摘要：近年来，加铺沥青混凝土在我国民用机场水泥混凝土跑道应用越来越广泛，但目前针对沥青复合道面的结构性能评价研究较少。本文通过分析沥青混凝土在我国的发展简述了沥青复合道面在我国的应用现状，介绍了机场道面的结构性能评价方式以及对沥青复合道面进行结构参数分析的方法和其中存在的问题，对构建符合沥青复合道面特点的评价体系进行了展望。
关键词：复合道面；沥青混凝土；结构性能评价
引言
据统计，截止2017年，我国现有的229个民用机场中有超过九成的机场跑道道面类型为水泥混凝土道面[1]。随着航空交通量及大型宽体飞机比例的快速增长，一些早期修建的机场水泥混凝土道面出现了道面承载力下降、道面破损、道面平整度满足不了机场运营要求等问题。对水泥混凝土道面进行沥青混凝土加铺形成沥青复合道面是进行结构补强或功能恢复的主要方式之一。
为保证道面处于良好的使用状态，需要定期对道面进行结构性能评价。但目前对于加铺沥青混凝土的复合道面结构性能评价研究较少。如果能根据评价内容对道面做出科学准确的评估，则可为机场养护、改建等活动提供有效的理论依据。
1沥青复合道面在我国民用机场的应用现状
国外在机场道面中较早应用沥青混凝土材料，并且数量大于水泥混凝土，其主要原因是国外石油工业发展较早，石油加工机械、技术先进，生产的沥青品种多、价格便宜。沥青材料、设备的供应和工程的实际应用形成了一体化。而我国自从上世纪五六十年代大量修建机场以来，道面结构一直以水泥混凝土为主，这也是由我国的国情决定的。我国的石油工业起步较晚，原油加工技术落后，沥青产量低，质量性能差（含蜡量高、温度敏感性大、热稳性和低温抗裂性均差），施工机械设备不完善。改革开放以来，随着我国石油沥青生产能力的提升、沥青道面施工机械设备的日趋完善、技术的不断提升，具备了应用沥青混合料修建机场道面的条件。且随着航空交通量以及大型飞机比例的增长，水泥混凝土具有的接缝多、养护复杂、平整度与舒适度差、施工后不能很快开放交通等缺点逐步显现出来[2]。
在水泥混凝土道面上加铺沥青混凝土具有可不停航施工、工期短、施工机械化程度高、养护方便等施工优点及沥青混凝土道面表面平整、行驶舒适、抗滑减震等良好的使用性能，在国际上被很多大型机场采用[3]。国内包括首都机场、虹桥机场、白云机场、流亭机场等四十多个机场进行了跑道沥青混凝土加铺，既保障了机场正常运营，又保证了飞行安全[4]。我国部分机场跑道已经历过数次加铺，以虹桥机场东跑道为例，已分别在1991年、1998年、2005年和2011年进行了四次加铺。
2道面结构性能评价
为保证道面处于良好的使用状态，掌握道面的使用性能，需要进行道面调查。道面调查包括日常巡查、紧急检查、详细调查、专项调查等四种形式。其中详细调查用于全面、准确掌握道面的各项使用性能，为道面维护管理的重要决策提供技术依据。我国民用机场道面评价管理技术规范（MH/T5024-2009）中规定：跑道、滑行道和停机坪道面至少每五年进行一次道面详细调查[5]。道面详细调查包括道面损坏状况调查、结构性能测试、功能性能测试等三方面内容。其中道面结构性能评价是判定道面是否需要加铺或重建等重大项目的重要决策依据。
在机场道面结构性能测试中，以落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，FWD）和重锤式弯沉仪（Heavy Weight Deflectometer，HWD）为代表的弯沉测试是世界各国进行机场道面测试的主要测试方法。落锤式/重锤式弯沉仪（FWD/HWD）具有原位测试、速度快、不破坏道面结构等优点，在机场道面结构性能测试中具有很大优势。其工作原理是控制具有一定质量的落锤从一定高度处自由下落作用于承载板上，对路表施加脉冲荷载，利用间隔一定距离的传感器测量路表的弯沉值，如图1所示[6]。至今，FWD/HWD已在60多个国家和地区得到广泛的应用。通过测试所得的弯沉盆信息进而分析道面结构层材料的性能，以掌握机场道面的状况，确保满足机场安全运行的需要。
图1 弯沉测试示意图
3沥青复合道面结构性能评价要点分析
目前我国利用HWD弯沉盆分析沥青复合道面结构性能参数的研究较少，对沥青复合道面的评价仅是按照加铺层厚度的不同把复合道面简化为水泥混凝土道面或沥青混凝土道面进行评价。
如果简化为水泥混凝土道面进行HWD弯沉盆反演分析，反演方式是基于弯沉盆面积指数法依次反算得到弯沉盆面积指数Aw、道面结构的相对刚度半径l、基层顶面的反应模量K以及复合道面板的综合弹性模量Er。但根据复合道面的HWD实测发现，复合道面板的弯沉盆与水泥道面弯沉盆存在差异，如图2所示。基于弯沉盆的差异，如果复合道面仍然采用与水泥混凝土道面相同的方式进行弯沉盆的反算分析，将会对后续计算的道面结构参数产生一定误差。
图2 复合道面与水泥混凝土道面弯沉盆对比
如果简化为沥青混凝土道面进行评价，一般只是取最远端传感器弯沉值，计算得到土基顶面的回弹模量E0这一结构参数，浪费了大量的弯沉盆信息。
4结语
机场道面是一个复杂的系统，影响道面的因素繁多且关系复杂，它涉及到工程设计、施工、使用等各个环节。针对目前应用越来越广泛的机场沥青复合道面，如果能充分利用道面检测的数据，对机场道面做出科学准确的评估，形成一套完整的评价体系，也将会促进我国民用机场的发展。
参考文献：
[1]罗俊.沥青道面在我国民用机场应用的研究[J].建材与装饰，2018（19）：281-282.
[2]史保华，王声.应用沥青混凝土修建机场道面的分析探讨[J].石油沥青，1998（02）：38-45.
[3]刘文.机场沥青道面设计指标及方法研究[D].同济大学，2008.
[4]贾逸勤.机场跑道进行沥青砼加铺的施工计划及安排[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（30）.
[5]MH/T 5024-2009，民用机场道面评价管理技术规范[S].北京：中国民航出版社.
[6]李萌.我国机场道面快速无损检测技术的发展[A].上海空港（第16辑）[C].上海世纪出版股份有限公司科学技术出版社，2013：6.
论文作者:赵纯明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
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