机场道面养护管理与改造技术交流

.,机场道面养护管理及改造技术,2015年5月30日,.,.,戴征：西北民航机场建设集团副总经理总工程师高级工程师联系方式：13571859621029-88785695E-mail:812854274,.,交流主要内容,机场道面白改黑技术沥青混凝土道面维修技术沥青混凝土道面预防性养护技术机场道面养护管理信息系统,.,2012年年底，我国境内民用航空（颁证）机场共有183个（不含香港、澳门和台湾，下同），其中定期航班通航机场165个，全国机场平均密度为每10万平方公里1.78个；按经济地理分布，东部地区41个、中部地区25个、西部地区69个、东北地区12个；按地区划分，东北、华北、华东、中南、西南、西北6个地区的机场数量分别为12个、18个、37个、25个、31个和24个。预计十二五末，全国民用机场将达到230个。,全国民用机场的简单概述,.,.,民用机场场道道面的发展状况：,我国民用机场跑道历来以水泥混凝土为主，在上世纪90年代以前，道面基本都是水泥混凝土道面。1988年上海虹桥国际机场首次加铺沥青混凝土面层后，全国民用机场不论是在新建还是改扩建才陆续使用沥青混凝土道面结构。,.,目前新建跑道也已采用沥青混凝土结构。昆明新机场的两条跑道、西宁机场跑道、克拉玛依机场跑道、吕梁机场跑道等很多机场均采用。,.,目前新建跑道也已采用沥青混凝土结构。昆明新机场的两条跑道、西宁机场跑道、克拉玛依机场跑道、吕梁机场跑道等很多机场均采用。,.,一、机场道面白改黑技术,.,“白改黑”的必要性,舒适性：平整、低噪音便利性：施工、养护维修,.,“白改黑”直接罩面关键技术,详细的病害调查彻底的病害处治可靠的方案设计优良的材料组成设计严格的施工过程控制,.,病害调查,.,病害处治,破除旧板并设置拉杆,错台打磨,注浆,路面坑洞修补,.,“白改黑”方案设计的关键,增强结构层的抗反射裂缝能力改善沥青混凝土的高温稳定性提高表面层的抗滑性能,.,跑道特殊部位出现的问题1、目前使用沥青混凝土作为跑道面层结构层的机场，很多机场的端联络道都出现了不同程度的车辙和拥包现象。尤其是南方的机场。2、跑道端飞机转弯处，由于轮胎扭切易造成沥青混合料被搓起的现象发生。,.,.,.,反射裂缝防治技术（一）,聚酯玻纤布：在室内研究基础上，于2003年首创性地将聚酯玻纤布应用于高等级公路中预防反射裂缝，取得了良好的使用效果,.,反射裂缝防治技术（二）,橡胶沥青应力吸收层：橡胶沥青更好的弹性性能提供了优良的抗裂能力及粘结性能,.,增强结构层抗反射裂缝措施,自粘式聚酯玻纤布+橡胶沥青应力吸收层的组合技术,.,改善承重层高温稳定性-高强沥青混凝土,粘韧性明显大于PG76-22改性沥青，表现出更大的强度G*/sin明显更大，表现出更好的高温性能PG高温等级达到82，高温稳定性更好,.,高强沥青与PG76-22SBS改性沥青技术指标的对比,粘韧性明显大于PG76-22改性沥青，表现出更大的强度G*/sin明显更大，表现出更好的高温性能PG高温等级达到82，高温稳定性更好,高强沥青的技术优势,.,力学性能-劈裂试验,无论是哪种级配的沥青混合料，高强沥青混凝土的劈裂强度都明显更大，较SBS改性沥青混凝土增加30%以上,高强沥青混凝土性能特征,.,力学性能-动态模量主曲线,频率对于高强沥青混合料动态模量的影响更小，尤其是在低频条件下（对应高温），高强沥青混合料的动态模量明显大于SBS改性沥青混合料相同试验条件下，高强沥青混合料相位角小，说明高强沥青混合料具有更好的弹性，不易产生永久变形,高强沥青混凝土性能特征,.,高温性能-车辙试验,无论采用何种级配，高强沥青混凝土的动稳定度最大，均在10,000次/mm以上，且总变形最小，60分钟的车辙试验后总变形均在1mm以下，尤其后期变形很小，可见，高强沥青混凝土具有优良的高温性能,高强沥青混凝土性能特征,.,高温性能-动态蠕变试验,试验条件,试验温度：60轴压：0.7MPa围压：0.1MPa加载周期为1s，包括0.1s半正弦压力荷载和0.9s间隔,高强度改性沥青混合料在10000次的作用次数下，没有出现破坏阶段，表现出优良的高温稳定性,高强沥青混凝土性能特征,.,抗滑表面层（SMA-13）,概念SMA（StoneMasticAsphalt）即沥青玛蹄脂碎石混合料按照内摩擦角最大的原则，以间断级配的粗集料形成相互嵌挤的矿料骨架按照空隙率较小的原则，以沥青玛蹄脂填充骨架的空隙形成一种骨架密实结构的沥青混合料“三多