運輸機場跑道道面表面狀況評估方法

崔艾軍 趙奉魯 李福辰 鮑澤洲

北京首都國際機場股份有限公司 北京 100621

雨、雪天氣通常會造成機場航班延誤或取消，在嚴重暴雨/雪天氣下，機場甚至會關閉運行。跑道道面上的積水、冰雪等污染物控制不力，極易引起航空器起降期間的安全事故。如何將上述不良影響降至最小，則主要取決于機場管理機構采取何種方法對跑道表面進行密切監測與狀況評估，以及采取何種應急預案來應對機場潛在安全風險和存在的污染物[1]。

國際民航業界自20世紀50年代初就開始研究噴氣式航空器對于機場安全運行的影響，包括研究跑道表面是否具有合理的摩擦特性以提高航空器制動性能，但目前仍沒有得出針對跑道所有污染物種類、覆蓋范圍與深度對航空器運行安全影響的一個標準化的、可復現的決定性結論[2]。因此，對于污染跑道，為保障航空器起降安全，測量的摩擦系數不再作為評估跑道表面狀況的關鍵性指標，而是采用收集污染跑道表面狀況的相關數據（如污染物種類、覆蓋范圍與深度、氣溫等），并將數據轉換為結構化操作信息提供給機場空管和航空承運人等單位相關人員，然后根據飛機制造商提供的在每一種規定的污染物類型和深度條件下的飛機制動性能參數進行決策[3]。

在上述背景下，通過對雨雪天氣下的污染跑道狀況現場評估程序、污染物信息（類型、覆蓋范圍與深度）識別與測量、評估時機、跑道狀況評估矩陣（RCAM）的應用以及評估報告的格式要求等方面進行了大量深入現場調研與實踐工作[4]，本文形成了關于運輸機場跑道表面狀況評估程序的應用技術體系。

1 干跑道表面狀況評估

干跑道表面狀況評估包括采用摩擦系數測試設備的干跑道表面狀況評估方法、采用目視方法的干跑道表面狀況評估評估方法兩種。

（1）采用摩擦系數測試設備的干跑道表面狀況評估方法

干跑道表面摩阻特性應使用有自濕裝置的連續摩擦系數測試設備進行測定，目前常用的跑道摩擦系數測試設備主要分為Mμ儀拖車、滑溜儀拖車、表面摩阻測試車、跑道摩阻測試車、TATRA摩阻測試車、抗滑測試儀拖車，摩擦系數設備詳細技術要求應滿足《機場跑道摩擦系數測試車使用技術規范》（MH/T 6032）、《機場跑道摩擦系數測試設備技術要求和檢測規范》的相關要求。不同摩擦系數測試設備對跑道表面的摩阻特性的評定標準按照現行《民用機場飛行區技術標準》（MH 5001）執行。

具體評估程序如下：

① 評估工作前，負責評估工作的機場飛行區場地管理人員（或場務人員）應根據標準程序與空中交通管制單位聯系跑道運行的間隙時間。

② 確認設備連接是否處于穩定狀態，檢查設備灑水口出水與灑水位置是否正常。測試用水水溫應在5℃ ～ 25℃之間，測試水膜厚度應控制在1mm。

③ 測試區域：跑道中心線兩側3m至5m范圍內。

④ 測試速度：65 km/h或95 km/h。

⑤ 測試前，應確保測試區域無任何障礙物；測試區域道面應清潔無雜物。

⑥ 以設定的測試速度沿跑道縱向進行全線摩擦系數測試。在測試過程中盡可能沿跑道縱向直線行駛，不應隨意變換測試速度，測試速度偏差不應大于5km/h。

⑦ 測試過程中，評估人員實時監測摩擦系數測試數據是否存在異常（如數據中斷、數據突然升高或下降等）；如有異常，則應檢查該區域道面表面狀況后重新進行測試。

⑧ 測試過程中，為保障跑道運行安全，在整個評估期間（直至評估完全結束），評估人員應始終保持與管制單位的無線電通訊。

⑨ 測試結束后，評估人員與測試設備退出跑道，并通知管制單位測試結束且已退場。

⑩ 對摩擦系數測試結果進行保存，測試結果應當包括跑道每三分之一段的數值與跑道全長的平均值；同時，根據測試結果評估道面表面摩阻特性。將評估結果及時通報管制單位。當出現以下情況時，還應向航空情報服務機構（以下簡稱“情報機構”）提供航空情報原始資料（通報內容為“跑道的表面摩阻特性低于民航局規定的最低摩阻力水平”），并應及時清除道面的橡膠，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性：

