CN1646772B - 机场飞行跑道和滑行道的安全性改进方法和装置 - Google Patents

Abstract

机场飞机跑道安全性的改善方法，该方法是通过在直接位于飞机跑道路肩(12)边缘附近的压实土壤基底上设置柔性不透水铺面材料(14)来实现的。如此将人工草皮设在铺面材料(14)之外的区域上，从而外来物例如飞机跑道路肩材料的松散颗粒将受到喷气流驱动并且在铺面材料(14)的相对平滑结构上排出，并且将由人工草皮(30)收集，由此使外来物对飞机发动机尤其是那些延伸超出现有飞行跑道和滑行道路肩的上方发动机造成损坏的可能性最小。

Description

机场飞行跑道和滑行道的安全性改进方法和装置

技术领域

本发明涉及机场飞行跑道和滑行道的安全性改进，尤其涉及增加机场飞行跑道和滑行道的宽度以便减小外界物质对飞机发动机造成损坏的危险的需求以及关于现有的约束滑行道和飞行跑道的天然草皮表面状况变差的安全性问题。 

背景技术

随着更大并且更强力的飞机出现在许多年前构建的机场飞行跑道和滑行道上，目前存在关于突出的发动机经常延伸超出现有的飞行跑道和滑行道路肩的严重安全问题考虑。目前制造出的新一代飞机具有非常大的翼展，从而导致喷气发动机与现有的飞行跑道和滑行道路肩相交迭，并且在许多情况中实际上处于约束该飞行跑道或滑行道的天然草皮区域上方，因此极大增加了外来物对飞机发动机造成损坏的危险。 

大多数机场飞行跑道和滑行道路肩由可能具有损坏的表面和边缘例如裂缝和破裂的沥青构成。这引起由可能会被飞机发动机吸入的外来物例如沥青的松散颗粒和碎石对飞机尤其是处于飞机跑道路肩上方的飞机发动机造成损坏的严重危险。外来物损坏对于机场工作人员和飞机制造者而言都是主要的安全性考虑事项，因为它会具有灾难性的后果。除了外来物损坏可能性之外，沥青路面需要周期性维护和/或完全更换，这增加了整个机场的运营成本。 

为了减小飞机发动机遭受外来物损坏的危险并且为了符合常规安全性事项，一个解决方案在于在传统构筑方法中采用铺设在深基底上的混凝土或沥青来增大现有飞行跑道和滑行道的宽度。但是，与传统 构筑方法以及由该传统构筑方法导致的机场运行停工时间相关的成本非常高，并且在一些情况中是不可行的。 

机场通常构建在大开阔区域中，因此除了喷气流和涡流之外，它们可遭受到风暴、冰雹和雪暴以及沙尘暴的侵袭，这需要对约束飞行跑道和滑行道的现有顶层土壤进行昂贵的维护，例如开凿、整饰、清理等，以便确保有效的路面排水，并且避免积水以及路面水可能在飞行跑道上结冰。 

因此，需要对机场飞行跑道和滑行道予以改进，特别是对现有飞行跑道和滑行道路肩延伸部的改进。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种改善机场飞行跑道和滑行道的安全性的方法。 

本发明的另一个目的在于提供一种延伸现有的机场飞行跑道和滑行道路肩以便减小外来物对飞机发动机造成损坏的危险的经济的解决方案。 

本发明的另一个目的在于提供一种机场飞行跑道和滑行道路肩加边表面的布置方案，用来扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度，由此降低外来物对飞机发动机造成损坏的可能性。 

根据本发明的总体方面，提供一种改善机场飞机跑道的安全性的方法，该方法包括以下步骤： 

a)提供一种柔性铺面材料；并且 

b)通过沿着所述飞机跑道的侧边铺设所述柔性铺面材料来扩展现有飞机跑道路肩的宽度。 

根据本发明的一个更具体的方面，该方法包括以下步骤：提供用来约束飞机跑道路肩的压实土壤基底；将柔性的不透水铺面材料铺设在该压实土壤基底上；并且以不透水方式将铺面材料锚固在飞机跑道上，从而该铺面材料将确保有效的路面排水并且允许松散颗粒不受阻碍地排出。 

