银川河东国际机场跑道大修必要性分析

2023-03-27王羽

科技创新与应用 2023年8期

王羽

（宁夏机场有限公司运行管理部，银川 750001）

随着经济和社会的发展，航空运输已经成为人们生活必不可少的基础设施。随着航班次数的不断增加，作为飞机起飞、滑行、降落和停放的重要场所，机场道面的使用频率倍增。在机场建设和维护中，机场道面的维护是重点工作之一[1-2]。

银川河东国际机场始建于1995 年11 月28 日，并于1997 年9 月6 日正式通航，现飞行区等级为4E，有1 条跑道（长3600 m、宽45 m），其中，跑道南端400 m延长段于2015 年8 月正式批准投入使用。随着使用时间的增长及各种自然灾害，银川河东机场的道面存在道面病害增多、道面平整度差和道面摩擦力不足等问题[3]。

1 银川河东机场跑道存在主要问题及维护情况

1.1 主要问题

1.1.1 主要病害类型

银川河东机场跑道道面的损坏类型主要为非结构性损坏，如道面板接缝破碎、板角剥落、起皮、收缩裂缝、嵌缝料损坏、蜂窝麻面、小补丁和大补丁等。跑道部分区域也存在错台、裂缝等结构性损坏，部分道肩与道面之间存在错台情况，部分道肩板块也存在板块断裂、接缝破碎和板角剥落等情况。联络道、跑道中线灯及滑行道引导灯周边出现破损情况也增加较快，典型病害照片如图1 所示。

图1 典型病害照片

1.1.2 跑道摩擦系数情况

跑道接地带区域摩擦力不足，抗滑性能等级评价为“差”，摩擦力常年低于维护规划值。

2019 年，机场管理机构委托中设设计集团股份有限公司利用Mu 仪摩擦系数测试车对跑道摩擦系数进行测试及评价，测试速度65 km/h，测线布置见表1。

表1 抗滑性能测试测线布置表

摩擦系数测试[4]方向为机场飞机主降方向，即由南到北，测试速度为65 km/h，由于检测车辆加速、减速的影响，南端舍去100 m、北端舍去200 m 距离。检测结果采用摩擦系数μ 进行评价。测试结果汇总见表2。

表2 跑道摩擦系数（百米分段平均值）汇总表

如图2 所示的统计结果可知：银川机场跑道道面R-M-E3m 测线摩擦系数最低值为0.42，抗滑性能等级评价为“差”，距南端300～600 m、2800～3300 m 处（跑道两端接地带区域）由于受飞机冲击、剪切荷载作用较多，造成了抗滑性能较低的现状。R-M-W5m 测线摩擦系数最低值为0.64，抗滑性能等级评价为“好”。根据银川机场机型运行组合，主轮距在6 m 左右的C 类飞机运行比例明显高于主轮距12 m 左右的E 类飞机，故平整度3 m 测线受到的飞机作用次数较多，摩擦系数相对较低。跑道道面整体抗滑性能评价为“差”，建议对跑道道面进行除胶作业。经跑道摩擦测试，跑道中心线东侧3 m 处道面摩擦系数百米分段最低值为0.42，道面抗滑性能等级评价为“差”；中心线西侧5 m 处道面摩擦系数百米分段最低值为0.64，道面抗滑性能等级评价为“好”。由于银川机场现运行飞机以C 类机型为主，其轮迹带基本分布于跑道中心线两侧4.5 m 范围内，跑道摩擦系数较差的区域主要集中于飞机着陆接地区段（距21 号跑道端300～700 m、3000～3400 m 区段），飞机频繁的着陆、制动会降低道面表面的粗糙度，造成抗滑性能下降；另外，飞机轮胎的频繁接触使道面表面胶层不断加厚，造成道面摩擦系数降低，尤其是跑道道面处于降雨或降雪状态时，其抗滑性能下降更为明显。

图2 典型病害照片

1.1.3 跑道平整度情况

跑道部分区域平整度评价为“差”，主要位置在距21 号跑道端300～800 m（跑道北端接地带）、1300～1600 m（A4—A5 滑口对应位置）及2400～2900 m（A8联络道道口附近）区域。

按照中设设计集团股份有限公司在2019 年出具的《飞行区道面综合评估报告》中的检测结论：跑道中心线东侧第一幅道面板（R-S-E1 测线）IRI 均值为3.54 m/km，道面平整度综合评价为“中”。跑道中心线西侧第二幅道面板（R-S-W2 测线）IRI 均值为3.45 m/km，道面平整度综合评价为“中”。平整度评价为“差”的区域主要集中距21 号跑道端300～800 m（跑道北端接地带）、1300～1600 m（A4—A5 滑口对应位置）及2400～2900 m（A8 联络道道口附近）区域。