跑道摩擦系數（以連續100m長道面的摩擦系數為評價指標）低于《民用機場飛行區技術標準》（MH 5001）規定的維護目標值；

測試曲線顯示跑道多處存在跑道摩擦系數（累計長度大于100m）低于《民用機場飛行區技術標準》（MH 5001）規定的最小的摩阻值。

測試原始記錄憑證應予以保存。原始記錄憑證至少應包含測試原始數據資料、跑道每三分之一段摩擦系數與全長摩擦系數平均值、評估結果、航空情報原始資料（如有）。

（2）采用目視方法的干跑道表面狀況評估評估方法

該方法適用于干跑道飛機接地帶區域道面表面摩阻特性評估。具體評估程序如下：

① 評估工作前，負責評估工作的機場飛行區場地管理人員（或場務人員）應根據標準程序與管制單位聯系跑道運行的間隙時間。

② 測試區域：跑道飛機接地帶區域。

③ 評估人員采用徒步目視調查的方式對跑道飛機接地帶區域道面積膠情況進行檢查，并采用卷尺等測量工具對積膠面積進行測量。

④ 評估與記錄跑道飛機接地帶區域積膠面積、表面橡膠硫化程度與光澤性，并評估飛機接地帶區域道面表面摩阻特性。

⑤ 為保障跑道運行安全，在整個評估期間（直至評估完全結束），評估人員應始終保持與管制單位的無線電通訊。

⑥ 評估結束后，評估人員退出跑道，并通知管制單位測試結束且已退場。

⑦ 對評估結果進行記錄與保存，并將評估結果及時通報管制單位。

當跑道飛機接地帶區域橡膠覆蓋率超過80%，并且道面表面橡膠硫化且粘結在道面上，難于清除，橡膠呈光澤時（橡膠沉積等級評價為“密集”或“非常密”時），應及時清除道面的橡膠，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性。

當跑道飛機接地帶區域橡膠覆蓋率超過96%，并且道面表面橡膠硫化且粘結在道面上，難于清除，橡膠呈光澤時（橡膠沉積等級評價為“非常密”時），還應向航空情報服務機構（以下簡稱“情報機構”）提供航空情報原始資料（通報內容為“跑道的表面摩阻特性低于民航局規定的最低摩阻力水平”），并應及時清除道面的橡膠，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性。

⑧ 評估原始記錄憑證應予以保存。原始記錄憑證至少應包含表面橡膠圖像或視頻影像資料、橡膠覆蓋面積與覆蓋率、評估結果、航空情報原始資料（如有）。

2 濕和污染跑道表面狀況評估

2.1 降雪天氣下的濕和污染跑道表面狀況評估方法

（1）評估頻次

① 評估啟動時機：當全部或者部分跑道表面有濕氣、壓實的雪、干雪、濕雪、雪漿、霜、冰時，機場管理機構應當立即對跑道表面狀況進行評估。

② 評估結束時機：機場管理機構應當持續監測、評估和通報跑道表面狀況，直至跑道表面不再受污染為止，即跑道每三分之一段污染物覆蓋率均小于10%。

③ 持續降雪過程中，機場管理機構應當根據航班間隙時間以及當前跑道污染物種類、覆蓋深度、覆蓋范圍和天氣狀況（含降雪強度及趨勢、溫度變化等）等因素確定開展下一次跑道表面狀況評估時機。兩次評估間隔宜參照以下標準執行：

·兩次評估的時間間隔最大不應超過8小時；

·大雪、暴雪天氣下，宜至少1小時評估一次；

·中雪、小雪天氣下，宜至少2小時評估一次。

·當機場處于停航且不接受備降狀態時，機場管理機構應在開航前對跑道表面狀況進行評估，并將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

④ 當出現以下狀況時，機場管理機構應開展跑道狀況評估：

·驟降的空氣或道面溫度（可能引發濕跑道結冰）；

·上升的空氣或道面溫度（可能引發結冰污染物融化）；

·由于風或飛機尾流等作用而導致的應用于跑道上的處治材料（如除冰液/防凍液、砂料等）流失；

·結冰的污染物飄落到跑道上。

（2）評估流程

① 準備工作

·機場管理機構應持續監測場區氣象變化情況，并根據天氣預報及時做好評估前準備工作，包括評估人員、評估相關設備（如對講機、車載式視頻記錄儀、直尺、測溫槍等）與相關車輛等準備工作。

