运输机场跑道道面表面状况评估方法

崔艾军 赵奉鲁 李福辰 鲍泽洲

北京首都国际机场股份有限公司 北京 100621

雨、雪天气通常会造成机场航班延误或取消，在严重暴雨/雪天气下，机场甚至会关闭运行。跑道道面上的积水、冰雪等污染物控制不力，极易引起航空器起降期间的安全事故。如何将上述不良影响降至最小，则主要取决于机场管理机构采取何种方法对跑道表面进行密切监测与状况评估，以及采取何种应急预案来应对机场潜在安全风险和存在的污染物[1]。

国际民航业界自20世纪50年代初就开始研究喷气式航空器对于机场安全运行的影响，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动性能，但目前仍没有得出针对跑道所有污染物种类、覆盖范围与深度对航空器运行安全影响的一个标准化的、可复现的决定性结论[2]。因此，对于污染跑道，为保障航空器起降安全，测量的摩擦系数不再作为评估跑道表面状况的关键性指标，而是采用收集污染跑道表面状况的相关数据（如污染物种类、覆盖范围与深度、气温等），并将数据转换为结构化操作信息提供给机场空管和航空承运人等单位相关人员，然后根据飞机制造商提供的在每一种规定的污染物类型和深度条件下的飞机制动性能参数进行决策[3]。

在上述背景下，通过对雨雪天气下的污染跑道状况现场评估程序、污染物信息（类型、覆盖范围与深度）识别与测量、评估时机、跑道状况评估矩阵（RCAM）的应用以及评估报告的格式要求等方面进行了大量深入现场调研与实践工作[4]，本文形成了关于运输机场跑道表面状况评估程序的应用技术体系。

1 干跑道表面状况评估

干跑道表面状况评估包括采用摩擦系数测试设备的干跑道表面状况评估方法、采用目视方法的干跑道表面状况评估评估方法两种。

（1）采用摩擦系数测试设备的干跑道表面状况评估方法

干跑道表面摩阻特性应使用有自湿装置的连续摩擦系数测试设备进行测定，目前常用的跑道摩擦系数测试设备主要分为Mμ仪拖车、滑溜仪拖车、表面摩阻测试车、跑道摩阻测试车、TATRA摩阻测试车、抗滑测试仪拖车，摩擦系数设备详细技术要求应满足《机场跑道摩擦系数测试车使用技术规范》（MH/T 6032）、《机场跑道摩擦系数测试设备技术要求和检测规范》的相关要求。不同摩擦系数测试设备对跑道表面的摩阻特性的评定标准按照现行《民用机场飞行区技术标准》（MH 5001）执行。

具体评估程序如下：

① 评估工作前，负责评估工作的机场飞行区场地管理人员（或场务人员）应根据标准程序与空中交通管制单位联系跑道运行的间隙时间。

② 确认设备连接是否处于稳定状态，检查设备洒水口出水与洒水位置是否正常。测试用水水温应在5℃ ～ 25℃之间，测试水膜厚度应控制在1mm。

③ 测试区域：跑道中心线两侧3m至5m范围内。

④ 测试速度：65 km/h或95 km/h。

⑤ 测试前，应确保测试区域无任何障碍物；测试区域道面应清洁无杂物。

⑥ 以设定的测试速度沿跑道纵向进行全线摩擦系数测试。在测试过程中尽可能沿跑道纵向直线行驶，不应随意变换测试速度，测试速度偏差不应大于5km/h。

⑦ 测试过程中，评估人员实时监测摩擦系数测试数据是否存在异常（如数据中断、数据突然升高或下降等）；如有异常，则应检查该区域道面表面状况后重新进行测试。

⑧ 测试过程中，为保障跑道运行安全，在整个评估期间（直至评估完全结束），评估人员应始终保持与管制单位的无线电通讯。

⑨ 测试结束后，评估人员与测试设备退出跑道，并通知管制单位测试结束且已退场。

⑩ 对摩擦系数测试结果进行保存，测试结果应当包括跑道每三分之一段的数值与跑道全长的平均值；同时，根据测试结果评估道面表面摩阻特性。将评估结果及时通报管制单位。当出现以下情况时，还应向航空情报服务机构（以下简称“情报机构”）提供航空情报原始资料（通报内容为“跑道的表面摩阻特性低于民航局规定的最低摩阻力水平”），并应及时清除道面的橡胶，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性：