优选的是，还将人工草皮铺设在该铺面材料之外的区域上，从而松散颗粒在受到来自飞机跑道的喷气流驱动并且从铺面材料中排出时可以陷入其中。 

根据本发明的另一个方面，提供一种机场飞行跑道和滑行道路肩加边表面装置，用来扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度，由此消除松散颗粒对飞机发动机造成损坏的可能性。该装置包括约束飞机跑道的压实土壤基底和设置在该压实土壤基底上并且紧挨着飞机跑道的侧边的一柔性不透水铺面材料。设有按照不透水的方式将铺面材料锚固在飞机跑道边缘上的部件，从而该铺面材料将确保有效的路面排水并且允许松散颗粒不受阻碍地排出。要指出的是，可以将柔性防水铺面材料直接安装在现有铺砌的飞机跑道路肩区域上以便降低挖掘现有沥青的成本并且使现有路肩保持在位。 

根据本发明的另一个总体方面，提供一种机场安全性装置，用于降低飞机发动机由于吸入来自飞机跑道附近区域的外来物而受到损坏的危险，所述安全性装置包括：一路面铺面材料，用来按照从飞机跑道横向向外的方式铺设在地面上，所述路面铺面材料具有从飞机跑道向下倾斜的相对平滑的排泄表面，以便路面排水和松散颗粒排出到其中这些颗粒不会被飞机跑道上的飞机的发动机吸入的位置处；以及一边缘紧固系统，用来按照不透水的方式将路面铺面材料铺设在飞机跑道上。铺面材料可设置为纹理状，只要其不会阻碍散落颗粒的排出。 

根据本发明还提供一种飞机跑道路肩加边装置，用于扩展现有飞 行跑道和滑行道路肩的宽度以便降低外来物对飞机发动机造成损坏(FOD)的可能性，该装置包括：一柔性不透水铺面材料，用来从飞机跑道路肩的侧边横向延伸；以及一边缘紧固系统，用于使该铺面材料相对于飞机跑道路肩固定在位并且防止在它们之间出现渗水，所述铺面材料具有相对平滑的顶面，以便于路面排水和松散颗粒不受阻碍地排出。 

所述铺面材料优选还包括反光和荧光材料(例如磷光材料)，用来提供边界线和飞行跑道识别标记，从而在反光材料的荧光效应已经减退的情况中可以反射飞机灯光。该反光或荧光材料可以设置作为铺面材料的一个组成部分，或者可以通过粘接、喷涂或采用任意其它适当的技术施加在其上。该铺面材料优选为绿色，或者必要时可以为其它颜色以便在飞行跑道和滑行道边缘以及固有场地边缘之间形成强烈的视觉反差。 

在本发明的另一个实施方案中，所述装置还包括永久粘接在铺面材料上覆盖着铺面材料之外的区域的人工草皮。因此，该铺面材料的相对平滑的结构将允许可能存在于飞行跑道和滑行道路肩上并且可能会对飞机发动机造成外来物体损坏的任意松散颗粒不受阻碍地排出。额外有利的是，利用铺面材料结合人工草皮来替换天然草皮在机场维护预算方面能够提供相当大的成本效益。根据特定应用的不同标准，该人工草皮可具有渗透性，或者不可渗透性。 

通过铺设实际上免维护的铺面材料可以在机场成本预算上实现相当大的节约。另外，铺设人工草皮将消除对天然草皮进行修剪和开凿的必要。该人工草皮将全年保持其永久绿色和特性，因此不象天然草皮那样，需要在旧的并且死去的草皮上重新铺设草皮。例如在中东的干热气候中，铺面材料的相对平滑排泄表面将允许仅仅通过由飞机或其它机械装置所产生出的风或大气湍流迅速而有效地从路肩中将砂子和其它松散外来物清除。可以容易、迅速而经济地进行日常维护以使 扩展路肩保持没有有害碎片。碎片被置于附近的人工草皮中，碎片将收集在那里。必要时，可以定期将累积的碎片真空抽吸出去。 

