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    全国最先进“智能”跑道将落成!首都机场西跑道大修完成在即

    2020-10-14    129
    摘要:首都机场西跑道大修工程示意图(王蕾/摄)8月25日零时,首都机场对西跑道正式实施道面大修工程,预计将于10月下旬完工投运。建于1977年的西跑道,在2000年实施沥青混凝土加铺后,已安全运行了20年。

     “此次大修完成后,西跑道将成为全国最先进、最具科技感的一条跑道。”首都机场西跑道大修系列工程科技协同组负责人孔凡东在接受记者采访时,开门见山表示。

    首都机场西跑道大修工程示意图(王蕾/摄)

    8月25日零时,首都机场对西跑道正式实施道面大修工程,预计将于10月下旬完工投运。建于1977年的西跑道,在2000年实施沥青混凝土加铺后,已安全运行了20年。

    紧张有序地施工作业(马儒壮/摄)

    “按当时标准,道面使用年限为15年。理论上说,西跑道已‘超期服役’5年,但性能依然非常好。随着寿命的延长,道面出现了一些细小裂纹,因此需要一次彻底的大修。”首都机场西跑道大修系列工程跑滑工程组负责人曹承说。

    9月下旬,记者探访了大修现场,偌大的道面上,摊铺机、压路机正紧张地作业。据了解,这次大修面积涉及50万平方米,包括跑道、滑行道大修以及滑行道北延工程。与此前大修不同,此次大修无论是在道面工艺上,还是施工管理技术以及未来跑道监测管理方面,都采用了国内先进乃至首创做法。

    紧张有序地施工作业(马儒壮/摄)

    新工艺:国内首创三层湖沥青道面

    道面稳定性提至最高级

    2000年首都机场西跑道沥青混凝土道面样本(王蕾/摄)

    首都机场西跑道原有的3200米都使用的是沥青混凝土道面,此次大修对材料进行了优化。跑道两端各400米改成水泥混凝土道面,中间2400米继续保持使用沥青混凝土道面。

    与以往跑道大修不同的是,在这2400米的沥青混凝土道面中,主要加入湖沥青以及抗车辙剂、高粘剂等改变沥青性能的“佐料”。

    湖沥青是一种天然的沥青,加热到180度后高温拌和,历经“千锤百炼”,相较于普通沥青,具有极好的高温稳定性。

    曹承举起湖沥青的样本告诉记者,他们在改性沥青中加入湖沥青进行配方改良,“按照湖沥青与改性沥青25%和75%的比例混合,使用这种复合改性沥青混凝土进行跑道道面的加铺,能够彻底改善传统道面‘高温易软’的问题,有效提升跑道的平整度和结构强度。”

    此次西跑道大修对材料进行了优化,在沥青混凝土道面中加入湖沥青等改变沥青性能的“佐料”(王蕾/摄)

    此次西跑道大修,跑道道面的上面层、中面层、下面层均使用了湖沥青复合改性沥青混凝土进行摊铺。“三层道面共21厘米厚,这种工艺为全国首创。”曹承表示,这是基于首都机场的气候条件、运行特点等方面综合考虑定制研究的。

    新技术:BIM技术+数字化施工平台

    足不出户全方位合理管控施工

    此次西跑道大修有7个同期实施的项目,在项目设计阶段,首都机场西跑道大修项目科技协同组就利用BIM(建筑信息模型化)技术开始建模。

    “通过BIM技术,可一目了然地看到项目各方面的数据。”孔凡东说,即使不懂项目的人,通过4D模拟展示,也能清楚地了解工程每天的进度,并且可对项目交叉重合的区域进行提示,让项目负责人更合理地调配人员、材料、机械,在有冲突的地方加大资源投入、加强人员管理,把进行顺畅的地方模式化持续推进,从而提高工程效率和质量。

    孔凡东表示,此次BIM技术突破地实现了“5D管理”。“通过创建西跑道BIM模型,将二维图纸转变为含有道面厚度、材料等信息的3D模型,同时加入施工进度计划和造价信息,对施工现场作出进度、成本预测,实现4D进度协同和5D成本管理。”

    在施工现场,记者看到,一台台施工机械顶部或者车辆的一侧,都装有一个像蘑菇一样的探头,“这些探头就是接收北斗导航信号的。”

    施工车辆上安装的“蘑菇头”,为北斗导航接收器(马儒壮/摄)

    “数据接收主机通过网络的云传输将施工信息回传至监控平台,就可清楚地看到沥青混合料搅拌过程中的温度走势、油石比走势等关键指标,并时刻掌握沥青运输车辆情况、监控道面摊铺及碾压质量。”孔凡东指着工程指挥部数字化施工平台的大屏幕介绍。

    孔凡东回放了9月28日晚上二标段P7滑口摊铺时的情况,并向记者解释,“通过摊铺机上安装的定位天线,可接收北斗导航信号,监控摊铺机的摊铺情况。另外,通过压路机上安装的温度传感器和定位天线,还可监控压路机的工作状态和碾压遍数”。

    从拌料到运输再到摊铺,大修数字化施工平台实现了足不出户管理施工现场。而BIM技术和数字化施工平台的结合应用,则使项目在进度、质量、造价上都得到了合理的管控。

    值得一提的是,在西跑道大修完成后,通过同步完成跑道数字化模型的更新,将会诞生一条“数字孪生”跑道。“这条数字孪生跑道,将为未来运维提供细致的模型信息,比如灯光管线埋深的深度、道面结构形式及厚度等。”孔凡东说。

    新应用:植入传感器背上“holter”

    实时掌握跑道健康状态

    西跑道大修投运后,如何能实时、全方位监测跑道健康状况和性能呢?孔凡东告诉记者,“我们在道面内部以及两侧,埋入了分布式光纤,并安装了水膜厚度传感器、红外热像仪、激光轮迹仪等传感设备,这样就能及时获取跑道运行期间的健康状态。”

    “以上四种传感装置的安装,构建了西跑道大修后的安全预警监控平台,为跑道背上了‘holter’(动态心电图仪),实时了解跑道运行情况。是否发生轮辙、是否有脱空等‘疾病’,也能及时了解。”孔凡东说。

    据了解,将分布式光纤埋入机场跑道为国内首次。孔凡东解释,分布式光纤可实时监控飞机运行情况下的荷载情况以及飞机对道面的扰动情况,并通过收集的数据分析道面是否处于正常的状态。

    安装在摊铺机上的温度传感器,可以随时读取沥青的温度并上传到后台,技术人员可实时监控并干预机器的工作情况,实现施工过程的全监控 (马儒壮/摄)

    夏天由于跑道道面温度较高,加上飞机发动机尾流的高温作用,跑道极容易在数百吨重的飞机的扭转力作用下,产生轮辙、痈包等病害。“原来头疼的问题是没有数据支撑,此次仪器安装好后,能够精确计算出轮辙发生时的扭剪力、道面损坏临界点等指标,为跑道日常维护提供了科学的数据支持。”孔凡东介绍。

    这次大修,工程人员还在跑道两旁敷设了FOD(跑道外来物)探测系统管线。FOD探测系统建成后,可以监测跑道道面上的“不速之客”,比如鸟类、石子等可能损伤航空器的外来物体,在主动发现后可第一时间向工作人员发出预警,查道人员可及时上道清除,实现了结合人防、物防、技防等多种手段来防范FOD。

    新工艺、新技术、新应用的实施和使用,为首都机场安全运行提供了稳固基石,也有效延长了首都机场西跑道的使用寿命,此次设计年限为20年,较以前增加了5年。10月下旬,让我们共同期待首都机场西跑道换好“智能新装”,再次启航。

     

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