橡胶沥青同步碎石封层技术在机场跑道改造中的应用

李文广

（北京中航空港建设工程有限公司，北京 101399）

前言：橡胶沥青同步碎石封层技术有着巨大的优势，它不仅可以避免路面上已有的病害扩展到整个路面上，还可以直接对冲路面使用性能的恶化，使得路面的使用寿命显著增加，进而使路面的服务效能明显提升。基于此，本文以某市机场的跑道为工程案例，分析在机场跑道改造过程中，橡胶沥青同步碎石技术的应用。

一、橡胶沥青同步碎石封层结构形成

由同一辆车负责沥青的喷洒和碎石的撒布，因此，这两种材料之间的距离极小，按照通常的道路施工速度，只需要经过一秒的间隔，便可以在沥青喷洒之后完成碎石的撒布，因此，可以将这两个工作环节视为同步进行。在如此短的时间间隔之下，橡胶沥青的温度较高，具有极高的流动性，当碎石与沥青接触时，沥青会因为自身的毛细管特性，直接流入碎石表面的纹理之中，并且，沥青将会紧紧包裹碎石，碎石被沥青禁锢，就不会发生封层脱粒的问题。

在完成沥青和碎石封层之后，接下来必须完成碾压的工作，让碎石处于更加稳定的状态下，在稳定到一定的强度之后，要进行面层结构的铺筑工作。此时，封层在沥青面层和基层之间形成一个软介层，该层的特性为具有较高的粘弹性。软介层可以借助沥青和碎石两种材料，将基面两层紧密结合在一起。鉴于此可知，在提升我国道路建设和养护技术、提高路面使用寿命的过程中，需要充分利用橡胶沥青碎石封层技术[1]。

二、橡胶沥青同步碎石封层技术性能及优势

（一）橡胶沥青同步碎石封层技术性能

1.防水性能

在完成橡胶沥青的封层之后，可以形成一层膜，用于防水，并将基层表面封闭，避免原先存储在基层中的水分逃逸，也可以避免外界的水分进入到封层之中，进而在基层顶面形成一个密封性优良的层，为基层的水化作用保驾护航，让基层的水量始终保持在合理的程度上，形成最佳的强度。同时，在封层中保留定量的水分避免流失，这样可以避免道路基层受到严重的流水侵蚀作用，延长基层的寿命[2]。

2.粘结性能

基层和沥青面层之间由于有橡胶沥青封层的存在，会产生较好的粘结性，可以显著提升沥青路面的质量。这是因为，路面的基面两层之间有效结合在一起有助于提高面层的强度，此时面层上经过车辆产生的温度变化也相对难以影响面层，不至于出现沥青面层被剥落的现象。此外，在沥青混合料的优势作用下，下封层可以与面层紧密结合在一起，进而达成了弱结合层，使得路面整体的强度得到显著提升[3]。

3.防裂性能

基层可以受到橡胶沥青封层的保护，来自外部的重型施工机械和行驶的大型车辆会对基层造成不可逆的损伤，临时交通的变道也会对基层产生影响，因此厚度一定的橡胶沥青封层可以保护基层免于受到上述因素的影响。同时，以往在水泥混凝土路面上铺设沥青容易导致反射裂缝的产生，面层会逐渐出现剥落的现象，导致外部的水分渗入路面中，此时有橡胶沥青下封面的帮助就会显著提升路面反射裂缝的形成，可以减轻路面承受的外部压力，这一类优势较多的下封层被称为应力吸收膜。

（二）橡胶沥青同步碎石封层技术优势

与其他碎石封层的不同之处在于，橡胶沥青碎石封层有着较为优异的粘结性能，可以显著延缓反射裂缝的生成，同时，防水性能优异，有着极高的耐久度。下面将详细展开论述：

首先是具有优良的橡胶沥青弹性。橡胶沥青从本质上来讲是一种具有粘弹性的粘结剂，因此，粘性较高是它的本质属性，而沥青的高温稳定性就体现在粘性上，沥青的粘性越高，抗击形变的能力就越强，橡胶沥青与碎石结合在一起，可以加倍提升路面的粘结力，可以有效防止水分渗入或者外溢。

其次，具有突出的抗老化性能。在轮胎加工的过程中产生橡胶粉，在生产轮胎的过程中存在其他的添加剂，使得就抗老化这一项性能来说，橡胶沥青要强于普通沥青数倍，并且橡胶沥青在弹性上有其他沥青不具备的优势，使得沥青路面更具柔性，能够更好应对各种裂缝。由此，橡胶沥青路面的使用寿命被延长了数倍，由于耐久度的提升，后续的维修工作可以延缓数年进行[4]。

最后，保护环境。橡胶沥青是一种改性沥青，具有环保型的特征，主要的来源为废轮胎的橡胶粉，使用废弃材料显著降低了其他材料的使用量，达到了资源节约的目的，并且与普通的沥青相比，橡胶沥青的性能极为优异，再加上较低的铺设成本，使得橡胶沥青的性价比处于较高的位置[5]。

三、工程案例分析

（一）工程概况

某市的机场跑道已经使用超过半个世纪，并且在上世纪末和本世纪初经过了多次的修缮，加铺了多次沥青混凝土。但是由于数十年的使用，机场的跑道路面已经裂缝丛生，突发性的损坏也屡见不鲜。为了保证飞机起飞和降落的安全，该市的机场管理部门准备再对该机场跑道进行加铺。