·機場管理機構應結合機場自身運行特點，制定具體評估方案，包括巡檢人員與車輛數量配置、進入或退出跑道方式以及應急預案，確保評估工作不對飛機安全運行造成影響。

·當跑道全部或者部分道面受到積水、雪、雪漿、冰或者霜的污染時，機場管理機構應啟動評估工作，并提前與管制單位溝通可用時段與評估時間。

·對于多跑道（兩條及以上）機場，機場管理機構應提前與管制單位通報各條跑道評估順序與評估時間。

·評估人員應事先確定跑道各三分之一段長度，可結合跑道邊部距離編號進行確定。

② 評估方法

評估人員采用目視的方式對跑道每三分之一段污染物種類、覆蓋率百分比進行評估；采用現場直尺測量的方式對跑道每三分之一段的污染物覆蓋深度進行評估；采用測溫槍對跑道每三分之一段外界溫度進行測量。其中：

·污染物種類，規定的污染物種類包括：霜、濕、雪漿、干雪、濕雪、壓實的雪、“濕滑”、壓實的雪面上有干雪、壓實的雪面上有濕雪、積水、冰、濕冰、冰面上有雪漿、壓實的雪面上有水、冰面上有干雪或濕雪；部分污染物在不同溫度、深度條件下對應的跑道狀況代碼（RWYCC）不同，具體詳見表1所示。

表1 跑道表面狀況的評估準則

·污染物覆蓋率百分比，是指跑道某三分之一段污染物覆蓋面積占此三分之一段總面積的比例（以百分比表示）。當跑道某三分之一段污染物覆蓋率百分比小于10%時，不記錄污染物覆蓋范圍（填入“無”表示）。

·污染物深度，是指積水、雪漿、干雪、濕雪四種松散污染物的覆蓋深度，其余種類污染物覆蓋深度均填入“無”表示。現場污染物深度測量時，應在跑道每三分之一段飛機滑行輪跡帶區域內且污染最嚴重的區域選取至少3個點進行測量，讀數精確至1mm，取3個點的最大深度值作為評估結果。

對于干雪、濕雪、雪漿污染物，測量時應盡可能將直尺垂直放置于道面表面，如圖1所示；刻槽道面測量時應將直尺垂直放置于未刻槽表面，切勿放置于刻槽內測量。為保證測量準確性，測量過程中應避免對測量區域內污染物進行觸碰或踩踏。

圖1 干雪、濕雪與雪漿覆蓋深度測量示意圖

·外界溫度，是指道面表面溫度或者外界大氣溫度（OAT），評估人員應盡可能采集道面表面溫度；無法采集時，可通過采集外界大氣溫度（OAT）代替。現場溫度測量時，應在跑道每三分之一段至少測量1處，讀數精確至1℃。

評估人員駕駛檢測車輛從跑道一端向另一端進行評估。如評估車輛為一組時，評估人員應在跑道每三分之一段按照“回”字型路線進行評估，如圖2（a）所示；如評估車輛為兩組時，兩組評估人員分別在跑道中心線兩側按照“一”字型路線進行評估，如圖2（b）所示，現場評估結束后，由評估人員對評估結果進行匯總后通報。

圖2 跑道表面狀況評估路線示意圖

現場評估規則如下：

·當跑道某三分之一段的污染物覆蓋百分比小于10%時，此三分之一段的跑道狀況代碼為“6”（即認為是干跑道），不通報污染物信息（污染物種類、覆蓋率百分比與覆蓋深度均填入“無”表示）。

·當跑道某三分之一段的污染物覆蓋百分比大于或等于10%且小于或等于25%時，按照表2的方式進行跑道表面狀況評估。

·當跑道某三分之一段的污染物覆蓋百分比大于25%時，按照表3的方式進行跑道表面狀況評估。

表3 污染物覆蓋率百分比大于25%的評估方法

在持續降雪過程中，機場管理機構應持續監測跑道表面狀況。當出現以下重大變化時，機場管理機構應及時評估：

·污染物的種類發生變化（如表1所示）；

·污染物的覆蓋范圍超過閾值（如表4所示）；

表4 不同污染物覆蓋范圍時通報比例

·跑道狀況代碼發生改變；

·污染物的深度變化超過閾值：干雪大于20mm，濕雪大于5mm，雪漿大于3mm（如表5所示）。

表5 不同污染物覆蓋范圍時通報比例

在降雪過程中，如機場管理機構開展除冰雪工作，則應在除冰雪完畢后對跑道表面狀況重新評估，并將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

③ 評估結束

評估結束后，評估人員與車輛退出跑道，并通知管制單位測試結束且已退場。評估人員對評估結果核實無誤后向管制單位進行通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

