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【摘 要】 在大连机场道面检测和灌浆实验基础上，通过对现场检测数据的具体分析，对飞行区道面破损原因及加盖沥青混凝土方案进行了全面论述，为机场道面病害处置提供一定借鉴。
【关键词】 大连机场；混凝土道面；道面检测；灌浆；加盖沥青砼；应用
0、引言
大连机场是国际定期航班及国内重要干线机场，飞行区技术等级为4E类。1984年机场进行过扩建，并对原跑道进行了延长和加铺盖被。将跑道向西延长1，100m，向东延长110m，并在原跑道上面加铺盖被，扩建后的跑道全长达到3300m，宽45米。同期建设了一条平行滑行道，全长3186米，跑滑间距218米。原有道面为水泥混凝土道面，道面厚度均为37cm。
经过多年使用后，道面已出现一些掉边，掉角和局部断裂等现象，跑道道面破损较为严重。为达到民用机场飞行区技术标准，满足机场运行安全管理规定，需对道面进行必要的检测与评价，并据此提出改造方案。
本文以机场道面检测数据为依据，结合灌浆加固试验，对道面破损原因进行分析，详细论述了道面加盖沥青混凝土在大连机场工程中的应用。
一、道面检测
大连机场飞行区道面经多年使用，道面破损较为严重并呈上升趋势， 其潜在隐患已对机场安全运营产生较大影响。鉴于上述情况，机场委托检测单位对跑道和平行滑行道进行了检测，具体情况如下：
1、采用落锤式弯沉仪无破损检测的方式测定现道面弯沉以评价道面的整体结构强度。经检测，跑道道面板板底存在较为严重的脱空，道面板接缝的传荷能力也较差，见图2-1
图2-1显示跑道0-2600m接缝传荷系数大部分低于0.5，表明接缝传荷能力已基本失效，2600m-3300m接缝传荷系数较高。跑道大部分板块脱空系数大于2，很多板块脱空系数大于3，表明跑道板底脱空现象严重，脫空系数低于2的板块脱空系数也基本大于1.5，表明存在微空现象。脱空系数大于2.5以上的区域为300m-2000m，这个区域为飞机起降活动最频繁的地段。
另外平滑的接缝传荷能力也有所下降，近半数脱空系数大于2，低于2的板块脱空系数也基本大于1.5，道面板底存在微空现象。
2、采用目视调查的方法对道面表面的破损情况进行分类统计以计算道面表面状况指数PCI。通过道面表面目视调查数据，计算出跑道道面表面状况指数PCI为76.9，平滑PCI为79，评价结论均为良（FAA建议跑道、平滑和站坪的PCI值应大于70）。其中，跑道东端600-1340m区段PCI为62，低于FAA建议标准；1340-1720m区段PCI为70.2，接近FAA的建议值。另对道面平整度进行检测，机场跑道水泥混凝土面层平整度σ综合评价值2.25，评定结果为良。
3、采用钻孔取样的方式对水泥砼试件进行劈裂抗拉强度试验，经推算，跑道和平滑水泥混凝土抗弯拉强度95%保证率下的代表值分别为4.98Mpa和4.58Mpa，而设计90天抗弯拉强度为5.0MPa；跑道和平滑弯拉弹性模量的平均值分别为35918MPa和34508MPa，95%保证率下的代表值分别为35063MPa和33596MPa。可见经过长期使用，道面水泥混凝土的抗弯拉强度已降低。
4、结合国际民航组织、FAA及我国交通部有关标准和方法进行综合评定，检测结论为：跑道和平滑存在较为严重的脱空、道面板接缝传荷能力较差，应进行灌浆加固；跑道110-600米和600-1340米两区段剩余疲劳使用寿命仅为1.5年，须及时进行补强修复。