跑道摩擦系数（以连续100m长道面的摩擦系数为评价指标）低于《民用机场飞行区技术标准》（MH 5001）规定的维护目标值；

测试曲线显示跑道多处存在跑道摩擦系数（累计长度大于100m）低于《民用机场飞行区技术标准》（MH 5001）规定的最小的摩阻值。

测试原始记录凭证应予以保存。原始记录凭证至少应包含测试原始数据资料、跑道每三分之一段摩擦系数与全长摩擦系数平均值、评估结果、航空情报原始资料（如有）。

（2）采用目视方法的干跑道表面状况评估评估方法

该方法适用于干跑道飞机接地带区域道面表面摩阻特性评估。具体评估程序如下：

① 评估工作前，负责评估工作的机场飞行区场地管理人员（或场务人员）应根据标准程序与管制单位联系跑道运行的间隙时间。

② 测试区域：跑道飞机接地带区域。

③ 评估人员采用徒步目视调查的方式对跑道飞机接地带区域道面积胶情况进行检查，并采用卷尺等测量工具对积胶面积进行测量。

④ 评估与记录跑道飞机接地带区域积胶面积、表面橡胶硫化程度与光泽性，并评估飞机接地带区域道面表面摩阻特性。

⑤ 为保障跑道运行安全，在整个评估期间（直至评估完全结束），评估人员应始终保持与管制单位的无线电通讯。

⑥ 评估结束后，评估人员退出跑道，并通知管制单位测试结束且已退场。

⑦ 对评估结果进行记录与保存，并将评估结果及时通报管制单位。

当跑道飞机接地带区域橡胶覆盖率超过80%，并且道面表面橡胶硫化且粘结在道面上，难于清除，橡胶呈光泽时（橡胶沉积等级评价为“密集”或“非常密”时），应及时清除道面的橡胶，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性。

当跑道飞机接地带区域橡胶覆盖率超过96%，并且道面表面橡胶硫化且粘结在道面上，难于清除，橡胶呈光泽时（橡胶沉积等级评价为“非常密”时），还应向航空情报服务机构（以下简称“情报机构”）提供航空情报原始资料（通报内容为“跑道的表面摩阻特性低于民航局规定的最低摩阻力水平”），并应及时清除道面的橡胶，或者采取其他措施改善跑道的表面摩阻特性。

⑧ 评估原始记录凭证应予以保存。原始记录凭证至少应包含表面橡胶图像或视频影像资料、橡胶覆盖面积与覆盖率、评估结果、航空情报原始资料（如有）。

2 湿和污染跑道表面状况评估

2.1 降雪天气下的湿和污染跑道表面状况评估方法

（1）评估频次

① 评估启动时机：当全部或者部分跑道表面有湿气、压实的雪、干雪、湿雪、雪浆、霜、冰时，机场管理机构应当立即对跑道表面状况进行评估。

② 评估结束时机：机场管理机构应当持续监测、评估和通报跑道表面状况，直至跑道表面不再受污染为止，即跑道每三分之一段污染物覆盖率均小于10%。

③ 持续降雪过程中，机场管理机构应当根据航班间隙时间以及当前跑道污染物种类、覆盖深度、覆盖范围和天气状况（含降雪强度及趋势、温度变化等）等因素确定开展下一次跑道表面状况评估时机。两次评估间隔宜参照以下标准执行：

·两次评估的时间间隔最大不应超过8小时；

·大雪、暴雪天气下，宜至少1小时评估一次；

·中雪、小雪天气下，宜至少2小时评估一次。

·当机场处于停航且不接受备降状态时，机场管理机构应在开航前对跑道表面状况进行评估，并将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

④ 当出现以下状况时，机场管理机构应开展跑道状况评估：

·骤降的空气或道面温度（可能引发湿跑道结冰）；

·上升的空气或道面温度（可能引发结冰污染物融化）；

·由于风或飞机尾流等作用而导致的应用于跑道上的处治材料（如除冰液/防冻液、砂料等）流失；

·结冰的污染物飘落到跑道上。

（2）评估流程

① 准备工作

·机场管理机构应持续监测场区气象变化情况，并根据天气预报及时做好评估前准备工作，包括评估人员、评估相关设备（如对讲机、车载式视频记录仪、直尺、测温枪等）与相关车辆等准备工作。

