瀝青跑道霧封層可行性研究

李 博

華設設計集團北京民航設計研究院有限公司 北京 101312

機場跑道道面承擔航空器起飛、著陸和滑行，是機場飛行區重要的基礎設施，對跑道道面進行定期的養護措施，旨在提升跑道的抗滲性能的同時防止瀝青道面集料因松散而造成的FOD現象。因此，對機場飛行區瀝青道面采取霧封層養護，對于保證機場飛行區運行安全，具有十分重要的積極意義。

1、跑道道面概況

北方某機場現有跑道長3200m、寬45m，可滿足E類及以下飛機的滿載起降要求；機場作為現代綜合交通樞紐，旅客吞吐量、運輸起降架次、貨郵吞吐量增長迅速。根據道面使用性能狀況及發展情況，為保障機場安全、平穩運行，該機場進行了跑道及相鄰滑行道道面整修工程，對跑道及部分相鄰附屬聯絡道瀝青道面上面層以及部分區域的中、下面層瀝青混凝土進行了置換；然而，由于該機場地處中溫帶大陸性季風氣候帶，其高緯度、溫差大的氣候特點不斷加速瀝青老化，與此同時，該機場近年來快速增長的航空業務量使得飛機荷載作用愈加頻繁，進而導致瀝青道面集料松散、剝落不斷加劇。根據跑道道面檢測報告及機場管理部門日常巡查情況表明，跑道道面表面現已出現粗集料松散、剝落損壞，道面FOD隱患開始凸顯，機場安全壓力難以有效釋放

2、工程技術方案及可行性分析

瀝青道面預防性養護主要包括裂縫填封、霧封層、石屑封層、冷薄層罩面（稀漿封層、微表封層和覆蓋封層）和熱薄層罩面（開級配、密級配和間斷級配）等施工技術，由于受不停航施工以及防范FOD非常嚴格等條件的限制，除裂縫填封、霧封層外其他養護手段不能適應機場的需要。霧封層以其施工工藝簡單，開放交通迅速，同時又能不損壞道面原有標線的特點成為機場跑道瀝青道面最適合的大面積養護方式。

霧封層是一種預防性養護措施不僅對道面滲水性能有著一定的恢復，還可以在一定程度改變道面松散剝落，降低FOD風險。

霧封層養護一般采用滲透性較高、粘結力較強的瀝青，且應具有一定的耐磨性、較好的防水性，目前多采用溶劑稀釋型的特殊瀝青。這種瀝青作為一種防護封層劑，通常采用特殊瀝青、高效助粘劑和防水油等材料制成。溶劑稀釋型的特殊瀝青具有良好的滲透性，可有效封堵道面上的微小裂縫。特殊瀝青通過添加一定的高效助粘劑，形成堅硬且韌性高的保護膜，從而具有較好的高溫性能以及低溫性能。使用一段時間的瀝青道面由于芳香烴等活性物質變性從而造成脆化老化，霧封層養護特殊瀝青的活性成分可延緩該現象，霧封層溶劑稀釋型瀝青材料的技術要求如表1所示。

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瀝青霧封層養護材料性能、外界環境因素、瀝青道面結構特性具有一定的內在關聯。霧封層施工前將通過施工試驗段對多種不同的材料相關路用性能指標的變化情況進行評價，從而提供霧封層材料選擇的依據。

在進行霧封層養護后為判斷養護封層施工的工程效果，可通過試驗段的一系列的室內外試驗測試，確保材料的有關性能滿足要求。本工程分為兩階段施工。第一階段施工時，先對標線區域利用模板或其它手段進行遮蓋，然后進行大面積涂布施工。第二階段主要針對道面標志標線區域進行，即待大面積涂布施工完成后，利用航后時間集中對標線區域采用高壓水除線、吹干、清掃、霧封層涂布及標線施劃的工藝流程進行施工。兩階段的工藝流程分別如圖1至圖2所示。

圖1 第一階段工藝流程圖

圖2 第二階段工藝流程圖

開放交通前，需要對道面因施工引起的污染物、建筑垃圾等清除干凈，以免產生FOD現象，影響機場開放運行。

3、工程質量檢驗檢測

霧封層養護工程施工時應對按照規定的頻率對工程質量進行檢驗，具體檢測項目、檢驗頻次和方法如表2所示。

表2 封層養護工程質量檢驗方法

跑道的抗滑性能對于飛機起降安全有著重要的影響，需要對跑道的抗滑性能進行監測。尤其是整個施工的過程及竣工后抗滑性能的觀測，以確保跑道的抗滑性能符合規范要求。FAA（國際民航組織）規定跑道在標準狀態下使用專用跑道摩擦系數測試車測試所得出的摩擦系數平均值不得低于管理規范標準所要求維護規劃值。而對于霧封層的封水效果的判斷，需要進行瀝青道面滲水系數檢測。參考《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2017）瀝青路面面層滲水系數技術要求，考慮到目前機場跑道瀝青道面滲水系數普遍較低的實際情況，封層涂布施工后滲水系數限值為50ml/min（SMA-13混合料）。

配合比、涂布率是評價及控制霧封層施工的重要指標。每單位體積混合料可以涂覆的面積稱為涂布率，單位為千克/平方米，可以根據道面具體的情況可做適當調整，調整幅度應不超過10%。配合比則是不同種成份的重量或體積比。涂布率及配合比需要通過試驗段的相關用量確定，以確保材料的相關性能可以通過各項質量檢測，確保摩擦系數值能符合規范要求。

霧封層材料噴灑后在短時間內，道面摩擦系數會有微小幅度降低，但噴灑材料在道面表面積留量少，只要養護時間滿足施工技術要求，封層乳液破乳成型后，道面摩擦系數即會提升，因此基本不影響道面的抗滑性能。

4、施工條件

瀝青道面霧封層施工和養護對氣候條件較為苛刻。在進行施工時空氣濕度應在70%以下、風力強度應在6級風以下、施工前后24小時內氣溫應高于10℃、并確保施工后24小時內無雨水天氣。根據施工要求，應選擇溫度較高、濕度相對較低的季節施工，以確保工程質量?？紤]到北方某機場場區氣候具有“四季分明，冬季漫長寒冷、夏季短暫炎熱以及春、秋季氣溫升降變化快”的特點，同時，結合相關的氣象資料，應在溫度適宜、降水量少的月份之間進行霧封層施工。

5、結束語

本項目實施后將產生良好的社會效益和國民經濟效益，經濟效益評價可行。機場運行相關部門認真探討不停航施工方案，保證施工期間的運行安全。霧封層預養護材料的選擇與材料的使用性能、外界環境因素、瀝青道面結構特性具有一定關聯，建議全面施工前及早進行材料專項研究及封層試驗段的研究工作。