二、道面灌浆加固试验
机场根据上述检测评价结论，对道面进行了灌浆加固试验。试验段分别选择在跑道和平行滑行道上各一处，总面积5000m2。同时委托检测中心对道面灌浆试验段进行了检测。
检测结果表明，跑道平均灌注率为27.3%，滑行道平均灌注率为24.7%。按充填率达到90%计算，则跑道的平均空隙率为30.5%以上，平滑的空隙率为27.4%以上，此种情况在国内机场灌浆工程中较为少见。
通过跑道灌浆试验段检测数据与上次测试结果对比可见，跑道和滑行道的传荷系数不同程度有所提高，基层顶面反应模量也提高较为明显，基本上达到了灌浆试验技术要求规定的80MN/m3；滑行道试验段因为基础较薄，基层顶面反应模量平均值为60MN/m3，要达到80MN/m3比较困难。本次试验共钻取3个芯样，跑道2个，滑行道1个。跑道芯样中有1个下部结合了2cm的水泥凝浆，滑行道芯样下部结合1～2cm的水泥凝浆，表明在道面板和基层之间存在1～2cm的空隙，芯样更为直接地验证了道面下部的脱空。
结合上次检测的评价报告认为大连机场道面破坏主要是结构组合不合理、加盖厚度不足、超载运行以及严重的脱空共同造成的。本次试验段检测结果充分验证了这一结论，也进一步证实灌浆加固对消除脱空和提高基础强度是行之有效的。
三、道面加盖沥青混凝土
根据道面检测及灌浆加固试验评定结果，飞行区现状已经危及到飞行安全，道面应急改造势在必行。考虑到大连机场做为北京和沈阳等国际机场的备降机场，其作用和地位是十分重要，关闭机场进行改造是不现实的。另根据道面现状，机场跑道绝大部分破损状况还未到非进行板块置换的程度，实施修复技术难度不大，因此，改造方案采取在不停航条件下，利用夜间航后对道面进行加盖沥青混凝土施工，白天开放跑道使用。加盖沥青混凝土的优点是道面舒适性好、平整度高、施工周期短、对机场正常运营的干扰小。我国已成功进行了上海虹桥、厦门高崎、广州白云等十余个机场的不停航沥青砼加盖工程，有着较成熟的经验和技术。
1、道面加盖厚度计算
沥青混凝土加铺层厚度计算的基本思路：通过对现有道面测试结果的分析整理，再按设计飞机的荷载和起飞架次，计算出到设计年限的核算厚度，然后按照沥青道面加铺层的设计方法，计算出加铺层厚度。 沥青混凝土加铺层厚度的计算公式如下：
t=2.5（Fh-Cbhe）
t—加铺层厚度（cm）；
F—控制原有道面将会发生开裂程度的系数，是交通量与土基强度的函数。按大连机场飞行架次查规范为1。
h—核算厚度（cm）；
he—原有刚性道面厚度（cm）；
Cb—原有刚性道面的状况系数，取0.9。
根据上述分析、计算的加盖沥青砼厚度结果见表4-1：
表4-1中基层顶面反映模量取值参照灌浆试验段灌浆后测试结果，即加盖厚度计算结果是以对基层进行灌浆加固为前提的，因此在灌浆工程结束后仍需要对上述参数进行测试计算并重新计算沥青砼加盖厚度。从设计年限的不同取值后计算的结果看，按照10年进行设计和按照15年进行设计的加盖厚度相差不多，因此，从结构厚度的取值可采用10年计算结果。同时从大连机场过渡期实际情况考虑，在材料设计方面应尽可能延长沥青道面的耐久性能，争取能满足10年以上至15年的使用要求。
2、道面加蓋沥青混凝土改造方案
针对跑道和平滑道面板底均存在较严重的脱空，接缝传荷能力也很差的问题，在道面加盖之前，要对跑道、平行滑行道和联络道进行全范围灌浆加固，以消除脱空并提高基础强度。
