摘 要:机场场道施工涉及面广、质量控制难度大,对机场后期运营能力、运营安全具有深远影响。鉴于此,分析了高原高寒气候带改扩建机场场道工程施工难点,系统地论述了道面基层、隔离层、面层施工流程,总结了施工技术要点及质量控制要点;通过掺加增强纤维,改善了混凝土耐久性不足的问题;采取“喷涂养生剂预养生 覆膜养生”的养生方案,有效解决了混凝土早期病害问题,对同类工程具有借鉴意义。
关键词:机场场道;道面工程;施工技术;质量控制;
作者简介:张晓东(1987—),男,河北张家口人,工程师,从事机场场道工程工作。;
1 工程概况玉树机场改扩建项目,拟在原有机场的基础上,拆除原站坪东侧道肩,将原站坪向东扩建358m,宽120.5m。拟建场地海拔高程3881~3893m,高差约12m。场区整体地势西高东低、南高北低,自然坡度1.5%~4%。场区地层主要为第四系松散堆积物。地下水稳定,水位埋深5.5~18.7m,最大冻土深度为1.15m,无不良地质作用。
2 施工难点(1)机场所处区域为高原气候,温度低、温差大,冬季时间长,道面施工质量、早期病害控制难度大。
(2)新建道面分块多,与原道面接面长,施工缝处理工程量大,处理难度高。
(3)该机场为运营机场,扩建工程施工不具备停航施工条件,风险因素多,安全管理难度大。
(4)拟建场地位于三江源保护区核心区,地处高原高寒气候带,植被恢复困难,环境保护要求高、难度大。
3 道面施工技术要点3.1 土方及地基施工本次扩建区域地基土质情况较好,且填方用土料要求为粗粒土,结合以往地基处理经验,本次无需特殊地基处理。为保证道面施工质量,避免工后沉降造成道面平整度不足,道面结构层底压实度控制要求见表1[1]。
表1 道面结构层底土方及地基压实度标准 下载原图
3.2 基层及底基层施工技术3.2.1 基层及底基层施工控制基本参数水泥稳定碎石基层、底基层采用机械拌和、摊铺机摊铺,水泥均采用初凝、终凝时间较长的32.5MPa水泥;经室内试验及现场试验,确定基本施工控制参数,见表2。
表2 水泥稳定碎石基层、底基层基本施工控制参数 下载原图
3.2.2 混合料拌和及运输技术要点(1)拌和混合料时,应根据集料、混合料含水量,合理调整用水量;结合该地区气候特点,用水量应略大于最佳用水量值,避免混合料运输、摊铺过程中混合料失水造成含水量不足[2]。
(2)严格控制混合料拌和时间,保证混合料拌和的均匀性。
(3)混合料随拌随用,拌和完毕后,采用自卸机动车运输至摊铺现场,并加盖覆膜保护措施,减少混合料水分流失。
3.2.3 混合料摊铺及碾压施工技术要点(1)混合料运输至施工场地后,采用摊铺机连续摊铺,采用18~20t三轮压路机碾压施工;基层、底基层摊铺厚度为18mm,摊铺施工过程中,设置专人去除混合料中离析集料,保证基层施工质量。
(2)碾压施工质量控制要点如下:①最初两次碾压施工,压路机行进速度宜控制在1.5~1.7km/h,后续可适当增加行进速度,以缩短碾压时长,尽量将混合料从拌和至碾压终了施工时间控制在2h以内,但应控制最大速度不得超过2.5km/h;②碾压遍数不宜低于6次,根据现场测得基层压实度确定,确保压实度符合施工设计要求;③碾压时,重叠宽度宜控制在1/2轮宽左右;④碾压施作过程中,应安排专人补水,避免表面干结。
(3)施工完毕后,洒水养护时间不得低于7d;基层施工应在底基层施工、养护完毕后进行,基本施工流程与底基层类似。
3.3 隔离层施工技术要点3.3.1 施工准备(1)复测基层高程数据,确保压实度、平整度符合设计要求。
(2)喷洒透层油:①渗透性能良好的慢裂洒布型乳化沥青作为透层油;②洒布应一次、均匀洒布完成;③基层表面过分干燥时,应洒水并稍晾干后洒布;④应做好洒布量控制,及时清除多余透层油。
(3)沥青混合料拌制:①干拌不得低于5s,湿拌不得低于25s 沥青喷射时间[3];②混合料原料技术性能、规格、配合比等满足相关规范要求;③拌和过程中,做好拌和量、拌和温度、拌和时间控制,保证混合料拌和质量。
(4)混合料运输:①宜采用自卸运输车,运输能力不得低于拌制生产能力;②做好车厢内壁清理,并均匀涂刷隔离剂或防黏结剂;③运输过程中,做好保温措施,并用插入式温度计,做好温度测试,严禁温度过低的混合料入场摊铺。
3.3.2 混合料摊铺(1)摊铺前,应做好熨平板预热,并根据摊铺作业基面温度,合理确定混合料最低摊铺温度,标准见表3。
表3 最低摊铺温度标准 下载原图
(2)摊铺速度宜控制在3~4m/min,保证摊铺作业与混合料拌和、运输速度协调;并做好摊铺厚度、坡度控制,保证摊铺施工质量。
3.3.3 沥青砂隔离层碾压(1)采用双钢轮压路机碾压,碾压速度不宜超过6m/min;初压紧跟摊铺机,并做好间距、速度控制,避免与摊铺机碰撞。
(2)碾压过程中,钢轮处适量喷洒雾状水;沿摊铺方向折返位置,宜控制为阶梯形;边缘无遮挡时,宜先碾压中间位置,边缘留出30cm左右宽度,待中间碾压一遍后,再碾压边缘位置。
(3)接缝处,应根据接缝类型,合理确定碾压方案,保证接缝结合紧密、连接平顺、无明显离析。