在寒冷气候中，通过大型吹风机或清扫机可以容易且迅速地从铺面材料中将积雪清除到远离上空的飞机发动机的区域。 

由于铺面材料是完全防水的，所以消除了支撑基底沉降并且变质的危险，因此为维持全年飞行运转提供了可靠的基底。 

具有平行于现有路肩边缘延伸的接缝的铺面材料的安装方式将不会妨碍维护操作。 

根据本发明还提供一种飞机跑道路肩加边表面装置，用于扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度以便降低外来物对飞机发动机造成损坏的可能性，该装置包括： 

柔性不透水铺面材料，该材料从飞机跑道路肩的侧边横向延伸；以及 

边缘紧固系统，用于使该铺面材料相对于飞机跑道路肩固定在位并且防止在它们之间出现渗水，所述铺面材料具有相对平滑的顶面，以便于路面排水和松散颗粒不受阻碍地排出，其中所述柔性不透水铺面材料从飞机跑道路肩的边缘倾斜至用来收集从铺面材料中排出的松散颗粒的人造草皮覆盖的区域，并且其中在人工草皮和铺面材料之间设有不透水连接。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述人工草皮热粘接在所述铺面材料上。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述铺面材料由塑料复合材料制成。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述塑料复合材料选自聚丙烯、氨基甲酸乙酯、乙烯和聚乙烯。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述铺面材料铺设在一层压实工程基底材料上。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述边缘紧固系统包括沿着所述飞机跑道路肩的侧边部分埋入在土壤中的锚固件，所述锚固件具有粘接在所述铺面材料的纵向侧边上的头部。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述锚固件以挤出件形式设置，该挤出件具有通过竖立腿部与所述头部连接的底部锚固部分。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述锚固件部分嵌入在土壤中的膨胀泡沫中，该膨胀泡沫位于沿着飞机跑道路肩的边缘的沟渠中。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，在所述铺面材料上设有飞机跑道标记，所述飞机跑道标记由反光材料和荧光材料中的至少一种制成。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，所述铺面材料其颜色与飞机跑道不同，以便增强在飞机跑道和其路肩之间的视觉反差。 

在上述飞机跑道路肩加边表面装置中，优选的是，将一引导系统装进所述铺面材料上以沿着飞机跑道引导一机器人，以便定位并且检测出容易被飞机发动机吸入的外来物材料。 

参照下面所述的本发明优选实施方案将能够更好地理解本发明的其它优点和特征。 

附图的简要说明 

在已经对本发明实质进行了大体上说明之后，现在将参照通过例举说明其优选实施方案的方式显示出的附图，其中： 

图1为具有根据本发明优选实施方案的路肩延伸部分的机场飞行跑道的透视图； 

图2为根据本发明第一实施方案的飞机跑道路肩加边装置的剖视图；并且 

图3为根据本发明第二实施方案的飞机跑道路肩加边装置的剖视图。 

优选实施方案的详细说明 

图1显示出一机场跑道10，它包括一中央起飞/着陆跑道11和一对飞行跑道路肩12。每个路肩12通过由柔软地面覆盖件或柔性防水铺面材料14构成的路肩加边装置横向向外延伸。 

如图2所示，铺面材料14的安装第一步通常首先将包含在约束着在整个申请中通常被称为飞机跑道的飞行跑道或滑行道的路肩12的地面G最上层中的现有有机材料去除至由土壤报告所确定的深度。将地面G向下挖掘至可压实地面。在这一点上，通过碾压并且成形来使土壤倾斜并且压实以达到所要求的倾斜度，从而将控制表面水的流动排放到特定位置。从压实土壤基底中除去岩石，并且必要时可以在安装铺面材料14之前直接安装并且压实一层工程回填土。要指出的是，在一些应用中，可以将铺面材料14直接铺设在地面上而无需进行挖掘。 

