实稳定底面为止，深度要求大于等于3cm。在凿除操作时，槽壁应为垂直状态，并且保证槽底平整。然后将坑槽中尘土、杂质清除，再进行沥青混凝土浇筑[3]。

4.3 沉陷处理

修复道面时对于可见下沉的道面，经观察未见破损或见少量轻微裂缝，应使用粘层沥青涂刷、喷洒沉陷部位，然后在沉陷区域填补沥青混合料，实施压实操作，保证修复后道面平整。道面发生严重下沉时，或见道面矿料发生松动甚至脱落，可见道面坑槽，实施上述操作修复坑槽。道面发生严重的松散、风化或拥包后，或者对于轮辙较明显的路面，应挖出病害路面，使用沥青混合料进行铺筑修复。处理道面补丁时，应科学评价其损伤类别或病害严重程度，实施上述修复措施，予以对症处理。施工全周期应根据实际破坏情况制定针对性解决方案。当工程量变化是因为原道面灌缝及处治而产生时，应在施工现场进行三方确认，由监理方、设计方、施工方共同确认。

4.4 泛油处理

对于泛油不严重的局部地区，使用粗砂或石屑铺撒表面，厚度为3~5mm，再使用压路机进行压实。出现严重泛油时，铺撒5~10mm 碎石，再予以压实。泛油情况稳定后，再次撒石屑或粗砂，厚度为3~5mm，并压实。

5 结论

综上所述，在进行机场道面结构设计时，沥青道面结构具有显著的应用性能优势，施工可行性较好，可在短期内完成道面施工，使用周期较长，后续维护难度较低。本文以南苏丹朱巴国际机场为实际案例，分析了该类结构设计施工方法和技术要点。该类施工应结合施工实际科学设计结构，联合严格的施工质量控制，保证道面结构稳定性、舒适度。