CN107192417A - 基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法，封闭待测路段，疏导车辆减速行驶；使用激光平整度仪，测量道面平整度；使用摩擦系数测试车，测量道面的摩擦系数；使用落锤式弯沉仪，测量道面弯沉；使用三米直尺,测量道面平整度；使用摆式摩擦仪，测量摩擦系数；使用路面构造深度测试仪，测量道面的构造深度；使用承载板，测量道面的弯沉曲线；使用钻芯取样机，测量道面厚度，并进行相关室内试验；人工进行外观检查，查明道面破损情况；本发明的有益效果是采用在上行线或下行线分别封闭两个车道，采取安全措施，限制车辆行驶速度，减速通行的方法，不但给现场测试公路跑道提供了空间，也没有实质性的影响交通。

Description

基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法
技术领域
本发明属于公路跑道建筑技术领域，涉及基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法。
背景技术
公路跑道是机场体系的重要组成部分，在紧急情况下可为飞机提供起降场地。由于它具有占地少、修建速度快和隐蔽性能良好等优点，故我国也已在公路(高速)建设中同步修建或改建了多条公路跑道。
公路跑道是大型的露天层状结构物，在长期的使用过程中，道面除了承受汽车荷载的作用以外，还要经受气温、湿度、阳光、紫外线等各种自然环境因素的作用，其使用性能必然发生一定程度的变化。随着我国交通运输事业的发展，运输汽车超载现象还将长期存在，荷载增大所带来的路面结构早期损坏不可避免。在启用公路跑道前，为了保证飞机的使用安全，需要根据公路跑道道面的使用特点制定测试方案，对相关性能指标进行现场测试，并对道面做出科学评价。
我国目前没有与现有公路跑道实际情况相适应的道面使用性能现场测试规程、方法和评价标准，导致无法科学评判道面在汽车使用一段时期后能否满足作战飞机的使用需求，因此，研究探讨公路跑道道面使用性能现场测试方法具有现实意义。
公路跑道既不同于永备机场，也不同于公路，由于具有明显的使用要求和特点，因此，其现场测试要求也不同。为了全面、准确地掌握公路跑道的表面功能和承载能力等状况，好为评价道面性能提供可靠的技术参数，需要对公路跑道现场测试特点和要求进行分析研究。
我国的公路跑道大多修建在高速公路上，不但有大货车通行，还有小汽车通行，一般所处的线路具有交通量大的特点，中断或封闭交通需要申请并经过批准。如果中断高速公路，不但给车辆通行和运输带来麻烦和不便，还会给该路段经济效益造成损失，因此，不能长时间中断公路。而公路跑道是高速公路中的一段，所以，跑道在测试期间，上行线和下行线都不能全部封闭，从而中断交通，只能采取各封闭1～2个车道，需要疏导交通，车辆限速通行。
高速公路一般行车道多，长途运输大型车辆多，通行速度快。公路跑道在测试期间，由于必须封闭1～2个行车道进行现场测试，用于通行车道减少，故公路较平时具有变窄、交通量增大、安全问题突出的特点，必须采取摆放安全锥、设置限行和减速标志牌等措施，以便司机减小行车速度，保证行车安全。同时还要对参加测试的所有人员进行安全教育，以保证现场人员的安全。
公路跑道道面使用性能现场测试项目多，包括平整度、抗滑力、承载力和道面损坏调查等内容，所用仪器类型也多，有重型装备，也有小型设备，工作量繁重，需要一定的时间完成。由于公路跑道是在紧急或特殊情况下使用，因此，现场测试要求速度快，不能按平常的情况安排测试工作，必须在最短的时间内完成测试任务，以便快速撤离现场。
公路跑道平时满足汽车通行，在战时或特殊情况下要满足飞机起飞、着陆及滑跑等使用。现代作战飞机对跑道道面的要求，不仅局限于满足飞机在地面运行的几何尺寸，更重要的是道面必须具有足够的承载强度和满足飞机高速滑行的通行性，即道面在保证承载能力和完好性的情况下，还应有足够的抗滑性和平整性。
为了准确的评价公路跑道的使用性能，给飞机能否使用做出结论，一是要测试道面的承载能力和完好性，其性能指标是道面落锤式弯沉值和损坏状况调查；二是要测试道面的表面功能，其性能指标是平整度、摩擦系数和路面构造深度。因此，公路跑道道面使用性能现场测试的指标包括平整度、摩擦系数(构造深度)、落锤式弯沉和道面损坏调查等项目，所使用的仪器主要有激光平整度仪、三米直尺、摩擦系数测试车、摆式摩擦仪、路面构造深度测试仪、落锤式弯沉仪和钻芯取样机等。
发明内容
本发明的目的在于提供基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法，解决了我国目前没有与现有公路跑道实际情况相适应的道面使用性能现场测试方法，并且测试过程中如果中断高速公路，不但给车辆通行和运输带来麻烦和不便，还会给该路段经济效益造成损失，导致无法及时的评判道面在汽车使用一段时期后能否满足作战飞机的使用需求的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：封闭待测路段，疏导车辆减速行驶，首先选取公路跑道的上行线作为待测路段，从跑道两端的回转坪或跑道端点外边计算向外端500米为封路的起点，沿公路中线开始相向摆放安全锥，分别向外以15度角延伸到第二个车道边线，间距为2米，并在运行方向的起点摆放一个指示灯，第二个车道的外边线全线摆放安全锥，间距为4～5米；从行车运行方向的回转坪外端或跑道端点算起，向外边500米处摆放第三个标志牌；向外边1000米处摆放第二个标志牌；向外边1500米处摆放第一个标志牌；在指示灯处指挥所有车辆从封闭区域外的第三和第四或紧急停止道车道通行；封闭区域内靠近中线的第一个车道为待测区，第2个车道为过渡区；