将由塑料复合材料例如聚丙烯、氨基甲酸乙酯、乙烯或聚乙烯构成的柔性铺面材料14直接铺设在位于现有机场跑道路肩12附近的压实土壤基底上。如图3所示，也可以将铺面材料14安装成至少部分覆盖或 重叠在飞机跑道(即，飞行跑道或滑行道)的路肩12上。这尤其适用于这样一种情况，其中现有路肩将必须修复或重新铺砌。铺面材料14具有厚度为50mm至400mm的相对平滑的结构。铺面材料14可以按照可以喷涂或层压在网状基底上的聚乙烯、聚丙烯或任意其它类型的塑料或复合材料形式设置。可以通过各种方法现场或在制造工厂处喷涂或涂覆聚乙烯或其任意等同物。铺面材料14是完全不透水的，由于各种铺设方式是不同的，优选永久粘接在靠近现有机场路肩边缘设置的边缘紧固系统或锚固系统16上或者直接粘接在路肩12上。 

铺面材料14的铺设是通过重叠铺面材料卷并且施加热处理例如热焊接或者通过将粘接剂涂覆到重叠铺面材料上因此将两种材料熔接在一起以获得接缝的永久不透水并且坚固的粘接来完成的。 

在所示的实施方案中，铺面材料14按照不透水的方式粘接在飞机跑道路肩12上。更具体地说，可以通过安装不透水的弹性密封材料来使得在现有飞机跑道路肩的边缘和第一卷铺面材料之间的界面不透水，以便确保不透水表面的连续且不受阻碍地进行表面排水。不透水弹性密封材料与特定设计的锚固系统16结合，这确保了铺面材料14的边缘安全、永久并且经济地锚固在紧相邻的现有飞机跑道路肩12上。 

该锚固系统16优选包括一预制挤出塑料部件18例如聚丙烯或其它可以热粘接在柔性铺面材料14上的塑料。挤出塑料件18局部嵌入在特殊配制的膨胀泡沫20中，该泡沫沿着飞机跑道路肩12的边缘注入进狭窄挖掘的沟渠中。挖掘、泡沫注入和塑料件18的粘接在一个操作中同时完成。塑料件18具有一锚固部分24，从中延伸出支撑着其上热粘接或机械粘接有第一排铺面材料14的上面地面部分或头部22的腿部26。例如，可以通过施加热处理或通过向铺面材料14和挤出塑料件18的重叠部分上施加粘接剂来完成铺面材料14的粘接，因此永久地将两种材料熔接在一起。该锚固系统16在飞机跑道路肩边缘和铺面材料14之间 形成不透水密封。如图2所示，优选沿着在路肩12和路面铺面装置之间的垂直界面涂覆密封材料27。 

当整个铺面材料14处于适当位置中时，铺面材料14将采取下面压实土壤基底的形状和斜度，并且保持平坦以提供相对平滑的排泄表面以便于排水和松散颗粒的排出。安装铺面材料14的宽度和长度范围取决于特定位置的性能和设计标准。在铺面材料14以外的区域可以由人工草皮30覆盖，该草皮将收集任意所生成的颗粒物例如由飞机移动的沙子。人工草皮例如通过采用热焊接技术或者通过涂覆粘接剂永久粘接在铺面材料14上从而确保了在铺面材料14和人工草皮30之间的永久防水接缝。 

人工草皮30通常包括一起毛织物32，它优选铺设在基本上没有有机物质的压实土壤基底上。起毛织物32包括多个模仿草叶并且从相对较薄且柔性的衬垫36延伸至其上方的预定高度的绒毛元件34。用于使该起毛织物32固定在位的不吸水道渣料38设置在衬垫36上，并且其厚度小于绒毛元件34的预定高度。道渣料38以分散在衬垫36上的绒毛元件34中的相对较厚的颗粒材料层的形式设置。人工草皮通常安装在倾斜基底上以便从起毛织物32将水引导至所设计的雨水管理系统。路面排水是重要的，因为它更容易制备并且可以工作成本更低。 