结合检测情况，跑道600～1340米段剩余疲劳使用寿命为1.5年，道面已经开始出现结构性破坏；联络道1#、4#、5#道面破损较为严重；跑道中心圆以西2190米-3300米区段目前未出现结构性破坏，按照B747-400起飞重量320吨计算的剩余疲劳使用寿命为25年，按照B747-400起飞重量360吨计算的剩余疲劳使用寿命为8-10年，由于跑道使用要求高，保持平整、均匀的同性质道面对飞行安全和使用性能具有重要意义，因此跑道应一次性全范围统一加盖。滑行道剩余疲劳使用寿命为4～8年，目前道面损坏程度较轻，进行灌浆加固后，脱空得以消除、道面承载力也将相应提高，剩余疲劳使用寿命还能延长。另外，平滑的使用要求毕竟与跑道有很大区别，在慢速滑行的条件下对道面表面状况的要求远低于跑道，所以平行滑行道不进行加盖。
采用沥青混凝土对跑道进行加盖，对不同区段应分别采用不同加盖厚度，但考虑到跑道坡度和竖曲线变坡率的技术要求，也不宜划分过多的厚度区段，划分的原则是：超厚部分（20cm以上，跑道东端110-600米）按三层21cm控制加盖厚度；其余1984年加盖跑道部分（600-2100米）按三层18cm控制加盖厚度；1984年跑道延长段部分（2100-3300米）按两层13cm控制加盖厚度。
结语
本文根据大连机场道面破损现状和检测结果及飞行使用和安全的需要，具体分析机场道面破损原因，介绍了道面加盖沥青混凝土改造方案，为机场道面病害处理及沥青混凝土加盖技术在工程中的应用提供一定参考。
参考文献
[1] 杨新照. 吴荣. 浅析昆明新机场修建沥青混凝土跑道道面的可行性制研究[J]. 机场建设. 2008.02.10-13
[2] 王顶宇.严荣斌.机场道面典型病害及维修技术研究[J]. 甘肃水利水电技术. 2012.02 .32-37
[3] 薛小刚.王新忠.水泥混凝土道面加铺沥青层改造技术研究[J]. 机场建设. 2011.03.10-11，20
【关键词】 大连机场；混凝土道面；道面检测；灌浆；加盖沥青砼；应用
0、引言
大连机场是国际定期航班及国内重要干线机场，飞行区技术等级为4E类。1984年机场进行过扩建，并对原跑道进行了延长和加铺盖被。将跑道向西延长1，100m，向东延长110m，并在原跑道上面加铺盖被，扩建后的跑道全长达到3300m，宽45米。同期建设了一条平行滑行道，全长3186米，跑滑间距218米。原有道面为水泥混凝土道面，道面厚度均为37cm。
经过多年使用后，道面已出现一些掉边，掉角和局部断裂等现象，跑道道面破损较为严重。为达到民用机场飞行区技术标准，满足机场运行安全管理规定，需对道面进行必要的检测与评价，并据此提出改造方案。
本文以机场道面检测数据为依据，结合灌浆加固试验，对道面破损原因进行分析，详细论述了道面加盖沥青混凝土在大连机场工程中的应用。
一、道面检测
大连机场飞行区道面经多年使用，道面破损较为严重并呈上升趋势， 其潜在隐患已对机场安全运营产生较大影响。鉴于上述情况，机场委托检测单位对跑道和平行滑行道进行了检测，具体情况如下：
1、采用落锤式弯沉仪无破损检测的方式测定现道面弯沉以评价道面的整体结构强度。经检测，跑道道面板板底存在较为严重的脱空，道面板接缝的传荷能力也较差，见图2-1
图2-1显示跑道0-2600m接缝传荷系数大部分低于0.5，表明接缝传荷能力已基本失效，2600m-3300m接缝传荷系数较高。跑道大部分板块脱空系数大于2，很多板块脱空系数大于3，表明跑道板底脱空现象严重，脫空系数低于2的板块脱空系数也基本大于1.5，表明存在微空现象。脱空系数大于2.5以上的区域为300m-2000m，这个区域为飞机起降活动最频繁的地段。
