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摘要：机场不停航施工条件下，跑道道面大宽度摊铺沥青混凝土易产生离析，减少离析现象的发生，是确保跑道沥青混凝土施工质量的关键。本文通过对沥青道面大宽度不停航摊铺离析的所有影响因素分析，通过优化沥青混合料的配合比设计、提高施工过程摊铺机螺旋布料器中混合料的高度，以及确定合理的摊铺速度，达到控制跑道沥青道面大宽度不停航摊铺施工质量的目标，对同类项目的施工质量控制具有借鉴意义。
关键词：不停航施工；机场跑道；沥青道面摊铺；抗离析控制
1前言
机场项目的不停航施工是指在保证机场可以正常运营、不影响机场安全或者仅部分时段关闭的情况下，在飞行区开展施工和维护工作。不停航施工将导致项目施工工期紧、有效工作时间短，施工组织能力要求增高，技术难点加大；其沥青道面施工，施工组织和工艺与机场完全关闭情况下或道路工程中的沥青面层施工存在较大不同。特点主要表现在对跑道道面沥青混合料技术要求，以及结构层的布置以及施工工艺方面要求均较高；其中，如何保证摊铺过程中的施工质量是沥青集料离析控制的重点和难点。本文以非洲某机场改扩建项目为例，通过查找、分析沥青集料离析的原因，采取相应措施，从而达到保证沥青道面施工质量满足要求的目标。
2概述
非洲某机场跑道将对现有2400m跑道加铺沥青道面，延长跑道长度至3100m，同时两侧各建7.5m宽道肩，面层结构如图1、2所示，飞行区等级由4C升级为4D，满足波音767-200型飞机起降。项目在施工过程中，为保证不停航，实现第二天顺利通航，跑道45m宽道面范围内必须进行全断面摊铺，项目采用4台德纳派克SD2550CS沥青混凝土摊铺机，每台摊铺机摊铺宽度11.25m，为大宽度摊铺。
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图1 现有跑道修复道面结构图
3试验段沥青道面离析情况调查与研究
由于在施工过程需大宽度摊铺沥青混凝土，沥青混凝土摊铺机螺旋布料器运送混合料距离越长，越容易造成粗细集料的离析。离析分为级配离析和温度离析，贯穿于沥青混凝土道面的整个生产过程，每个生产环节都可能产生离析；粗集料集中的地方沥青道面的空隙率较大、沥青含量低，易导致沥青道面产生水损害及耐久性降低，从而产生疲劳裂缝、坑洞以及剥落等其它病害；细集料集中的区域沥青道面的空隙率小、沥青含量大，容易产生车辙、泛油等病害。
3.1试验段沥青道面离析情况调查
项目在机场范围内选取一块2×11.25m×50m的开阔场地开展AC-20沥青道面试验段施工，为下一步的沥青道面施工总结经验及选取合理的施工过程控制参数。施工结束后，对沥青道面大宽度摊铺存在离析的部位进行检查和统计。
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由表1可知，沥青道面的离析现象主要可以归纳为：摊铺边缘离析、其他离析、泛油。其中由于大宽度摊铺，螺旋布料器加长引起的摊铺边缘离析为主要离析。
3.2离析原因分析
在施工工程中，通过调查分析、现场验证及分析验证三种方法，对沥青道面产出离析的主要原因进行确认，详见表2。
表2沥青面层离析要因分析及确认
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由表2可知道造成沥青道面离析的主要原因如下：
（1）进行大宽度摊铺，螺旋布料器加长，造成离析；
（2）混凝土中粗、细集料过多或SMA间断级配造成离析；
（3）不停航摊铺造成离析。
4抗离析的方法与应用
4.1优化沥青混合料配合比设计
