关于机场跑道道面粗糙度的分析

文摘 2024-07-22 16:59 北京

机场道面表面的状况可以分为三类：干燥道面、潮湿道面和污染道面。污染道面是道面表面最差的状态，它是指在使用的长度和宽度范围内，25%或更多的道面表面被下面材料所覆盖：

①水、淤泥厚度达3mm以上；

②松散积雪厚度超过20mm；

③压实的雪或冰，包括湿冰；

④橡胶沉积物；

⑤其他影响道面表面摩擦及其快速排水能力的材料。

为了保证上述条件下污染道面仍然具有摩擦性能，ICAO附件14规定：“建议：新道面的平均纹理深度应不小于1.0mm。”

NASA在模拟跑道表面被洪水淹没时，水深为0.1英寸~0.3英寸，通过现场试验得出：道面刻槽能有效地保证道面的摩擦，刻槽的深度为6mm、宽度为6mm，间距不大于30mm时，能提供足够的防滑性。

《民用机场飞行区技术标准》（MH 5001-2021）对道面的粗糙度的规定是引用ICAO附件14的规定，“新道面的平均纹理深度宜不小于1.0mm”。

如果气象条件不能满足飞行要求，道面就不可能被使用，道面的积水也就不会对飞行构成安全。此时，道面存在积水对飞行安全无任何实际影响。

我国幅员辽阔，各类气候条件都存在。在干旱地区，一些机场不设置场内排水，降水很难形成表面径流，不可能形成污染道面所具有的特性。在这些地区的机场道面的粗糙度如果按1.0mm进行设计则明显偏大。因为过大的道面粗糙度不仅会降低道面表面耐磨性和抗冻性，还会造成飞机起落架轮胎的加速磨耗。即使在降水量较大的地区，道面表面的积水有可能达到3mm以上，但此时的气象条件是否能满足飞行要求？如果气象条件不能满足飞行要求，道面就不可能被使用，道面的积水也就不会对飞行安全造成影响。

同样，道面表面刻槽主要是防止道面表面积水过深，洪水淹没后道面上淤泥的厚度对道面摩擦性能产生的影响。机场设计中设置场外排水设施，通过场外排水系统防止洪水淹没机场。民用机场位于城市边缘，地势相对开阔，受到洪水的影响相对较小。一些修建的山顶上的机场，根本就不存在洪水淹没的可能。因此，在现有机场使用过程中，机场淹没的可能性很小，是属于极小概率的事件。即使机场被洪水淹没，不仅跑道会受到影响，机场其它设施也会受到影响。机场的飞行保障系统有可能无法正常工作，飞行就无法进行。单纯从道面使用来确定摩擦性能是不够全面的，应综合分析机场所处的自然环境、道面表面性状（纵、横坡度）、排水系统、降雨特性、飞机的运行次数和维护等因素，确定道面的平均纹理深度要求。

《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（征求意见稿）规定：道面“提浆厚度宜为2mm～4mm”，意味着道面的砂浆层厚度为2mm～4mm。道面刻槽深度1/4in（6mm）已经超过了道面的砂浆层厚度。道面的砂浆层除了能保证道面良好的摩擦力外，还对道面混凝土的耐久性起着重要的作用。尤其是处于季节性冰冻地区的机场，砂浆层对道面的抗冻性的好坏有直接的影响。完整密实的砂浆层可以有效地提升道面的抗冻性。刻槽深度6mm，直接破坏了道面砂浆层结构，会导致道面抗冻性的下降。同理，道面粗糙度1.0mm降低了砂浆层的密实度，也同样会导致道面抗冻性的下降。

道面表面的摩擦特性是机轮与道面间相互作用的结果。它与道面表面状况（纵、横坡度，粗纹理和细纹理），机轮特征、道面污染物（雨、雪、冰、淤泥等）和机场所处的自然环境等有关，是一个复杂的系统。应根据道面的实际使用状况，综合分析后确定道面的粗糙度以及是否刻槽和刻槽的规格。ICAO附件14的规定是用一个道面粗糙度建议值规定所有道面的表面性能，是把复杂问题简单化，无法反映我国复杂多变的气候条件下道面表面应具有的特性。《民用机场飞行区技术标准》（MH 5001-2021）直接把ICAO附件14的建议值规定为几乎强制执行的标准值，这是不加分析地直接套用国外的规定，并且错误地认为：凡是水泥混凝土跑道，其粗糙度均不能小于1.0mm。结果是给道面施工和道面的使用寿命造成很大的影响，并造成道面表面的各种损坏现象的出现。

任何试验都是在特定条件下进行的，其结果具有局限性。NASA的试验也是在特定条件下进行的，也具有一定的局限性。应通过对我国机场道面的实际使用状况调研，运用有关试验结果，并结合气候特点、地势设计等确定跑道表面的粗糙度以及是否刻槽和刻槽规格，以保证道面具有合理的粗糙度。

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