这些排起毛元件34类似于在申请人于1997年10月16日提交并且于1998年9月10日公开的加拿大专利申请2,218,314中所述的类似，该文献的内容在这里被引用作为参考。 

将薄不透水薄膜40铺设在压实土壤基底上以防止水向下渗透。由较厚的颗粒物层例如石子构成的排水层42设在不透水薄膜40上。柔性衬垫36设在该排水层42上，从而水可以很容易从衬垫36通过排水层42流到不透水薄膜40上并且进入设在关键位置处的雨水沟中。在本申请人于2001年9月5日申请的题目为“ARTIFICIAL GRASS FOR  LANDSCAPING”的PCT申请PCT/CA01/01275中更详细地披露了该实施方案，该文献的说明书在这里被引用作为参考。要指出的是，该衬垫36可以结合有防水层，在该情况中，填实层38将用作排水层。 

如图2所示，铺面材料14可以粘接在不透水薄膜40的边缘上，从而在人工草皮30和铺面材料14之间形成不透水密封。或者，该铺面材料可以设置在衬垫36下面并且采用热的方式或用粘接剂粘接在其上。 

作为额外的安全性特征，铺面材料14可以制造成具有永久颜色例如绿色，或者必要时具有其它颜色，以增强在飞机跑道10的中央着陆区域和其路肩12之间的视觉反差。铺面材料14也可以设计成采纳太阳能吸收织物，该织物无需外界能源就能够在晚上将发出荧光。荧光反射光将持续10-12小时以覆盖黄昏至黎明时期。太阳光吸收织物可以直接涂覆到所安装的铺面材料14或者可以在制造期间安装。图案间距和形状因素可以定制成符合特定的机场操作规定。太阳能吸收织物可以有利地代替用于小型机场的传统照明系统。 

该铺面材料14还可以包括安装在其上的特殊反光织物，用来增强在晚上飞行跑道对于飞机着陆的可视性。因此，在太阳光吸收织物的荧光效应衰退的情况中，飞机灯光将由单向反光织物反射以便于安全着陆。 

如图3所示，铺面材料14可以直接安装在现有的路肩12上并且通过以设在形成在路肩12中并且通过多个锚固杆在其中固定在位的沟渠中的塑料挤出件形式设置的锚固件18′锚固在其上。如前面参照图2所述一样，铺面材料14可以采用加热方式或用粘接剂粘接在锚固件18′上，或者甚至可以采用机械方式连接在其上。或者，可以用粘接剂将铺面材料14直接粘接在路肩12上。从路肩12中除去给定厚度的材料，从而使铺面材料14与起飞/着陆跑道11基本上齐平。 

通过将引导系统结合进铺面材料中用来平行于跑道10引导一机器人48以便定位并检测出可能会被飞机发动机吸入的FOD材料，从而可以进一步提高避免外来物损坏(FOD)的保护。该引导系统可以包括嵌入在铺面材料14中的磁性引导线46或任意其它类型的引导技术。 

通过让引导线嵌入到柔性铺面材料14中，跑道的排水不会受到用来引导机器人48的通道或伸出边缘的阻碍。这些机器人48也可以设计用来通过具有配备必要的吹风机的更大型机器人清除柔性织物的沙子和FOD。FOD检测机器人必须足够沉重和稳定以便不会由于风或喷气流而移动。也可以采用缆索系统来引导该机器人并且使该机器人保持受到约束。 

本领域普通技术人员可以很容易想到对本发明的上述实施方案作出各种改变和改进。前面的说明用来举例说明而不是进行限定。本发明的范围因此仅仅由所附权利要求的范围来限定。 

Claims (8)