步骤2：使用激光平整度仪，测量道面平整度；测点布设：轰炸机和运输机B使用时，牵引车沿超车道里边线行驶，其他机型使用时，牵引车沿超车道外边行驶；测试车在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边400米处做好准备工作以后，向前行驶300～350米处停止，启动平整度测试系统程序，按照设备操作手册的规定设置测试状态；驾驶员按照60～70km/h测试速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米，测试人员启动系统的采集和记录程序，以后每100米为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤3：使用摩擦系数测试车，测量道面的摩擦系数；测点位置布设：纵向沿运行方向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，连续布设，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向位置布设，轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设，其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设；测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边400米处做好准备工作以后，向前驶行300～350米处停止，启动摩擦系数测试系统程序，驾驶员按照70～90km/h测试速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米，测试人员启动系统的采集和记录程序，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤4：使用落锤式弯沉仪，测量道面弯沉；测点位置布设：基于分布于飞机轮迹带上的原则，纵向位置按沿运行方向回转坪里端或跑道起点向里100米，每40米布置一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向和摩擦系数测试车法的位置布设相同；选用15t重锤，承载板直径选用450mm；测点分布在轮迹线上，每40m为一测点；测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边100米处做准备工作，检查HWD的车况及使用性能，手动操作检查设备各项指标符合规定要求；驾驶员按照小于45km/h的牵引速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米处为测试路段起点进行测试，测试人员启动系统的采集和记录程序，完成第一个测点后，前行40米，进行第二个点的测试，一直到完成最后一个点的测试工作，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤5：使用三米直尺,测量道面平整度；测试点纵向位置布设：沿纵向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔100米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处，测试人员停止测试和记录，测试工作结束；测试点横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，纵向每间隔100米，连续量取10尺；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，同样每间隔100米连续量取10尺；
步骤6：使用摆式摩擦仪，测量摩擦系数；测试点的位置布设：沿纵向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔100米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处，测试人员停止测试和记录，测试工作结束；测试点横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，纵向每间隔100米，连续量取10尺；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，同样每间隔100米连续量取10尺；使用摆式摩擦仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个单点组成，单点间的距离为4米，在路面潮湿状态下形成水膜时每个单点测定5次；
步骤7：使用路面构造深度测试仪，测量道面的构造深度；测试点的位置布设：纵向及横向布设均与使用摆式摩擦仪测试相同；使用铺砂仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个不同的单点组成，单点间距离为4米；
步骤8：使用承载板，测量道面的弯沉曲线；承载板中心测试点的位置布设：纵向位置沿行车方向的回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔400-600米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设；亮测表位置布置：测试时在承载板两侧的对称位置上各安装5个测试表，在承载板中心以及两侧对称位置上各安装3个百分表，其他位置分别安装2个千分表对道面的变形情况进行量测；测试的加载值是由0.1MPa开始，每0.25MPa为一级，加到1.5MPa为止；
步骤9：使用钻芯取样机，测量道面厚度，并进行相关室内试验；取样点位置布设：纵向位置每间隔400-600米为一个点；横向位置布设：轰炸机和运输机使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设，每一点钻取两个芯样；
步骤10：人工进行外观检查，查明道面破损情况；区域和单元划分：上行线和下行线分别作为一个区域，共分两个区域；把每一个区域按面积划分为若干个单元，每500平方米作为一个单元，对每个区域和单元分别进行统一编号；检查内容包括道面的各种毁坏类型、程度和数量情况；检查方法：检查人员要求由一名从事道面工程的专业工程师和一名实验员两人配合，徒步沿上行线路的超车道和行车道走S行路线，从跑道起点到跑道终点，全线检查一遍，并详细记录检查情况。