3.4 面层施工技术要点3.4.1 材料质量控制(1)道面水泥采用旋窑生产的42.5MPa以上的硅酸盐水泥、道路水泥或普通硅酸盐水泥,其含碱量不得大于0.6%;单位水泥用量应不小于330kg/m3。
(2)细集料选用天然河砂,泥土杂物含量不大于2.5%;粗集料采用碎石或机轧砾石,最大粒径不超过40mm。
(3)水泥、粗细集料、拌和用水、添加剂、纤维材料等材料进场前,应做好检查,并按照相关规范要求,进行用前检查,确保原料质量、性能符合相关规范要求。
3.4.2 配比设计及试验段施工(1)配比设计:该场地处于青藏高原地区,属高原大陆性气候区,全年低温期7~8个月,多年年均气温3℃左右,年最低气温-27℃,要求抗冻等级不得低于F300,混凝土基本配比(以道面工程为例)要求见表4。
表4 水泥混凝土道面配比基本要求 下载原图
(2)为保证混凝土道面耐久性,向混凝土混合料中添加增强纤维素纤维;粗细集料采用绝对体积法计算相应掺量。
(3)水灰比、粗细集料掺量、纤维素掺量、外加剂掺量等,通过进一步试验段施工合理确定;调整时,应把握水灰比不增,水泥、纤维体积不减的原则。
(4)试验段施工:①试验段施工的目的,是验证试验混凝土混合料配比适用性,施工方案合理性,优化施工机具组合、施工组织计划,为后续正式施工提供指导;②试验段施工流程,应严格遵循相应规范、施工组织计划进行,做好混凝土拌和、运输、铺筑、振捣、养生参数记录,优化施工方案和组织计划;③试验段施工,应安排在非重点区域进行。
3.4.3 混凝土施工(1)混凝土采用摊铺机摊铺施工,高频自排式振捣器振捣;采取全厚一次摊铺,摊铺振捣同步施工方案施工;对于异形板、钢筋补强部位,采用手持插入式振捣器振捣。
(2)根据试验段施工情况,结合该工程所用振捣形式,确定预留沉落高差为25mm左右;振捣频率为200Hz,振捣棒布设间距为0.5m,单振捣棒振捣功率为1kW,距基层间距为80mm。
(3)振捣过程中,应做好振捣器行进速度控制,先在端部振捣2~3min,再根据摊铺速度合理控制,但最大速度不宜超过0.8m/min。
(4)振捣施工期间,应做好模板、振捣设备、混凝土振捣状态检查,发现异常、漏振立即停振,并检查原因;发现模板、预埋件等移位及时纠偏;振捣至表面无气泡、不下沉,开始泛浆后,立即停止振捣,避免过振。
(5)混凝土施工过程中,应根据施工场地温度,做好混凝土出料至抹面的时间控制,场地温度低于5℃或高于30℃禁止施工,时长要求见表5[4]。
表5 混凝土施工时长控制要求 下载原图
(6)混凝土施工过程中,涉及较多预埋件、接缝施工,相应构件、构造及后续填仓、整平、拉毛施工,应严格按照相关设计、规范要求进行,保证道面工程整体质量。
3.4.4 混凝土养生(1)结合该地区气候环境特点,为保证养生质量,降低工后运营期间周期性冻融、融雪剂对道面的不利影响,改善道面抗结冰性能,采用喷涂养生剂预养生 覆膜养生配合方案。
(2)养生剂采用长链辛基硅烷保护剂,在表面拉毛处理后即喷洒养生剂进行预养护;材料基本技术性能要求:硅烷含量≥98%;可水解的氯化物含量≤0.01%;密度(25℃):0.88g/cm³;
(3)混凝土初凝,表面具有一定硬度后,及时洒水并加盖覆膜养生材料;养生周期不得低于14d,强度不得低于设计强度90%。
4 质量、环境、安全控制措施(1)针对高原气候特点,结合国内民航、公路等行业工程实践,在每立方米道面混凝土掺加了约1.2kg增强纤维,有效改善了混凝土耐久性[5]。
(2)通过在施工区域、运营区域间拉设警戒线,并设置巡防小组,实现了施工区域与运营区域的隔离管理,有效保证了不停航状态下的施工安全[6]。
(3)场地平整阶段,将平整区内0.3m草皮土挖除存放,并在土面区回填、平整后重新覆盖,有效保护土面区环境。
5 结语综上,机场场道施工涉及面广、质量控制难度大,对机场后期运营能力、运营安全具有深远影响。实际施工中,应结合场地环境条件、作业条件等,合理确定道面工程施工方案,深刻把握施工技术要点,做好各工序施工质量控制。同时,应结合具体施工方案要求、环境保护要求、环境特点等,做好施工组织安排和环保方案设计,提高工程项目建设的社会效益和环境效益。
参考文献[1] 田伟,孙赞.机场水泥混凝土道面低温施工质量控制及试验研究[J].江西建材,2018(13):47-49.
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[4] 毛锐.机场场道工程道面施工技术研究[J].住宅与房地产,2020(5):207.
[5] 李京洲.高性能机场道面纤维混凝土疲劳特性试验研究[D].西安:长安大学,2021.
[6] 方彪,方学东,江圣泽,等.机坪扩建工程不停航施工管理探究[J].中国民航飞行学院学报,2022,33(1):28-32.
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