1.1.4 跑道400 m 延长段病害

新建400 m 跑道存在多处不规则裂缝。结合第三方检测单位中的报告内容，判断该区域为明显脱空区域，需进行注浆等整治工作。

2020 年7 月，机场管理机构在新建400 m 跑道（距21 号跑道端3420～3455 m，跑道中心线以西第二块板一线），编号为684-7、686-7、687-7、688-7、689-7、690-7、691-7 的板块上（位置如图3 所示），发现有多处长度不一、形状不规则裂缝，如图4 所示。

图3 新建跑道400 m 延长段板面裂缝位置平面图

图4 新建跑道400 m 延长段板面裂缝实拍图

如图5 所示，2019 年中设设计集团对银川机场道面综合评估报告中，关于道面脱空的检测结论：跑道延长段的脱空较为明显，本次检测出的中度及以上脱空点大多位于跑道延长段内。评估报告中关于脱空区域与本次板块裂缝区域重合，基本可确认该区域板底脱空是板块裂缝的主要原因；此外，裂缝的形成也和飞机接地有关联[5-6]，从现场轮迹照片来看，会有个别飞机在该区域接地，使板块承受较大冲击力，加速病害的发展。

图5 跑道道面脱空系数分布图

1.2 跑道维护情况

机场管理机构对跑道维护工作逐年加大，虽然能够基本保证跑道运行安全，维持跑道适航性，但跑道随着使用年限的增加，病害不断出现，摩擦系数逐年降低，对跑道的安全威胁愈发明显[7]。

银川河东国际机场2019 年共维护跑滑系统道面424 处，其中快干水泥修补96 处，打胶修补315 处，沥青修补13 处；2020 年共维护跑滑系统道面1099 处，其中快干水泥272 处，打胶825 处，沥青2 处；2021 年受修补窗口期、材料、工艺和气候等条件限制，道面修补位置寿命一般在1～2 a，升降带区域的道面修补位置寿命一般在1 a 左右。跑道破损数量的不断增加，修补后返修频率的不断加快，对飞机在跑道上的运行安全形成了较大的隐患。

根据银川河东机场航班量的日益增长情况，机场管理机构每年组织实施的除胶作业频次逐渐加大，2017 年及以前，每年最多进行2 次除胶作业，自2018年以来，每年进行4 次除胶作业。由于受飞机降落冲击较多，道面抗滑性能下降较大，在经过除胶作业后，摩擦系数仍低于维护规划值（0.6）。

2 跑道进行盖被大修的必要性和紧迫性

银川河东国际机场跑道已使用25 a，南北两端的接地带区域的跑道纹理已基本磨平，加之接地带区域胶层较厚，接地带区域已存在摩擦力不足的问题，即便经过除胶，部分区域仍低于MH 5001—2021《民用机场飞行区技术标准》中规定的最小摩阻值0.50。目前采取的加大除胶频率的措施来提高跑道接地带区域的抗滑性能，但摩擦力的降低是道面纹理磨平导致的，治标不治本。跑道接地带区域摩擦力的降低，会导致飞机落地距离增长，存在冲出跑道的风险，影响飞行安全。通过对跑道进行功能性盖被，可以恢复跑道道面的抗滑性能，保障飞机飞行安全。

对银川机场跑道进行盖被是治理跑道病害的需要，银川机场跑道病害呈现逐年快速上升的趋势。这些病害极易产生FOD，影响飞行安全。机场近年来不断增加跑道的维护工作量，也对飞机在跑道上的运行安全形成了较大的隐患。通过对跑道进行功能性盖被，可以恢复道面表面状况、对跑道上的病害达到很好的治理效果，减轻机场的道面维护工作量、极大减少FOD，更好地保障机场运行安全。

国内其他机场在跑道运行中后期，均出现跑道病害增多、摩擦系数持续降低和道面平整度评价下降等一系列问题，给跑道运行造成较大的安全隐患。虽然加大道面维护维修力度和频次可以维持道面的正常使用，但治标不治本。结合国内其他机场的案例，跑道在使用超过20 a 后进行盖被是普遍采用的措施，且效果显著。建议机场管理机构邀请国内场道专业的专家前来实地调研，并结合近年来所完成的第三方检测报告、机场管理机构内部评估报告等材料，对机场道面下一步将要进行的盖被施工进行专业的指导工作。同时，还应委托有经验的检测公司对跑道400 m 延长段做详细的检测，为该区域道面病害治理做好理论研究及对策分析工作。