进一步，步骤1中指示灯内容为：交警提醒，道路变窄，减速慢行，注意安全；第三个标志牌内容为：交警提醒，道路变窄，限速40km/h，注意安全；第二个标志牌内容为：交警提醒，道路变窄，限速70km/h，注意安全；第一个标志牌内容为：交警提醒，前方施工，道路变窄，减速慢行。
进一步，步骤5中三米直尺由铝合金钢三米直尺和金属或硬木制三角楔形塞尺组成，三角楔形塞尺斜率为10％-15％。
本发明的有益效果是采用在上行线或下行线分别封闭两个车道，采取安全措施，限制车辆行驶速度，减速通行的方法，不但给现场测试公路跑道提供了空间，也没有实质性的影响交通。
附图说明
图1是公路跑道现场测试车道封闭和车辆通行横断面布置示意图；
图2是落锤式弯沉仪工作区及弯沉盆示意图；
图3是三米直尺现场测量情况示意图；
图4是承载板试验现场测试情况示意图；
图5是量测表的现场位置分布情况示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
1公路跑道现场测试特点与要求
公路跑道既不同于永备机场，也不同于公路，由于具有明显的使用要求和特点，因此，其现场测试要求也不同。为了全面、准确地掌握公路跑道的表面功能和承载能力等状况，好为评价道面性能提供可靠的技术参数，需要对公路跑道现场测试特点和要求进行分析研究。
1.1车辆通行要求，不能中断交通
我国的公路跑道大多修建在高速公路上，不但有大货车通行，还有小汽车通行，一般所处的线路具有交通量大的特点，中断或封闭交通需要申请并经过批准。如果中断高速公路，不但给车辆通行和运输带来麻烦和不便，还会给该路段经济效益造成损失，因此，不能长时间中断公路。而公路跑道是高速公路中的一段，所以，跑道在测试期间，上行线和下行线都不能全部封闭，从而中断交通，只能采取各封闭1～2个车道，需要疏导交通，车辆限速通行。
1.2交通安全要求，保证车辆和人员安全
高速公路一般行车道多，长途运输大型车辆多，通行速度快。公路跑道在测试期间，由于必须封闭1～2个行车道进行现场测试，用于通行车道减少，故公路较平时具有变窄、交通量增大、安全问题突出的特点，必须采取摆放安全锥、设置限行和减速标志牌等措施，以便司机减小行车速度，保证行车安全。同时还要对参加测试的所有人员进行安全教育，以保证现场人员的安全。
1.3测试时间要求，测试速度快时间受限
公路跑道道面使用性能现场测试项目多，包括平整度、抗滑力、承载力和道面损坏调查等内容，所用仪器类型也多，有重型装备，也有小型设备，工作量繁重，需要一定的时间完成。由于公路跑道是在紧急或特殊情况下使用，因此，现场测试要求速度快，不能按平常的情况安排测试工作，必须在最短的时间内完成测试任务，以便快速撤离现场。
2现场测试性能指标的项目
公路跑道平时满足汽车通行，在战时或特殊情况下要满足飞机起飞、着陆及滑跑等使用。现代作战飞机对跑道道面的要求，不仅局限于满足飞机在地面运行的几何尺寸，更重要的是道面必须具有足够的承载强度和满足飞机高速滑行的通行性，即道面在保证承载能力和完好性的情况下，还应有足够的抗滑性和平整性。
为了准确的评价公路跑道的使用性能，给飞机能否使用做出结论，一是要测试道面的承载能力和完好性，其性能指标是道面落锤式弯沉值和损坏状况调查；二是要测试道面的表面功能，其性能指标是平整度、摩擦系数和路面构造深度。因此，公路跑道道面使用性能现场测试的指标包括平整度、摩擦系数(构造深度)、落锤式弯沉和道面损坏调查等项目，所使用的仪器主要有激光平整度仪、三米直尺、摩擦系数测试车、摆式摩擦仪、路面构造深度测试仪、落锤式弯沉仪和钻芯取样机等。
3公路跑道现场测试宽度
公路跑道一般两侧各有3到4个车道，作为公路使用时，每个车道都有车辆通行，而作为机场跑道使用时，飞机起落架实际滑行中并不是在所有车道上运行，只是沿中线两侧一定的宽度滑行，飞机到底在多宽范围内使用？才有必要对这个重点区域内进行测试，到底测几个车道合适？值得研究。因此，测试宽度是本方法中首先要确定的重点问题，它决定了公路跑道的测试方法、内容和工作量。本发明通过从公路跑道可能使用飞机的性能参数、飞机滑行的轮迹横向分布等方面的分析研究，提出了测试宽度。
3.1飞机性能参数
公路跑道现场测试宽度由实际使用飞机的性能参数确定，主要取决于设计飞机的类型和主起落架宽度。目前，可在公路跑道上使用的主要飞机有歼击机、轰炸机和运输机等类型，我国常用的飞机性能参数见表1。
表1主要飞机性能参数表
序号 飞机类型 飞机主要性能参数 主起落架宽度
1 歼击机A 主轮上轮上静荷载38.25KN,主轮胎压力1.08MP 4.16m
2 歼击机B 主轮上轮上静荷载89.95KN,主轮胎压力1.27MP 3.74m
3 歼击机C 主轮上轮上静荷载XX.XXKN,主轮胎压力1.53MP 4.34m
4 轰炸机A 主轮上轮上静荷载85.95KN,主轮胎压力0.88MP 9.78m
5 轰炸机B 主轮上轮上静荷载65.85KN,主轮胎压力1.23MP 7.9m
6 运输机A 主轮上轮上静荷载50.77KN,主轮胎压力0.59MP 4.92m
7 运输机B 主轮上轮上静荷载48.91KN,主轮胎压力0.49MP 7.87m
8 运输机C 主轮上轮上静荷载XX.XXKN,主轮胎压力0.52MP 6.1m
分析表1的数据可知，主要飞机起落架的最大宽度为9.78m，近似为10m，飞机主起落架宽度大于6.1m以上的机型均为大型运输机或轰炸机，而小于6.1m以下的机型，基本是歼击机等机型。
3.2飞机轮迹横向分布
飞机起和飞降落滑行时，在跑道上其轮迹的横向分布是不均匀的。跑道横断面上的各个部位所受荷载分布也是各不相同的。影响飞机轮迹横向分布规律的因素很多，主要包括飞机的类型、主起落架数量和其间距、飞机轮胎数量和宽度、单机飞行和编队训练、飞行员的技术水平等。当主起落架数量少、间距小、主轮数量少、轮胎宽度较小时，则飞机在跑道上滑行轮迹的横向分布就相对集中，即沿跑道中线部位滑行的概率大；反之，轮迹的横向分布不很集中，即出现在跑道中线部位的概率变小。
空军某机场单机训练时，实测的歼击机-6和歼击机-7飞机，起飞和降落滑行轮迹的横向分布规律是在跑道中线部位10米宽(两侧各5米)的范围内，轮迹的分布概率为91.76％，在跑道中线部位22米宽(两侧各11米)的范围内，轮迹的分布概率为99.99％.