一少”的技术特征粗集料用量多：7080%沥青用量多：5.86.5%矿粉用量多：8-10%细集料用量少：1520%,.,SMA技术优点,抗车辙能力强：粗骨料的相互嵌挤低温抗裂性能好：沥青用量多，柔韧性好耐久性优：空隙率小构造深度大：粗集料含量高噪音低：减少路面噪音2-5DB使用寿命长：初期投资高，寿命周期成本低,.,抗滑表面层（PAC-13）,抗滑与安全性：宏观构造可以改善路面的抗滑性能，从而提高行车安全性排水：大孔隙提供了排水通道，使雨水能迅速下渗向路边缘排走吸音降噪性能：孔隙使压缩空气有空间消散，压缩比低，行车噪音小,.,推荐机场道面白改黑技术方案（一）,.,推荐机场道面白改黑技术方案（二）,.,二、沥青混凝土道面维修技术,.,沥青混凝土道面典型病害,裂缝类（反射裂缝）高温变形类（车辙、拥包）,.,常用裂缝处治措施,耐久性差，不能从根本上解决裂缝病害,裂缝维修技术,.,挖补方案处治裂缝,裂缝铣刨或开挖贴布,从根本上处治路面裂缝,裂缝维修技术,.,处治裂缝方案示意图,.,挖补方案处治裂缝有效性分析工程实例,裂缝维修技术,.,车辙病害处治措施,微表处铣刨加铺就地热再生,造价低、交通影响小耐久性差、噪音大,有效性好造价高、工期长,设备昂贵、性能有待于验证,经济性与合理性,易密实沥青混凝土(ECA)处治车辙技术,车辙维修技术,.,ECA材料组成及特征,ECA-6.7主要用于填补车辙，组成材料包括：玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂、高强沥青ECA-10主要用于罩面，组成材料包括：玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂、PG76-22SBS改性沥青,ECA-6.7沥青混凝土适用的厚度范围为：1.3cm2.2cm，宜选用1.5cm和2.0cmECA-10沥青混凝土适用的厚度范围为：2.3cm3.0cm，宜选用2.5cm和3.0cm,车辙维修技术,.,ECA车辙填补技术,新铺沥青道面结构,产生车辙的沥青道面结构,铣刨后的沥青道面结构,填补ECA后的沥青道面结构,车辙维修技术,.,ECA车辙填补施工过程,车辙维修技术,.,裂缝处治后罩面技术,沿裂缝开挖旧道面自粘式聚酯玻纤布贴缝AC-13或SMA-13填补易密实沥青混凝土ECA薄层罩面,裂缝车辙综合维修技术,.,开槽后热沥青封缝,裂缝处理后罩面技术,.,聚酯玻纤布贴缝后回填沥青混合料,裂缝处理后罩面技术,.,旧路拉毛,裂缝处理后罩面技术,.,高粘度乳化沥青黏层油撒布,裂缝处理后罩面技术,.,现场摊铺,裂缝处理后罩面技术,.,现场碾压,裂缝处理后罩面技术,.,开放交通后,裂缝处理后罩面技术,.,三、机场道面预防性养护技术,.,沥青混凝土机场道面预防性养护技术沥青膜表面修复技术（AMRT）,AMRT技术特点AMRT适用条件AMRT技术指标要求AMRT施工质量控制AMRT在西宁曹家堡机场中的应用,.,AMRT的定义,AMRT是一种含砂的雾封层技术，可以修复沥青混凝土表面沥青膜AMRT材料由特种乳化沥青、砂（细集料）、聚合物改性剂和催化剂组成AMRT表面沥青膜修复技术，在机场、公路、城市道路及停车场各种路面中，防止路表沥青膜剥落引起的各种病害，并起到美化路面的作用AMRT技术具有快速开放交通、降低养护成本、减少后期投入等优势,.,雾封层的分类,从雾封层材料组成成分来看，包括乳剂型雾封层和油剂型雾封层乳剂型雾封层材料即应用较普遍的雾封层材料，通过对乳化沥青进行改性，以到达其功能要求油剂型雾封层一般呈黑色状，由精制沥青、再生剂、溶剂及其助剂组成，材料中基本无水,因此，从材料类型来讲，雾封层可以分为以下几种常见类型：(改性)乳化沥青型封层、煤焦油封层、有机硅封层、复合型封层等,.,传统雾封层技术特点,属于乳化沥青型封层雾封层修复路面松散病害的持续时间不到1年雾封层的密水效果持续时间不足1年雾封层应用不当将会大幅降低路面的构造深度和摆值，从而降低路面的抗滑性能,.,含砂雾封层技术特点,为了解决传统雾封层抗滑性能差的问题，由普通的雾封层技术演变而来更为优秀的早期预防养护技术含砂雾封层技术属于复合型雾封层在发达国家得到了广泛应用使用周期：一般2-4年,.,AMRT技术优点,AMRT包裹着一定掺量的细砂，可提高路面的抗滑性能。