一般来说，混合料中集料最大粒径越大，离析的可能性越大；集料级配曲线接近最大密度线的混合料，离析的可能性小，与最大密度线成反“S”形交叉的级配最容易离析；间断级配比连续级配更容易离析。在混合料VMA、空隙率、稳定度等指标符合设计要求的基础上，选择混合料均匀性最好的配合比进行试验段试铺。根据现场多次反复试铺的效果确定混合料配合比的级配曲线：
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图4 SBS改性AC-20级配曲线
4.2优化螺旋布料器，保证混合料的高度
针对大宽度摊铺，螺旋布料器加长，造成离析的情况，采取以下措施：
（1）可选择配备有大直径、低转速螺旋布料器（低速大扭矩马达）的摊铺机，提高螺旋布料器的输送率，降低转速，从而减少不同物料颗粒之间的惯性差异，降低前期离析程度。
（2）在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动，降低螺旋布料器的高度，并使混合料的高度超过螺旋布料器2/3以上，这样使得物料从中间向两边运动是整体移动，避免不断翻滚，导致粗细料的分离。
（3）在螺旋分料器两端装反向螺旋叶片，使混合料在分料时两端形成二次拌和，减少粗细粒料的堆积，从而有效地抑制离析现象。
（4）控制适宜的送料仓高度；均匀操作送料器和布料器。
（5）在摊铺过程中，摊铺机两侧设置专业的技术人员，对摊铺全过程进行监控，并及时与摊铺机司机沟通，发现问题及时调整。
4.3确定合理的摊铺速度，提前备料
沥青混凝土摊铺时，摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以减少粗细集料的离析和温度离析，提高平整度。为实现不停航，45m跑道范围内4台摊铺机全断面摊铺，两座沥青拌合站，及时供料存在困难，为保证摊铺连续、稳定，必须经过精确计算，确定合理的摊铺速度。
以AC-20普通沥青混凝土下面层为例，摊铺最小压实厚度10cm，45m跑道道面范围内每延米沥青混凝土重量为11.025吨；两台日工3000型沥青拌合站每小时产量分别为240吨；两台沥青拌合站每小时产量可摊铺长度为43.5m；在不压料的情况下，沥青混凝土摊铺机的摊铺速度为0.725米/分钟。规范要求关于普通沥青混合料摊铺速度宜为2～6米/分钟，摊铺速度过小。
考虑沥青下面层摊铺涉及到“除胶-清扫道面-旧跑道洒热沥青灌缝修复及补坑修复-锨刨上一次临时接坡--清扫接坡-洒热沥青-人工铺土工布-土工布碾压-放控制桩-放平衡梁-摊铺沥青-碾压-做下一道临时接坡--设备退场-临时标线-洒水降温-清理跑道”等一系列工序，，为保证第二天顺利通航，经过精密策划和安排，每晚摊铺沥青100米，摊铺速度按2米/分钟，摊铺时间50分钟；摊铺沥青混凝土1102.5吨，沥青拌合站需要拌合138分钟，因此拌合站需要提前88分钟进行备料704吨，沥青混凝土采用大型自卸车运输，每车装料36吨，提前备料20车。
5结语
本文通过对沥青道面大宽度不停航摊铺离析的所有影响因素分析，通过优化沥青混合料的配合比设计、提高施工过程摊铺机螺旋布料器中混合料的高度，以及确定合理的摊铺速度，以达到控制跑道沥青道面大宽度不停航摊铺施工质量的目标。施工过程中，对沥青混凝土SMA-16面层的外观质量进行了检查、统计，随机选取800m2道面进行检查，表面平整密实，无泛油、松散、裂缝、离析、花白料、结团成块现象，沥青混凝土道面外观质量符合规范要求。
参考文献
[1]袁积尧沥青路面大宽度摊铺工艺及离析控制建筑建材装饰2010年8月第11卷第77期
[2]曹超沥青路面摊铺离析的产生与控制建筑建材装饰2016年第08期
论文作者:韩彬,卞亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/16
标签：沥青论文; 跑道论文; 混凝土论文; 布料论文; 宽度论文; 螺旋论文; 面层论文; 《防护工程》2018年第27期论文;