當跑道每三分之一段的污染物覆蓋率百分比均小于10%時，跑道狀況代碼為6，無需通報管制單位，同時無需向情報機構提供雪情通告原始資料。

出現以下情況之一時，機場管理機構應當立即通知管制單位禁止航空器起降，關閉跑道，同時向航空情報單位提供相關原始資料：

·跑道表面有超過13mm（含）水當量厚度的雪漿；

·必要的跑道標志或助航燈光被冰雪覆蓋，除冰雪后仍不能提供飛行機組所需的目視參考；

·跑道狀況代碼為“1”或“0”；

·發生航空器偏出、沖出跑道事件后，未證實跑道表面狀況符合要求前。

在降雪結束后，如機場管理機構開展除冰雪工作且除冰雪完畢后道面處于“濕道面”狀態（包括采用除冰液/防凍液后道面處于“濕道面”狀態），則機場管理機構需對跑道表面狀況進行評估，其中，跑道每三分之一段跑道狀況代碼為“5”；每三分之一段污染物覆蓋率百分比填入“100”；每三分之一段污染物深度填入“無”；每三分之一段污染物種類填入“濕”。

機場管理機構將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

當跑道表面不再受污染且跑道每三分之一段污染物覆蓋率均小于10%時，機場管理機構需對跑道表面狀況進行最后一次評估，其中，跑道每三分之一段跑道狀況代碼為“6”；每三分之一段污染物覆蓋率百分比填入“無”；每三分之一段污染物深度填入“無”；每三分之一段污染物種類填入“無”。

機場管理機構將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料，并酌情說明跑道處于潮濕或者干燥狀態。

2.2 降雨天氣下的濕和污染跑道表面狀況評估方法

（1）評估頻次

① 評估啟動時機：當全部或者部分跑道表面有濕氣、積水時，機場管理機構應當立即對跑道表面狀況進行評估。

② 評估結束時機：機場管理機構應當持續監測、評估和通報跑道表面狀況，直至跑道表面不再受污染為止，即跑道每三分之一段污染物覆蓋率均小于25%。

③ 持續降雨過程中，機場管理機構應當根據航班間隙時間以及當前跑道污染物種類、覆蓋深度、覆蓋范圍和天氣狀況（含降雨強度及趨勢、溫度變化等）等因素確定開展下一次跑道表面狀況評估時機。兩次評估間隔宜參照以下標準執行：

·兩次評估的時間間隔最大不應超過8小時；

·大暴雨、特大暴雨天氣下，宜至少1小時評估一次；

·大雨、暴雨天氣下，宜至少2小時評估一次；

·中雨、小雨天氣下，宜至少4小時評估一次。

·當機場處于停航且不接受備降狀態時，機場管理機構應在開航前對跑道表面狀況進行評估，并將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

④ 當出現以下狀況時，機場管理機構應啟動跑道狀況評估程序：

·凍結的或正在凍結的降雨；

·驟降的空氣或道面溫度（可能引發濕跑道結冰）。

（2）評估流程

① 準備工作

·機場管理機構應持續監測場區氣象變化情況，并根據天氣預報及時做好評估前準備工作，包括評估人員、評估相關設備（如對講機、車載式視頻記錄儀、直尺等）與相關車輛等準備工作。

·機場管理機構應結合機場自身運行特點，制定具體評估方案，包括巡檢人員與車輛數量配置、進入或退出跑道方式以及應急預案，確保評估工作不對飛機安全運行造成影響。

·當跑道全部或者部分道面出現濕、積水污染時，機場管理機構應啟動評估工作，并提前與管制單位溝通可用時段與評估時間。

·對于多跑道（兩條及以上）機場，機場管理機構應提前與管制單位通報各條跑道評估順序與評估時間。

·評估人員應事先確定跑道各三分之一段長度，可結合跑道邊部距離編號進行確定。

② 評估方法

·評估人員采用目視的方式對跑道每三分之一段污染物種類、覆蓋率百分比進行評估；采用現場直尺測量的方式對跑道每三分之一段的積水深度進行評估。其中：

污染物種類，規定的污染物種類包括：濕、“濕滑”跑道、積水（詳見表1）。

污染物覆蓋率百分比，是指跑道某三分之一段污染物覆蓋面積占此三分之一段總面積的比例（以百分比表示），覆蓋率百分比應按照表4的方式進行記錄。當跑道某三分之一段污染物覆蓋率百分比小于10%時，不記錄污染物覆蓋范圍（填入“無”表示）。