·机场管理机构应结合机场自身运行特点，制定具体评估方案，包括巡检人员与车辆数量配置、进入或退出跑道方式以及应急预案，确保评估工作不对飞机安全运行造成影响。

·当跑道全部或者部分道面受到积水、雪、雪浆、冰或者霜的污染时，机场管理机构应启动评估工作，并提前与管制单位沟通可用时段与评估时间。

·对于多跑道（两条及以上）机场，机场管理机构应提前与管制单位通报各条跑道评估顺序与评估时间。

·评估人员应事先确定跑道各三分之一段长度，可结合跑道边部距离编号进行确定。

② 评估方法

评估人员采用目视的方式对跑道每三分之一段污染物种类、覆盖率百分比进行评估；采用现场直尺测量的方式对跑道每三分之一段的污染物覆盖深度进行评估；采用测温枪对跑道每三分之一段外界温度进行测量。其中：

·污染物种类，规定的污染物种类包括：霜、湿、雪浆、干雪、湿雪、压实的雪、“湿滑”、压实的雪面上有干雪、压实的雪面上有湿雪、积水、冰、湿冰、冰面上有雪浆、压实的雪面上有水、冰面上有干雪或湿雪；部分污染物在不同温度、深度条件下对应的跑道状况代码（RWYCC）不同，具体详见表1所示。

表1 跑道表面状况的评估准则

·污染物覆盖率百分比，是指跑道某三分之一段污染物覆盖面积占此三分之一段总面积的比例（以百分比表示）。当跑道某三分之一段污染物覆盖率百分比小于10%时，不记录污染物覆盖范围（填入“无”表示）。

·污染物深度，是指积水、雪浆、干雪、湿雪四种松散污染物的覆盖深度，其余种类污染物覆盖深度均填入“无”表示。现场污染物深度测量时，应在跑道每三分之一段飞机滑行轮迹带区域内且污染最严重的区域选取至少3个点进行测量，读数精确至1mm，取3个点的最大深度值作为评估结果。

对于干雪、湿雪、雪浆污染物，测量时应尽可能将直尺垂直放置于道面表面，如图1所示；刻槽道面测量时应将直尺垂直放置于未刻槽表面，切勿放置于刻槽内测量。为保证测量准确性，测量过程中应避免对测量区域内污染物进行触碰或踩踏。

图1 干雪、湿雪与雪浆覆盖深度测量示意图

·外界温度，是指道面表面温度或者外界大气温度（OAT），评估人员应尽可能采集道面表面温度；无法采集时，可通过采集外界大气温度（OAT）代替。现场温度测量时，应在跑道每三分之一段至少测量1处，读数精确至1℃。

评估人员驾驶检测车辆从跑道一端向另一端进行评估。如评估车辆为一组时，评估人员应在跑道每三分之一段按照“回”字型路线进行评估，如图2（a）所示；如评估车辆为两组时，两组评估人员分别在跑道中心线两侧按照“一”字型路线进行评估，如图2（b）所示，现场评估结束后，由评估人员对评估结果进行汇总后通报。

图2 跑道表面状况评估路线示意图

现场评估规则如下：

·当跑道某三分之一段的污染物覆盖百分比小于10%时，此三分之一段的跑道状况代码为“6”（即认为是干跑道），不通报污染物信息（污染物种类、覆盖率百分比与覆盖深度均填入“无”表示）。

·当跑道某三分之一段的污染物覆盖百分比大于或等于10%且小于或等于25%时，按照表2的方式进行跑道表面状况评估。

·当跑道某三分之一段的污染物覆盖百分比大于25%时，按照表3的方式进行跑道表面状况评估。

表3 污染物覆盖率百分比大于25%的评估方法

在持续降雪过程中，机场管理机构应持续监测跑道表面状况。当出现以下重大变化时，机场管理机构应及时评估：

·污染物的种类发生变化（如表1所示）；

·污染物的覆盖范围超过阈值（如表4所示）；

表4 不同污染物覆盖范围时通报比例

·跑道状况代码发生改变；

·污染物的深度变化超过阈值：干雪大于20mm，湿雪大于5mm，雪浆大于3mm（如表5所示）。

表5 不同污染物覆盖范围时通报比例

在降雪过程中，如机场管理机构开展除冰雪工作，则应在除冰雪完毕后对跑道表面状况重新评估，并将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

③ 评估结束

评估结束后，评估人员与车辆退出跑道，并通知管制单位测试结束且已退场。评估人员对评估结果核实无误后向管制单位进行通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