（二）橡胶沥青同步碎石封层方案的提出

由于航班往来频繁，因此施工不能影响航班的正常起降，在加铺的过程中，还需要使用沥青混凝土，但是就过去多次加铺的表现来看，即使使用沥青混凝土完成这次加铺，反射裂缝的问题也不会断绝，几年后还要加铺，费时费力。由于反射裂缝的存在，道路路面的服务水平将显著降低，为安全事故的发生埋下巨大的隐患。

反射裂缝的问题存在已久，因此，从上世纪六十年代开始，国外的研究人员就将目光集中在遏制反射裂缝数量上，开展了诸多的研究。我国在八十年代也开始了该项研究，并研究出相应的防范措施。包括：提升沥青混凝土材料的性能、加厚铺设沥青混凝土厚度、将土工织物置于沥青混凝土加铺层上，或者使用应力吸收层。

因此，在该市的这次机场跑道加铺过程中，将原有的沥青混凝土层较好地保留下来，但是由于以往的沥青混凝土层存在较多的反射裂缝，为了避免这些裂缝对新铺设的路面产生影响，使得新铺设的路面加快产生反射裂缝，提升本次混凝土加铺层的使用寿命，因此，机场跑道的设计人员在进行周密地部署之后，提出了以下两条措施：

其一是提升铺设沥青混凝土材料的质量。使得材料在低温的状态下也不容易被改变形态，并且有着较强的抗剪切的能力，同时，在高温的状态下必须具有较强的稳定性。其二是，吸收其他公路在铺设橡胶沥青过程中总结的经验，在本次加铺过程中增加一层橡胶沥青碎石封层，置于沥青混凝土加铺路面之下，经过论证分析，厚度为1cm，新增的这一层为应力吸收层，不仅可以防止水分的散失，还可以显著遏制反射裂缝的生成，保证在施工的过程中，飞机可以正常起降。

在原有的路面上铺设一层橡胶沥青，再在其上铺设沥青混凝土，可以将外来的盈利较好吸收，也会使得机场的跑道路面柔韧性增加，具有一定的弹力。同时，外来的应力在被消除之后，反射裂缝的生成概率将大大降低，即使生成裂缝，发展速度也极为缓慢。同时，在摊铺上层时，橡胶沥青碎石层中的碎石会嵌入上面的沥青混凝土中，使得两个面层可以更好地融合在一起，避免在层面之间产生滑动，造成安全事故。此外，中间多出一层橡胶沥青碎石路面，外部的水分进入路基就需要经过两层防护，难度极大提升。

但是由于是首次使用橡胶沥青路面，此前毫无经验，为了避免安全事故的发生，施工单位需要慎重考虑施工中的每一步方案。

（三）橡胶沥青同步碎石封层技术要求

1.橡胶沥青同步碎石封层车

在该设备的帮助下，喷洒沥青和撒布石料可以同步进行，这样橡胶沥青与石料之间将会充分粘合，并达到最大的限度，提高面层的稳定性。

2.封层施工工艺

喷洒沥青工艺：在正式的喷洒之前，必须完成现场的勘察工作，明确在此次施工中喷洒的沥青量；在喷洒的过程中必须保证均匀，因为沥青的温度难以控制，如果温度较低，沥青的粘性会增加，一旦喷洒不均匀，就会产生条文；应当在喷洒的起始位置放置毡布，避免其他区域喷洒上沥青，此举也有利于均匀喷洒沥青。

撒布碎石的工艺：与上述沥青喷洒一样，在撒布之前需要完成勘察工作，根据勘察的结果确定撒布的碎石量；在撒布碎石的过程中与橡胶沥青喷洒同步进行，在撒布的过程中同样要注重均匀性，如果某些地方撒布不均匀，后续的人工要及时弥补。

碾压工艺：在撒布碎石之后，必须立即使用压路机完成碾压工作，而且要使用脚轮压路机，避免碎石被嵌入轮胎中；压路机的速度要保持在每小时10 千米，避免速度过快，石子飞起，要重复碾压，至少三次；压路机在行驶的过程中要保证匀速前行，避免中断。

清扫工作：当封层施工30 分钟后，必须使用全自动路面清扫车将道路上的集浮石收集起来、然后完成最上层的沥青混凝土铺设。上层沥青混凝土的铺设要尽量缩短与下层橡胶混凝土层施工的时间间隔，两层绝不能分开施工。

3.机场跑道改造效果

在此次机场跑道的改造过程中，选用的橡胶沥青碎石层厚度为1cm，此次在机场道面加铺中使用橡胶沥青碎石层尚属国内首次，因此，此次施工具有重要的意义。在施工完毕之后，机场跑道性能良好，在施工的过程中没有影响到航班的正常起降。就最后的施工效果来说，橡胶沥青路面的厚度平均为0.7-0.8cm。在钻芯取样之后可以知悉，两层之间的粘合效果较好。

结论：通过文章的分析和研究可知，在机场跑道路面增设橡胶沥青碎石面层可以起到加固路面作用，可以防止外部的水分进入到基层中，可以有效遏制反射裂缝的生成，因此，值得在更多的道路场合应用。