军用飞机有编队起飞的训练科目，而双机起飞滑行轮迹的横向分布规律与单机起飞滑行时是不同的。双机起飞训练要求同时起飞的两架飞机各自利用半个宽度的跑道滑行，机翼尖间距大于10米，着陆则是要求单机，以保证安全。空军某机场双机训练时，实测的歼击机-6和歼击机-7飞机，起飞和降落滑行轮迹的横向分布规律根据图表可看出在跑道中线部位10米宽(两侧各5米)的范围内有一个较大的峰值，轮迹的分布概率为77.12％，而在跑道两侧出现一个较小的峰值。
通过对飞机在跑道上轮迹横向分布实测资料的进行统计分析，可得出飞机在跑道上运行的横向偏离值得概率分布服从正态分布
式中：μ—平均值；
σ—标准差。
经对机场不同跑道的实测，得到μ和σ的数值见表2所示。
表2 跑道上飞机运行轨迹的横向分布参数
由于绝大多数机轮荷载都集中跑道横断面中线的三分之一宽度范围内，就跑道横断面而言，中间部分是决定性的交通区域，因此，对于汽车正常通行的公路飞机跑道，需要实测的宽度是跑道中线两侧一定的范围，即超车道和行车道(一个或两个)。
3.3现场测试宽度确定
高速公路路基宽度一般为28～45m，因此，公路跑道路基宽度一般大于28m，道面宽度一般大于25m，有的大于30m。如果飞机在公路跑道上起飞降落，按照飞机沿跑道中线滑行使用定位，不考虑滑行中出现较大的偏离，即飞机滑行宽度是在中线两侧有限的范围内，应由使用飞机的类型确定测试区的宽度。公路跑道使用以歼击机为主，大型运输机或轰炸机为辅，通过前面对飞机性能参数和飞机轮迹横向分布的分析研究可知，飞机在跑道上的使用宽度约为中心线区域10m宽。
公路工程技术标准(JTG B01-2003)中明确规定，车道宽度是按行车速度设计的，当速度大于80km/h时，车道宽度为3.75m，小于80km/h时，车道宽度小于3.5m。由于高速公路的行车速度要求大于80km/h，所以公路跑道行车道的宽度为3.75m，而中央隔离墩和路缘带合计的宽度一般设计为3～3.5m，则有：3.75+3(3.5)+3.75＝10.5～11m，即靠近道路中央两侧的行车道加隔离墩加路缘带宽度为10.5～11m。
通过以上的分析可知，飞机主要在公路跑道中间两个车道上滑行，两边其他车道使用的概率很低，所以公路跑道道面现场测试的宽度，重点是中间部位，可确定为中央10.5～11m的范围，即沿着公路纵向，在跑道全长度范围内测试两个车道，对上行和下行方向超车道的使用性能指标分别进行现场测试。
4公路跑道现场测试方法
针对公路跑道使用性能现场测试的特点和要求，在保证不中断交通的情况下，为了保证安全、快速、全面地完成测试任务，通过研究制定了详细的现场测试方案。
4.1封闭部分车道，保证车辆通车
协调公路跑道所属地方路政部门，介绍道面测试内容和要求，解决测试相关问题。针对公路车道数和车辆通行情况，先封闭上行线内侧两个车道，再封闭下行线内侧两个车道，分别作为安全缓冲区和测试区，安排所有车辆在外侧车道通行，车道封闭和车辆通行的平面和横断面布置安排见图1所示。
4.2采取相关措施，保证安全
为保证现场测试人员和通行车辆安全，首先要协调路政部门负责安全保障问题，组织安排交警(专业人员)在现场指挥疏导交通；其次是制定车道封闭计划，按照操作规范进行封路；之后在现场采取设置指示牌、指示灯和摆放安全锥等措施；最后是对现场测试人员进行安全教育，并规定活动路线和范围。
4.3分析研究任务，制定测试流程
由前面的分析可知，公路跑道测试范围以上行和下行车道的内侧超车道为主。根据现场测试任务、各指标测试的难易程度及耗时情况，测试流程依次是激光平整度仪→摩擦系数测试车→落锤式弯沉仪→三米直尺→摆式摩擦仪→路面构造深度测试仪→承载板→钻芯取样机→道面外观调查→编写检测报告。各种指标测试的操作方法和计算参考执行《公路路基路面现场测试规程》(JTGE60-2008)和《民用机场道面评价管理技术规范》(MH/T5024-2009)。
发明方案：
针对公路跑道使用性能现场测试的特点和要求，在保证不中断交通的情况下，为了保证安全、快速、全面地完成测试任务，根据以上测试要求和分析得到的数据，本发明的公路跑道现场测试方法分为上行车道测试和下行车道测试两个循环。下行车道测试程序和上行车道完全相同。
步骤1：封闭待测路段，疏导车辆减速行驶
(1)首先选取公路跑道的上行线作为待测路段，从跑道两端的回转坪(或跑道端点)外边计算向外端500米为封路的起点，沿公路中线开始相向摆放安全锥，分别向外以15度角延伸到第二个车道边线，间距为2米，并在运行方向的起点摆放一个指示灯，内容为：交警提醒，道路变窄，减速慢行，注意安全；第二个车道的外边线全线摆放安全锥，间距为4～5米；从行车运行方向的回转坪外端(或跑道端点)算起，向外边500米处摆放第三个标志牌，内容为：交警提醒，道路变窄，限速40km/h，注意安全；向外边1000米处摆放第二个标志牌，内容为：交警提醒，道路变窄，限速70km/h，注意安全；向外边1500米处摆放第一个标志牌，内容为：交警提醒，前方施工，道路变窄，减速慢行，详见图3和图4.