污染物深度，是指積水、雪漿、干雪、濕雪四種松散污染物的覆蓋深度，其余種類污染物覆蓋深度均填入“無”表示。現場污染物深度測量時，應在跑道每三分之一段飛機滑行輪跡帶區域內且污染最嚴重的區域選取至少3個點進行測量，讀數精確至1mm，取3個點的最大深度值作為評估結果。

對于積水，測量時應盡可能將直尺垂直且（尺面）平行于水流方向放置于道面表面；刻槽道面測量時應將直尺垂直且（尺面）平行于水流方向放置于未刻槽表面，切勿放置于刻槽內測量。為保證測量準確性，測量過程中應避免對測量區域內積水進行遮擋。

·評估人員駕駛檢測車輛從跑道一端向另一端進行評估。如評估車輛為一組時，評估人員應在跑道每三分之一段按照“回”字型路線進行評估，如圖2（a）所示；如評估車輛為兩組時，兩組評估人員分別在跑道中心線兩側按照“一”字型路線進行評估，如圖2（b）所示，現場評估結束后，由評估人員對評估結果進行匯總后通報。

·現場規則如下：

當跑道某三分之一段的積水覆蓋率百分比小于10%時，此三分之一段的跑道狀況代碼為“6”（即認為是干跑道）且不通報污染物信息（污染物種類、覆蓋百分比與覆蓋深度均填入“無”）。

當跑道某三分之一段的積水覆蓋率百分比大于或等于10%且小于或等于25%時，此三分之一段跑道狀況代碼為“6”（即認為是干跑道）且污染物覆蓋百分比為25%，同時記錄此種污染物種類與覆蓋深度（如有）。

當跑道某三分之一段的積水覆蓋率百分比大于25%時，按照表6的方式進行跑道表面狀況評估。

表6 積水覆蓋率百分比大于25%的評估方法

·“濕滑”跑道每三分之一段的跑道狀況代碼均應為3（即：3/3/3）。當跑道表面狀況通報為“濕滑”跑道時，則不應再通報“濕”跑道。只有當跑道道面摩擦系數（累計長度大于100m）達到或超過規定的最小摩阻值時，機場才可停止通報“濕滑”跑道。

在持續降雨過程中，機場管理機構應持續監測跑道表面狀況。當出現以下重大變化時，機場管理機構應及時評估：

·污染物的種類發生變化（詳見表1）；

·污染物的覆蓋范圍超過閾值（詳見表4）；

·跑道狀況代碼發生改變；

·污染物的深度變化超過閾值：積水大于3mm（詳見表5）。

③ 評估結束

評估結束后，評估人員與車輛退出跑道，并通知管制單位評估結束且已退場。評估人員對評估結果核實無誤后向管制單位進行通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料。

當跑道每三分之一段的積水覆蓋率百分比均小于或等于25%時，每三分之一段的跑道狀況代碼均為“6”（即認為是干跑道），無需通報管制單位，無需向情報機構提供雪情通告原始資料。

出現以下情況之一時，機場管理機構應當立即通知管制單位禁止航空器起降，關閉跑道，同時向航空情報單位提供相關原始資料：

·跑道表面有超過13mm（含）的積水；

·發生航空器偏出、沖出跑道事件后，未證實跑道表面狀況符合要求前。

當跑道表面不再受污染且每三分之一段污染物覆蓋率均小于25%時，機場管理機構需對跑道表面狀況進行最后一次評估，其中：

·如跑道某三分之一段污染物覆蓋率百分比小于10%時，此三分之一段跑道狀況代碼為“6”；此三分之一段污染物覆蓋率百分比填入“無”；此三分之一段污染物深度填入“無”；此三分之一段污染物種類填入“無”。

·如跑道某三分之一段污染物覆蓋率百分比在10% ～ 25%之間時，此三分之一段跑道狀況代碼為“6”；此三分之一段污染物覆蓋率百分比填入“25”；此三分之一段污染物深度填入“無”；此三分之一段污染物種類填入“無”。

機場管理機構將評估結果向管制單位通報，同時向情報機構提供雪情通告原始資料，并酌情說明跑道處于潮濕或者干燥狀態。

3 結論

通過現場機場跑道狀況評估工作調研與實踐研究成果，結合現有國內外相關規范與標準，形成運輸機場跑道表面狀況評估方法體系，主要包含干跑道表面狀況評估、降雪天氣下的濕和污染跑道表面狀況評估方法、降雨天氣下的濕和污染跑道表面狀況評估方法。該體系將有效提高運輸機場在雨雪天氣下的安全運行管理水平與保障能力，降低不良天氣狀況下的跑道事故發生的風險，完善機場安全風險防控體系。