沥青砂混合物流动性很好，还可能渗透、填入到路面微裂缝中或空隙中，起到填充和封水的作用AMRT含有聚合物改性剂等材料，可以延缓路面胶结料的老化，使得路表沥青材料的性能得到一定的恢复，能够保持或加强沥青与集料的粘结性能AMRT各种材料组成具有合理的配方，形成一层很好的保护层，抗磨耗性能很强并保持长久AMRT其独特的科学配方可减少路面受到紫外线的侵袭和影响，对改善和恢复路面色泽作用持久该技术是一种环保的养护技术，在生产和施工过程中不会产生对环境和人体产生有害的挥发物质，现场施工人员无需佩戴防毒护具，现场无有毒挥发物质和刺激性气味,.,AMRT功能特征,.,.,AMRT应用的时机,沥青混凝土机场道面正常使用几年后，道面开始出现沥青膜损失、轻微疲劳龟裂、损失细骨料现象，且其渗水性大大提高，路面水经过孔隙、裂缝进入到沥青混凝土中，进一步加速了道面的损坏在这一时期，路面处于基本完好时期，但如果不进行及时处理，会导致集料脱落、网裂、龟裂、坑洞等路面破坏,.,含砂封层适用的道面状况,道面使用时间较长后出现沥青膜脱落及微小裂纹沥青路面由于施工方面的原因，造成孔隙率较大，渗水系数达不到要求，需要采取补救措施沥青路面经过多次修补，“补丁”过多影响了整体美观,.,AMRT适用的道面结构,AC沥青混凝土道面SMA沥青混凝土道面SUPERPAVE沥青混凝土道面橡胶沥青混凝土道面（ARAC）排水性沥青混凝土道面（PA、OGFC）,.,AC路面,SMA路面,.,AMRT适用的道面条件,道面表观上较为平整、构造深度较大、车辙较小、没有明显松散和坑塘，具体指标体现为：车辙深度小于8mmIRI小于2.3m/kmPCI大于90SFC大于40构造深度（mm)大于0.55摩擦系数(BPN)大于42,.,AMRT技术要求,材料要求设备要求工艺要求,.,材料要求特种改性乳化沥青,.,细集料可以包含一定比例的工业废弃物，但其中不应含有因水泥结块或结团的材料和有害物质。细集料最大粒径不超过2.36mm细集料的添加比例根据施工原路面的路表粗糙程度及总体摊铺量来确定，范围在15%25%,材料要求专用细集料,.,水一般不用添加，如果必须添加必须是干净并可饮用的水，没有有害可溶性盐类。搅拌过程中发现粘度过大，AMRT可以加入1%的外加水，搅拌后取样检测粘度必须达标AMRT应严格控制外加水的量，加水过多会影响产品稳定性,材料要求水,.,混合料的配比控制,.,设备要求,采用专用洒布车工作压力设定在4Mpa以上，行车速度控制在3.0-5.0公里/小时，以保证喷洒的材料用量整机设备具有每天可完成800015000平方米两层的喷洒能力,.,施工工艺-现场准备,喷洒前，应将沥青面层表面清扫干净，去除所有异物的碎屑（泥土、沙砾、泥砂等），用森林灭火器吹净杂物，用清水冲洗，水分必须蒸发干净、晒干AMRT材料不能在雨天或雾天施工，施工前后的路面和空气温度宜在10之上,.,防止污染,特定尺寸的胶带保护好标线、箭头、文字等。胶带尺寸为根据标线尺寸定制的15或20公分对于保护路沿石清洁，绿化不受污染等，则需要用挡板遮挡喷杆边缘，以防止强大压力下喷溅出的雾状细料造成黑色污染,.,接头平顺,在起步和终止位置铺设35米宽工程纸或彩条布，以准确进行横向衔接施工完对车辆喷洒不到位的地方用人工补齐,.,喷涂层数及用量,对于路面构造深度较大的排水路面、SMA路面可以喷涂两层混合料的方法，以延长该材料的寿命。而对路面构造深度一般的路面（AC或SMA路面）也可喷涂一层混合料,.,开放交通时间,正常情况下喷洒完第一层后干燥1小时后即可喷洒第二层，在有阳光的情况下，约2小时即可开放交通,.,施工过程中的检测评定方法,.,交工验收评定方法,.,AMRT施工流程图,.,AMRT在西宁曹家堡机场中的应用,.,试验段区域及方案,.,施工准备,9月3日，人员及机械设备到场并按照机场指挥部及相关单位的要求提前办理了人员及机械通行证9月4日，23:30-24:00进场前人员和机械准备9月5日，00:00-00:30过安检进场；00:30-01:00进入试验区域,.,施工过程,01:00-01:30冷吹车吹扫道面，洒布车调试及材料搅拌，喷洒区两端铺贴土工布保护，喷洒前原道面构造深度、摩擦系数、渗水系数检测,喷洒过程中对实际洒布量进行了测定，对局部喷洒不到位的地方进行人工涂布，喷洒完成后清除两端铺贴的土工布，试验区域封闭养生；05:30-06:00清理干净施工现场，人员及机械退场,.,施工现场,.,表干、终干时间测试,.,施工后的表观效果,.,构造深度检测,.,摩擦系数检测,.,渗水系数检测,.,试验段初步结论,AMRT雾封层材料道面构造深度、摩擦系数及渗水系