(2)交通专业人员现场疏导，在指示灯处指挥所有车辆从封闭区域外的第三和第四(或紧急停止道)车道通行。
(3)封闭区域内靠近中线的第一个车道为待测区，第2个车道为过渡区。
(4)召开专门会议，教育现场测试人员，提高安全意识，按规定活动区域、路线和范围，进行活动和测试工作。
步骤2：使用激光平整度仪，测量道面平整度
(1)为了保证飞机在公路跑道滑行的平稳舒适和安全，平整度是道面使用性能必须进行测试的重要指标之一。测试设备使用各类车载式激光平整度仪(测试车)，测试方法参考T0934-2008的步骤进行，评价方法以国际平整度指数(IRI)的测试结果作为依据，这种方法对道面高程识别精确，不但测试过程连续，测试速度快，能够较完整地反应测试路段的平整度情况。
(2)测点布设：轰炸机和运输机B使用时，牵引车沿超车道里边线行驶，其他机型使用时，牵引车沿超车道外边行驶。
(3)测试车在行车运行方向开始的回转坪外端(或跑道端点)向外边400米处做好准备工作以后，向前行驶300～350米处停止，启动平整度测试系统程序，按照设备操作手册的规定设置测试状态。
(4)驾驶员宜按照60～70km/h测试速度进入回转坪里端(或跑道起点向里100米)，即为测试路段起点，测试人员启动系统的采集和记录程序，以后每100米为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束。
步骤3：使用摩擦系数测试车，测量道面的摩擦系数
(1)为了防止道面潮湿时飞机发生漂滑现象，保证飞机在公路跑道滑行的安全，摩擦系数也是道面使用性能必须进行测试的又一个重要指标。测试设备有两种可以使用，一是单轮式车载横向力测试系统(既SCRIM)，测试方法参考T0965-2008的步骤进行。第二种是双轮式车载横向力测试系统(既Mu-Meter)，测试方法参考T0967-2008的步骤进行；评价方法以横向力系数(SFC)的测试结果作为依据，这两种方法对路面粗糙度识别比较准确，不但测试过程连续，测试速度快，能够较完整地反应测试路段的横向力系数，进而评价摩擦系数情况。
(2)测点位置布设：纵向沿运行方向回转坪里端(或跑道起点向里100米)为测试路段起点，连续布设，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)处；横向位置布设，轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设，其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设。
(3)测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端(或跑道端点)向外边400米处做好准备工作以后，向前驶行300～350米处停止，启动摩擦系数测试系统程序，按照设备操作手册的规定设置测试状态。
(4)驾驶员宜按照70～90km/h测试速度进入回转坪里端(或跑道起点向里100米)，即为测试路段起点，测试人员启动系统的采集和记录程序，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束。
本步骤4：使用落锤式弯沉仪，测量道面弯沉
(1)道路承载能力如果不足时，车辆行驶一段时间后，将会出现结构性破坏，如路面开裂和功能性破坏如出现车辙、平整度降低等现象，既影响美观，又严重妨碍行驶车辆的安全。特别是公路跑道，由于飞机起飞、降落和滑行过程中，产生的荷载远大于公路上行驶的车辆，再加上滑行时的冲击作用，这些使公路跑道的承载能力要求更高，因而公路跑道承载能力检测是使用性能评价中至关重要的一个环节。本发明所使用的设备为重型落锤式弯沉仪(HWD)，测试方法参考T0953-2008的步骤进行，评价方法以路基或路面表面所产生瞬时变形的测试结果作为依据，转换至回弹弯沉值后，来评定道面的承载力。该设备的荷载较大，
能够模拟飞机对道面作用力，性能稳定，测出的弯沉精度相对更高。
(2)测点位置布设：基于分布于飞机轮迹带上的原则，纵向位置按沿运行方向回转坪里端(或跑道起点向里100米)为测试路段起点，每40米布置一个测点，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)处；横向和摩擦系数测试车法的位置布设相同。
(3)根据现有可能使用飞机的机型，选用15t重锤，承载板直径选用450mm；测点分布在轮迹线上，每40m为一测点；传感器布置及应力作用状态如图2所示。
(4)测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端(或跑道端点)向外边100米处做准备工作，检查HWD的车况及使用性能，手动操作检查设备各项指标符合规定要求。驾驶员宜按照小于45km/h的牵引速度进入回转坪里端(或跑道起点向里100米)处为测试路段起点，即第一个测点，按照设备操作手册的规定设置状态进行测试，测试人员启动系统的采集和记录程序，完成第一个测点后，前行40米，进行第二个点的测试，一直到完成最后一个点的测试工作，即回转坪里端(或跑道端点向里100米)处，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束。
步骤5：使用三米直尺,测量道面平整度
(1)三米直尺由铝合金钢三米直尺和金属(或硬木)制三角楔形塞尺组成，测试方法参考T0931-2008的步骤进行，由人工进行测试，评价方法以三米直尺下最大间隙(R)的平均值和最大间隙大于5毫米所占百分比的测试结果作为依据，这种方法测试平整度具有设备简单，测试灵活方便，应用广泛地特点。三米直尺现场测量情况见图3所示。