当跑道每三分之一段的污染物覆盖率百分比均小于10%时，跑道状况代码为6，无需通报管制单位，同时无需向情报机构提供雪情通告原始资料。

出现以下情况之一时，机场管理机构应当立即通知管制单位禁止航空器起降，关闭跑道，同时向航空情报单位提供相关原始资料：

·跑道表面有超过13mm（含）水当量厚度的雪浆；

·必要的跑道标志或助航灯光被冰雪覆盖，除冰雪后仍不能提供飞行机组所需的目视参考；

·跑道状况代码为“1”或“0”；

·发生航空器偏出、冲出跑道事件后，未证实跑道表面状况符合要求前。

在降雪结束后，如机场管理机构开展除冰雪工作且除冰雪完毕后道面处于“湿道面”状态（包括采用除冰液/防冻液后道面处于“湿道面”状态），则机场管理机构需对跑道表面状况进行评估，其中，跑道每三分之一段跑道状况代码为“5”；每三分之一段污染物覆盖率百分比填入“100”；每三分之一段污染物深度填入“无”；每三分之一段污染物种类填入“湿”。

机场管理机构将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

当跑道表面不再受污染且跑道每三分之一段污染物覆盖率均小于10%时，机场管理机构需对跑道表面状况进行最后一次评估，其中，跑道每三分之一段跑道状况代码为“6”；每三分之一段污染物覆盖率百分比填入“无”；每三分之一段污染物深度填入“无”；每三分之一段污染物种类填入“无”。

机场管理机构将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料，并酌情说明跑道处于潮湿或者干燥状态。

2.2 降雨天气下的湿和污染跑道表面状况评估方法

（1）评估频次

① 评估启动时机：当全部或者部分跑道表面有湿气、积水时，机场管理机构应当立即对跑道表面状况进行评估。

② 评估结束时机：机场管理机构应当持续监测、评估和通报跑道表面状况，直至跑道表面不再受污染为止，即跑道每三分之一段污染物覆盖率均小于25%。

③ 持续降雨过程中，机场管理机构应当根据航班间隙时间以及当前跑道污染物种类、覆盖深度、覆盖范围和天气状况（含降雨强度及趋势、温度变化等）等因素确定开展下一次跑道表面状况评估时机。两次评估间隔宜参照以下标准执行：

·两次评估的时间间隔最大不应超过8小时；

·大暴雨、特大暴雨天气下，宜至少1小时评估一次；

·大雨、暴雨天气下，宜至少2小时评估一次；

·中雨、小雨天气下，宜至少4小时评估一次。

·当机场处于停航且不接受备降状态时，机场管理机构应在开航前对跑道表面状况进行评估，并将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

④ 当出现以下状况时，机场管理机构应启动跑道状况评估程序：

·冻结的或正在冻结的降雨；

·骤降的空气或道面温度（可能引发湿跑道结冰）。

（2）评估流程

① 准备工作

·机场管理机构应持续监测场区气象变化情况，并根据天气预报及时做好评估前准备工作，包括评估人员、评估相关设备（如对讲机、车载式视频记录仪、直尺等）与相关车辆等准备工作。

·机场管理机构应结合机场自身运行特点，制定具体评估方案，包括巡检人员与车辆数量配置、进入或退出跑道方式以及应急预案，确保评估工作不对飞机安全运行造成影响。

·当跑道全部或者部分道面出现湿、积水污染时，机场管理机构应启动评估工作，并提前与管制单位沟通可用时段与评估时间。

·对于多跑道（两条及以上）机场，机场管理机构应提前与管制单位通报各条跑道评估顺序与评估时间。

·评估人员应事先确定跑道各三分之一段长度，可结合跑道边部距离编号进行确定。

② 评估方法

·评估人员采用目视的方式对跑道每三分之一段污染物种类、覆盖率百分比进行评估；采用现场直尺测量的方式对跑道每三分之一段的积水深度进行评估。其中：

污染物种类，规定的污染物种类包括：湿、“湿滑”跑道、积水（详见表1）。

污染物覆盖率百分比，是指跑道某三分之一段污染物覆盖面积占此三分之一段总面积的比例（以百分比表示），覆盖率百分比应按照表4的方式进行记录。当跑道某三分之一段污染物覆盖率百分比小于10%时，不记录污染物覆盖范围（填入“无”表示）。