另外平滑的接缝传荷能力也有所下降，近半数脱空系数大于2，低于2的板块脱空系数也基本大于1.5，道面板底存在微空现象。
2、采用目视调查的方法对道面表面的破损情况进行分类统计以计算道面表面状况指数PCI。通过道面表面目视调查数据，计算出跑道道面表面状况指数PCI为76.9，平滑PCI为79，评价结论均为良（FAA建议跑道、平滑和站坪的PCI值应大于70）。其中，跑道东端600-1340m区段PCI为62，低于FAA建议标准；1340-1720m区段PCI为70.2，接近FAA的建议值。另对道面平整度进行检测，机场跑道水泥混凝土面层平整度σ综合评价值2.25，评定结果为良。
3、采用钻孔取样的方式对水泥砼试件进行劈裂抗拉强度试验，经推算，跑道和平滑水泥混凝土抗弯拉强度95%保证率下的代表值分别为4.98Mpa和4.58Mpa，而设计90天抗弯拉强度为5.0MPa；跑道和平滑弯拉弹性模量的平均值分别为35918MPa和34508MPa，95%保证率下的代表值分别为35063MPa和33596MPa。可见经过长期使用，道面水泥混凝土的抗弯拉强度已降低。
4、结合国际民航组织、FAA及我国交通部有关标准和方法进行综合评定，检测结论为：跑道和平滑存在较为严重的脱空、道面板接缝传荷能力较差，应进行灌浆加固；跑道110-600米和600-1340米两区段剩余疲劳使用寿命仅为1.5年，须及时进行补强修复。
二、道面灌浆加固试验
机场根据上述检测评价结论，对道面进行了灌浆加固试验。试验段分别选择在跑道和平行滑行道上各一处，总面积5000m2。同时委托检测中心对道面灌浆试验段进行了检测。
检测结果表明，跑道平均灌注率为27.3%，滑行道平均灌注率为24.7%。按充填率达到90%计算，则跑道的平均空隙率为30.5%以上，平滑的空隙率为27.4%以上，此种情况在国内机场灌浆工程中较为少见。
通过跑道灌浆试验段检测数据与上次测试结果对比可见，跑道和滑行道的传荷系数不同程度有所提高，基层顶面反应模量也提高较为明显，基本上达到了灌浆试验技术要求规定的80MN/m3；滑行道试验段因为基础较薄，基层顶面反应模量平均值为60MN/m3，要达到80MN/m3比较困难。本次试验共钻取3个芯样，跑道2个，滑行道1个。跑道芯样中有1个下部结合了2cm的水泥凝浆，滑行道芯样下部结合1～2cm的水泥凝浆，表明在道面板和基层之间存在1～2cm的空隙，芯样更为直接地验证了道面下部的脱空。
结合上次检测的评价报告认为大连机场道面破坏主要是结构组合不合理、加盖厚度不足、超载运行以及严重的脱空共同造成的。本次试验段检测结果充分验证了这一结论，也进一步证实灌浆加固对消除脱空和提高基础强度是行之有效的。
三、道面加盖沥青混凝土
根据道面检测及灌浆加固试验评定结果，飞行区现状已经危及到飞行安全，道面应急改造势在必行。考虑到大连机场做为北京和沈阳等国际机场的备降机场，其作用和地位是十分重要，关闭机场进行改造是不现实的。另根据道面现状，机场跑道绝大部分破损状况还未到非进行板块置换的程度，实施修复技术难度不大，因此，改造方案采取在不停航条件下，利用夜间航后对道面进行加盖沥青混凝土施工，白天开放跑道使用。加盖沥青混凝土的优点是道面舒适性好、平整度高、施工周期短、对机场正常运营的干扰小。我国已成功进行了上海虹桥、厦门高崎、广州白云等十余个机场的不停航沥青砼加盖工程，有着较成熟的经验和技术。