(2)测试点纵向位置布设：和激光平整度仪法相同，即沿纵向回转坪里端(或跑道起点向里100米)为测试路段起点，以后每间隔100米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)处，测试人员停止测试和记录，测试工作结束。
(3)测试点横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里外边线75厘米处布设，纵向每间隔100米，连续量取10尺；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设，同样每间隔100米连续量取10尺。
步骤6：使用摆式摩擦仪，测量摩擦系数
(1)测试设备使用摆式摩擦仪，测试方法参考T0964-2008的步骤进行，评价方法以道面单点测定值BPNt、经修正后的BPN20、现场温度、3次测试结果的平均值作为依据，这种方法早已被世界各国广泛使用，得到了可靠的评价标准。
(2)测试点的位置布设：纵向及横向位置布设均与三米直尺法相同。
(3)使用摆式摩擦仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个单点组成，单点间的距离为4米，在路面潮湿状态下形成水膜时每个单点测定5次。
步骤7：使用路面构造深度测试仪，测量道面的构造深度
(1)构造深度测试仪有多种，本发明推荐两种，一是手工铺砂仪，其测试方法参考T0961-1995步骤进行；二是电动铺砂仪，测试方法参考T0962-1995步骤进行。两种仪器的评价方法均以每一测点取3个单点测试结果的平均值作为依据，按照道面每个评定区间测定路面构造深度的平均值、标准差、和变异系数进行评定，这是测试道面构造深度最基本和最为常用的方法，该方法设备简单，携带方便。
(2)测试点的位置布设：纵向及横向布设均与摆式摩擦仪法相同。
(3)使用铺砂仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个不同的单点组成，单点间距离为4米。
步骤8：使用承载板，测量道面的弯沉曲线
(1)通过承载板试验可直接得到公路跑道面层在各级荷载下的弯沉曲线，测试方法参考T0943-2008步骤进行，计算求得回弹模量，用以评定道面承载强度。承载板试验现场测试情况见图4所示。
(2)承载板中心(测试点)的位置布设：纵向位置沿行车方向的回转坪里端(或跑道起点向里100米)为测试路段起点，以后每间隔400-600米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端(或跑道端点向里100米)处。横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设。
(3)亮测表位置布置：测试时在承载板两侧的对称位置上各安装5个测试表(百分表或千分表)。由于靠近荷载中心位置，道面板弯沉较大，故在承载板中心以及两侧对称位置上各安装3个百分表，其他位置分别安装2个千分表对道面的变形情况进行量测，量测表的现场布置情况如图5所示。
(4)由于公路飞机跑道道面结构承载力要求较高，设计施工时质量控制较好且道面结构层较厚，在试点处测试过程中相对较小的作用力引起的变形值过小，因此测试的加载值是由0.1MPa开始，每0.25MPa为一级，加到1.5MPa为止。
步骤9：使用钻芯取样机，测量道面厚度，并进行相关室内试验
(1)为了测定路面结构层的实际厚度，分析道面的力学性质，并与无损试验结果进行对比分析，需要使用钻机，在道面上钻芯取样。钻取芯样的方法参考T0912-2008的步骤进行，通过芯样测量道面厚度，并进行相关室内力学试验，用以评定道面承载强度。钻芯法所得结果存在一定程度上的局限性，不能完整地反应路段全面的力学情况，但该方法对无损测试结果能起到一定的补充作用，是评价道面性能的一种重要手段。
(2)取样点位置布设：纵向位置和承载板法相同，即每间隔400-600米为一个点。横向位置布设：轰炸机和运输机使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设，每一点钻取两个芯样。
(3)芯样取得后必须马上进行标记，记录芯样的长度、直径、基础情况，并对芯样妥善保管。钻取芯样过程中，观察钻头的下钻速度、道面基础类型、保水情况，并详细记录。
(4)室内试验项目：对钻取的芯样试件进行编号分组，然后进行外观检查、量测高(厚)度等工作。对于沥青道面需要进行马歇尔稳定度、水稳性等试验，其试验方法执行JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程(09468)；对于水泥混凝土道面需要进行强度或模量等试验，其试验方法执行JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程(0830)。
步骤10：人工进行外观检查，查明道面破损情况
(1)为了掌握道面现状，分析评价外观完好情况，需要人工进行外观检查，查明道面破损情况。外观检查的方法参考MF/T5024-2009的步骤进行，采取对道面各种毁坏的类型、程度和数量等情况的外观检查结果评价道面情况。
(2)区域和单元划分：上行线和下行线分别作为一个“区域”，共分两个“区域”；把每一个“区域”按面积划分为若干个“单元”，每500平方米作为一个“单元”。对每个“区域”和“单元”分别进行统一编号。
(3)检查内容：主要包括道面的各种毁坏类型、程度和数量等外观情况。
(4)检查方法：检查人员要求由一名从事道面工程的专业工程师和一名实验员两人配合，徒步沿上行线路的超车道和行车道走“S”行路线，从跑道起点(端部)到跑道终点，全线检查一遍，并详细记录检查情况。
步骤11：编写检测报告
(1)公路跑道基本情况：主要包括三个方面，一是工程建设情况和主要技术参数，二是车辆通行情况，三是道面的维护情况。