污染物深度，是指积水、雪浆、干雪、湿雪四种松散污染物的覆盖深度，其余种类污染物覆盖深度均填入“无”表示。现场污染物深度测量时，应在跑道每三分之一段飞机滑行轮迹带区域内且污染最严重的区域选取至少3个点进行测量，读数精确至1mm，取3个点的最大深度值作为评估结果。

对于积水，测量时应尽可能将直尺垂直且（尺面）平行于水流方向放置于道面表面；刻槽道面测量时应将直尺垂直且（尺面）平行于水流方向放置于未刻槽表面，切勿放置于刻槽内测量。为保证测量准确性，测量过程中应避免对测量区域内积水进行遮挡。

·评估人员驾驶检测车辆从跑道一端向另一端进行评估。如评估车辆为一组时，评估人员应在跑道每三分之一段按照“回”字型路线进行评估，如图2（a）所示；如评估车辆为两组时，两组评估人员分别在跑道中心线两侧按照“一”字型路线进行评估，如图2（b）所示，现场评估结束后，由评估人员对评估结果进行汇总后通报。

·现场规则如下：

当跑道某三分之一段的积水覆盖率百分比小于10%时，此三分之一段的跑道状况代码为“6”（即认为是干跑道）且不通报污染物信息（污染物种类、覆盖百分比与覆盖深度均填入“无”）。

当跑道某三分之一段的积水覆盖率百分比大于或等于10%且小于或等于25%时，此三分之一段跑道状况代码为“6”（即认为是干跑道）且污染物覆盖百分比为25%，同时记录此种污染物种类与覆盖深度（如有）。

当跑道某三分之一段的积水覆盖率百分比大于25%时，按照表6的方式进行跑道表面状况评估。

表6 积水覆盖率百分比大于25%的评估方法

·“湿滑”跑道每三分之一段的跑道状况代码均应为3（即：3/3/3）。当跑道表面状况通报为“湿滑”跑道时，则不应再通报“湿”跑道。只有当跑道道面摩擦系数（累计长度大于100m）达到或超过规定的最小摩阻值时，机场才可停止通报“湿滑”跑道。

在持续降雨过程中，机场管理机构应持续监测跑道表面状况。当出现以下重大变化时，机场管理机构应及时评估：

·污染物的种类发生变化（详见表1）；

·污染物的覆盖范围超过阈值（详见表4）；

·跑道状况代码发生改变；

·污染物的深度变化超过阈值：积水大于3mm（详见表5）。

③ 评估结束

评估结束后，评估人员与车辆退出跑道，并通知管制单位评估结束且已退场。评估人员对评估结果核实无误后向管制单位进行通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料。

当跑道每三分之一段的积水覆盖率百分比均小于或等于25%时，每三分之一段的跑道状况代码均为“6”（即认为是干跑道），无需通报管制单位，无需向情报机构提供雪情通告原始资料。

出现以下情况之一时，机场管理机构应当立即通知管制单位禁止航空器起降，关闭跑道，同时向航空情报单位提供相关原始资料：

·跑道表面有超过13mm（含）的积水；

·发生航空器偏出、冲出跑道事件后，未证实跑道表面状况符合要求前。

当跑道表面不再受污染且每三分之一段污染物覆盖率均小于25%时，机场管理机构需对跑道表面状况进行最后一次评估，其中：

·如跑道某三分之一段污染物覆盖率百分比小于10%时，此三分之一段跑道状况代码为“6”；此三分之一段污染物覆盖率百分比填入“无”；此三分之一段污染物深度填入“无”；此三分之一段污染物种类填入“无”。

·如跑道某三分之一段污染物覆盖率百分比在10% ～ 25%之间时，此三分之一段跑道状况代码为“6”；此三分之一段污染物覆盖率百分比填入“25”；此三分之一段污染物深度填入“无”；此三分之一段污染物种类填入“无”。

机场管理机构将评估结果向管制单位通报，同时向情报机构提供雪情通告原始资料，并酌情说明跑道处于潮湿或者干燥状态。

3 结论

通过现场机场跑道状况评估工作调研与实践研究成果，结合现有国内外相关规范与标准，形成运输机场跑道表面状况评估方法体系，主要包含干跑道表面状况评估、降雪天气下的湿和污染跑道表面状况评估方法、降雨天气下的湿和污染跑道表面状况评估方法。该体系将有效提高运输机场在雨雪天气下的安全运行管理水平与保障能力，降低不良天气状况下的跑道事故发生的风险，完善机场安全风险防控体系。