1、道面加盖厚度计算
沥青混凝土加铺层厚度计算的基本思路：通过对现有道面测试结果的分析整理，再按设计飞机的荷载和起飞架次，计算出到设计年限的核算厚度，然后按照沥青道面加铺层的设计方法，计算出加铺层厚度。 沥青混凝土加铺层厚度的计算公式如下：
t=2.5（Fh-Cbhe）
t—加铺层厚度（cm）；
F—控制原有道面将会发生开裂程度的系数，是交通量与土基强度的函数。按大连机场飞行架次查规范为1。
h—核算厚度（cm）；
he—原有刚性道面厚度（cm）；
Cb—原有刚性道面的状况系数，取0.9。
根据上述分析、计算的加盖沥青砼厚度结果见表4-1：
表4-1中基层顶面反映模量取值参照灌浆试验段灌浆后测试结果，即加盖厚度计算结果是以对基层进行灌浆加固为前提的，因此在灌浆工程结束后仍需要对上述参数进行测试计算并重新计算沥青砼加盖厚度。从设计年限的不同取值后计算的结果看，按照10年进行设计和按照15年进行设计的加盖厚度相差不多，因此，从结构厚度的取值可采用10年计算结果。同时从大连机场过渡期实际情况考虑，在材料设计方面应尽可能延长沥青道面的耐久性能，争取能满足10年以上至15年的使用要求。
2、道面加蓋沥青混凝土改造方案
针对跑道和平滑道面板底均存在较严重的脱空，接缝传荷能力也很差的问题，在道面加盖之前，要对跑道、平行滑行道和联络道进行全范围灌浆加固，以消除脱空并提高基础强度。
结合检测情况，跑道600～1340米段剩余疲劳使用寿命为1.5年，道面已经开始出现结构性破坏；联络道1#、4#、5#道面破损较为严重；跑道中心圆以西2190米-3300米区段目前未出现结构性破坏，按照B747-400起飞重量320吨计算的剩余疲劳使用寿命为25年，按照B747-400起飞重量360吨计算的剩余疲劳使用寿命为8-10年，由于跑道使用要求高，保持平整、均匀的同性质道面对飞行安全和使用性能具有重要意义，因此跑道应一次性全范围统一加盖。滑行道剩余疲劳使用寿命为4～8年，目前道面损坏程度较轻，进行灌浆加固后，脱空得以消除、道面承载力也将相应提高，剩余疲劳使用寿命还能延长。另外，平滑的使用要求毕竟与跑道有很大区别，在慢速滑行的条件下对道面表面状况的要求远低于跑道，所以平行滑行道不进行加盖。
采用沥青混凝土对跑道进行加盖，对不同区段应分别采用不同加盖厚度，但考虑到跑道坡度和竖曲线变坡率的技术要求，也不宜划分过多的厚度区段，划分的原则是：超厚部分（20cm以上，跑道东端110-600米）按三层21cm控制加盖厚度；其余1984年加盖跑道部分（600-2100米）按三层18cm控制加盖厚度；1984年跑道延长段部分（2100-3300米）按两层13cm控制加盖厚度。
结语
本文根据大连机场道面破损现状和检测结果及飞行使用和安全的需要，具体分析机场道面破损原因，介绍了道面加盖沥青混凝土改造方案，为机场道面病害处理及沥青混凝土加盖技术在工程中的应用提供一定参考。
参考文献
[1] 杨新照. 吴荣. 浅析昆明新机场修建沥青混凝土跑道道面的可行性制研究[J]. 机场建设. 2008.02.10-13
[2] 王顶宇.严荣斌.机场道面典型病害及维修技术研究[J]. 甘肃水利水电技术. 2012.02 .32-37
[3] 薛小刚.王新忠.水泥混凝土道面加铺沥青层改造技术研究[J]. 机场建设. 2011.03.10-11，20