(2)检测项目和内容：主要包括道面的平整性能、抗滑性能、承载能力和外观情况等，根据实际需要检测的项目填写。
(3)检测依据：
1)《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)；
2)《民用机场道面评价管理技术规范》(MH/T5024-2009)；
3)基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法；
4)公路跑道竣工图等资料。
(4)主要仪器设备简介：主要包括平整性能、抗滑性能和承载能力等指标测试需要的仪器设备，根据实际检测使用的具体设备，填写型号及软件(系统)等。
(5)检测结果与评价：
1)平整性能：包括激光平整度仪及三米直尺两种方法的检测结果、数据对比分析和对平整性能的评价。
2)抗滑性能：包括摩擦系数测试车、摆式摩擦仪及路面构造深度等三种方法的检测结果、数据对比分析和对抗滑性能的评价。
3)承载能力：包括落锤式弯沉仪、承载板和钻芯取样室内力学实验等三种方法的检测结果、数据对比分析和对承载能力的评价。
4)外观情况：包括道面各种毁坏的类型、程度和数量等外观调查情况、分析和评价。
(6)附件：主要包括道面的平整性能、抗滑性能、承载能力和外观情况等检测的原始记录表和相关计算，根据现场检测项目的全部数据作为附件。
列举具体实施例：
近期在华北、中原和华东等地，分别选取了具有代表性的汽车正在通行使用的3条公路跑道，按照本测试方法首次在国内对公路跑道道面使用性能进行了现场实测。
通过现场实测可知，按照本方法测试公路飞机跑道完全可行，在不中断交通的情况下，能保证汽车和测试人员的安全，每测试一条跑道所需时间为2～3天，工作时间约20小时，表明该方法科学，操作简便可行。
公路飞机跑道作为机场，启用之前必须对道面使用性能状况进行现场测试与评价。针对我国没有其性能指标测试规程和方法的现状，在对现场测试性能指标项目确定的基础上，从车辆通行、交通安全和测试时间等方面探讨了测试特点和要求；通过对作战飞机的性能参数、使用要求和在跑道横断面上的运行轨迹分析，研究了公路跑道现场测试的宽度；基于不中断交通的原则，不但提出了封闭部分车道、采取相关措施、保证通车安全的测试方案，还提出了平整度-摩擦系数-承载力-道面损坏调查的测试流程。本发明提出的“基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法”的有益效果及优点如下：
(1)本发明研究分析了我国十多条公路飞机跑道目前汽车通行使用的基本情况，基于测试道面时不中断交通的基本要求，提出了采用在上行线或下行线分别封闭两个车道，采取安全措施，限制车辆行驶速度，减速通行的方法，不但给现场测试公路跑道提供了空间，也没有实质性的影响交通，提高了其社会、经济、军事等方面综合效益。
(2)为了便于使用和推广公路跑道的现场测试方法，减小繁重的测试工作量，通过对作战飞机的性能参数、使用要求和在跑道横断面上的运行轨迹分析研究，提出了公路跑道现场测试的宽度，缩短了测试时间，也更符合飞机使用的实际状况，使用户的使用和操作更为省力省时，可提高测试工作效力。
(3)结合3条公路跑道的现场实测实践与探索，表明提出的基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法是客观科学和可行的。其方法和流程具有简单、有序和省力省时等优点，为随时启用公路跑道必须进行现场测试时，给决策部门和测试单位提供的方法依据。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：封闭待测路段，疏导车辆减速行驶，首先选取公路跑道的上行线作为待测路段，从跑道两端的回转坪或跑道端点外边计算向外端500米为封路的起点，沿公路中线开始相向摆放安全锥，分别向外以15度角延伸到第二个车道边线，间距为2米，并在运行方向的起点摆放一个指示灯，第二个车道的外边线全线摆放安全锥，间距为4～5米；从行车运行方向的回转坪外端或跑道端点算起，向外边500米处摆放第三个标志牌；向外边1000米处摆放第二个标志牌；向外边1500米处摆放第一个标志牌；在指示灯处指挥所有车辆从封闭区域外的第三和第四或紧急停止道车道通行；封闭区域内靠近中线的第一个车道为待测区，第2个车道为过渡区；
步骤2：使用激光平整度仪，测量道面平整度；测点布设：轰炸机和运输机B使用时，牵引车沿超车道里边线行驶，其他机型使用时，牵引车沿超车道外边行驶；测试车在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边400米处做好准备工作以后，向前行驶300～350米处停止，启动平整度测试系统程序，按照设备操作手册的规定设置测试状态；驾驶员按照60～70km/h测试速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米，测试人员启动系统的采集和记录程序，以后每100米为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤3：使用摩擦系数测试车，测量道面的摩擦系数；测点位置布设：纵向沿运行方向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，连续布设，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向位置布设，轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设，其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设；测