1.一种飞机跑道路肩加边表面装置，用于扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度以便降低外来物对飞机发动机造成损坏的可能性，该装置包括：

柔性不透水铺面材料，该材料从飞机跑道路肩的侧边横向延伸；以及

边缘紧固系统，用于使该铺面材料相对于飞机跑道路肩固定在位并且防止在它们之间出现渗水，所述铺面材料具有相对平滑的顶面，以便于路面排水和松散颗粒不受阻碍地排出，其中所述柔性不透水铺面材料从飞机跑道路肩的边缘倾斜至用来收集从铺面材料中排出的松散颗粒的人造草皮覆盖的区域，并且其中在人工草皮和铺面材料之间设有不透水连接；

其中所述铺面材料由塑料复合材料制成，并且其中所述塑料复合材料选自聚丙烯、氨基甲酸乙酯、乙烯和聚乙烯。

2.如权利要求1所述的飞机跑道路肩加边表面装置，其中所述人工草皮热粘接在所述铺面材料上。

3.如权利要求1所述的飞机跑道路肩加边表面装置，其中所述铺面材料铺设在一层压实工程基底材料上。

4.如权利要求1所述的飞机跑道路肩加边表面装置，其中在所述铺面材料上设有飞机跑道标记，所述飞机跑道标记由反光材料和荧光材料中的至少一种制成。

5.如权利要求4所述的飞机跑道路肩加边表面装置，其中所述铺面材料其颜色与飞机跑道不同，以便增强在飞机跑道和其路肩之间的视觉反差。

6.如权利要求1所述的飞机跑道路肩加边表面装置，其中将一引导系统装进所述铺面材料上以沿着飞机跑道引导一机器人，以便定位并且检测出容易被飞机发动机吸入的外来物材料。

7.一种飞机跑道路肩加边表面装置，用于扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度以便降低外来物对飞机发动机造成损坏的可能性，该装置包括：

柔性不透水铺面材料，该材料从飞机跑道路肩的侧边横向延伸；以及

边缘紧固系统，用于使该铺面材料相对于飞机跑道路肩固定在位并且防止在它们之间出现渗水，所述铺面材料具有相对平滑的顶面，以便于路面排水和松散颗粒不受阻碍地排出，其中所述柔性不透水铺面材料从飞机跑道路肩的边缘倾斜至用来收集从铺面材料中排出的松散颗粒的人造草皮覆盖的区域，并且其中在人工草皮和铺面材料之间设有不透水连接；

其中所述边缘紧固系统包括沿着所述飞机跑道路肩的侧边部分埋入在土壤中的锚固件，所述锚固件具有粘接在所述铺面材料的纵向侧边上的头部；并且

其中所述锚固件以挤出件形式设置，该挤出件具有通过竖立腿部与所述头部连接的底部锚固部分。

8.一种飞机跑道路肩加边表面装置，用于扩展现有飞行跑道和滑行道路肩的宽度以便降低外来物对飞机发动机造成损坏的可能性，该装置包括：

柔性不透水铺面材料，该材料从飞机跑道路肩的侧边横向延伸；以及

边缘紧固系统，用于使该铺面材料相对于飞机跑道路肩固定在位并且防止在它们之间出现渗水，所述铺面材料具有相对平滑的顶面，以便于路面排水和松散颗粒不受阻碍地排出，其中所述柔性不透水铺面材料从飞机跑道路肩的边缘倾斜至用来收集从铺面材料中排出的松散颗粒的人造草皮覆盖的区域，并且其中在人工草皮和铺面材料之间设有不透水连接；

其中所述边缘紧固系统包括沿着所述飞机跑道路肩的侧边部分埋入在土壤中的锚固件，所述锚固件具有粘接在所述铺面材料的纵向侧边上的头部；并且

其中所述锚固件部分嵌入在土壤中的膨胀泡沫中，该膨胀泡沫位于沿着飞机跑道路肩的边缘的沟渠中。