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边400米处做好准备工作以后，向前驶行300～350米处停止，启动摩擦系数测试系统程序，驾驶员按照70～90km/h测试速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米，测试人员启动系统的采集和记录程序，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤4：使用落锤式弯沉仪，测量道面弯沉；测点位置布设：基于分布于飞机轮迹带上的原则，纵向位置按沿运行方向回转坪里端或跑道起点向里100米，每40米布置一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向和摩擦系数测试车法的位置布设相同；选用15t重锤，承载板直径选用450mm；测点分布在轮迹线上，每40m为一测点；测试设备在行车运行方向开始的回转坪外端或跑道端点向外边100米处做准备工作，检查HWD的车况及使用性能，手动操作检查设备各项指标符合规定要求；驾驶员按照小于45km/h的牵引速度进入回转坪里端或跑道起点向里100米处为测试路段起点进行测试，测试人员启动系统的采集和记录程序，完成第一个测点后，前行40米，进行第二个点的测试，一直到完成最后一个点的测试工作，测试人员停止数据采集和记录，关闭测试系统电源，测试结束；
步骤5：使用三米直尺,测量道面平整度；测试点纵向位置布设：沿纵向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔100米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处，测试人员停止测试和记录，测试工作结束；测试点横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，纵向每间隔100米，连续量取10尺；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，同样每间隔100米连续量取10尺；
步骤6：使用摆式摩擦仪，测量摩擦系数；测试点的位置布设：沿纵向回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔100米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处，测试人员停止测试和记录，测试工作结束；测试点横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，纵向每间隔100米，连续量取10尺；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，同样每间隔100米连续量取10尺；使用摆式摩擦仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个单点组成，单点间的距离为4米，在路面潮湿状态下形成水膜时每个单点测定5次；
步骤7：使用路面构造深度测试仪，测量道面的构造深度；测试点的位置布设：纵向及横向布设均与使用摆式摩擦仪测试相同；使用铺砂仪测试时，在每间隔100m的测点内进行测试，每个测点由3个不同的单点组成，单点间距离为4米；
步骤8：使用承载板，测量道面的弯沉曲线；承载板中心测试点的位置布设：纵向位置沿行车方向的回转坪里端或跑道起点向里100米为测试路段起点，以后每间隔400-600米设为一个测点，直到进入最后一个回转坪里端或跑道端点向里100米处；横向位置布设：轰炸机和运输机B使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设；亮测表位置布置：测试时在承载板两侧的对称位置上各安装5个测试表，在承载板中心以及两侧对称位置上各安装3个百分表，其他位置分别安装2个千分表对道面的变形情况进行量测；测试的加载值是由0.1MPa开始，每0.25MPa为一级，加到1.5MPa为止；
步骤9：使用钻芯取样机，测量道面厚度，并进行相关室内试验；取样点位置布设：纵向位置每间隔400-600米为一个点；横向位置布设：轰炸机和运输机使用时，沿超车道行驶的里车轮迹线，即距里边线75厘米处布设；其他机型使用时，沿超车道行驶的外车轮迹线，即距外边线75厘米处布设，每一点钻取两个芯样；
步骤10：人工进行外观检查，查明道面破损情况；区域和单元划分：上行线和下行线分别作为一个区域，共分两个区域；把每一个区域按面积划分为若干个单元，每500平方米作为一个单元，对每个区域和单元分别进行统一编号；检查内容包括道面的各种毁坏类型、程度和数量情况；检查方法：检查人员要求由一名从事道面工程的专业工程师和一名实验员两人配合，徒步沿上行线路的超车道和行车道走S行路线，从跑道起点到跑道终点，全线检查一遍，并详细记录检查情况。
2.按照权利要求1所述基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法，其特征在于：所述步骤1中指示灯内容为：交警提醒，道路变窄，减速慢行，注意安全；第三个标志牌内容为：交警提醒，道路变窄，限速40km/h，注意安全；第二个标志牌内容为：交警提醒，道路变窄，限速70km/h，注意安全；第一个标志牌内容为：交警提醒，前方施工，道路变窄，减速慢行。
3.按照权利要求1所述基于不中断交通的公路飞机跑道道面使用性能测试方法，其特征在于：所述步骤5中三米直尺由铝合金钢三米直尺和金属或硬木制三角楔形塞尺组成，三角楔形塞尺斜率为10％-15％。
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