張俊，許巍，王江，全澤群，蘇立海，譚萬鵬，陳鐵友，劉森林

1）空軍工程大學(xué)航空工程學(xué)院，陜西西安 710038；2）空軍后勤部，北京 100009；3）中國人民解放軍95666部隊(duì)，四川成都 610066；4）中國人民解放軍95857部隊(duì)，湖北孝感432011

空軍作戰(zhàn)需要依托機(jī)場，然而，恰恰是在機(jī)場空軍力量最為脆弱.對于敵方來說，機(jī)場是最直接且效費(fèi)比高的打擊目標(biāo)，因?yàn)樵诘孛嫔蠐魵эw機(jī)比在空中容易得多，摧毀保障飛機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)質(zhì)上就摧毀了其空戰(zhàn)能力［1］.因此，在機(jī)場遇襲后，能否快速對受損道面進(jìn)行修復(fù)，使其滿足飛機(jī)的起降運(yùn)行需求，就成為了制約空軍戰(zhàn)斗力的一個(gè)重要因素［2］.

機(jī)場遭到襲擊后，可能會有數(shù)百個(gè)常規(guī)彈坑、地下彈坑、坑槽和未爆彈.完整的機(jī)場搶修需要進(jìn)行毀傷評估、確定最小起降帶、未爆彈排除、作業(yè)面清理、修復(fù)范圍確定、切割破碎、飛散物回填、基層及面層施工、道面清掃、應(yīng)急燈光、標(biāo)志和飛機(jī)攔阻設(shè)施布置等階段.其中，修復(fù)范圍確定、飛散物回填、基層和面層施工為道面修復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對機(jī)場搶修的總效率具有決定作用，要求在保證質(zhì)量的前提下盡量簡單快捷完成［3-4］.

如何快速實(shí)施機(jī)場毀傷評估、最小起降帶選擇以及道面毀傷修復(fù)，歷來是美國軍隊(duì)土木工程支援保障的重心所在.美軍從第2次世界大戰(zhàn)起即開始研究機(jī)場搶修，搶修技術(shù)先后包括第2次世界大戰(zhàn)中的木材、穿孔鋼板和赫森麻席，越戰(zhàn)中的AM-2鋁道面板，20 世紀(jì)70—80 年代研制的玻璃鋼道面板，1992年列裝的輕量化折疊玻璃鋼道面板，以及近年使用的快凝流動(dòng)填料、膨脹聚氨酯泡沫和快硬混凝土等［1-6］.關(guān)于道面搶修過程中的測試，美國軍隊(duì)提出了以目測法確定修復(fù)范圍，以動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀（dynamic cone penetrometer，DCP）測試加州承載比（California bearing ratio，CBR），以輕型落錘式彎沉儀（light weight deflectometer，LWD）、重型落錘式彎沉儀（heavy weight deflectometer，HWD）和飛機(jī)荷載模擬加載車等方法評估修復(fù)道面承載能力［5-7］.但是，已開展的機(jī)場道面搶修研究及實(shí)踐表明這些測試方法不能完全滿足使用需求［2，8］.為此，本研究針對機(jī)場道面搶修中修復(fù)范圍確定、結(jié)構(gòu)承載力測試和道面表面特性測試等關(guān)鍵項(xiàng)目，對比分析了相關(guān)測試方法，并提出后續(xù)發(fā)展建議，以期能促進(jìn)中國軍用機(jī)場道面搶修中測試技術(shù)和方法的進(jìn)步，同時(shí)，對中國民用機(jī)場的不停航搶修也有參考和借鑒價(jià)值.

1 修復(fù)范圍確定

機(jī)場道面受襲后，特別是水泥混凝土道面，破壞形成的彈坑往往會伴隨有隆起，如圖1.隆起的道面難以通過碾壓和夯實(shí)等方法恢復(fù)，但隆起的部分也屬于受損道面，需要進(jìn)行修復(fù).因此，如何快速確定彈坑的隆起范圍，是修復(fù)工作開始前一項(xiàng)十分重要的工作［6-7］.范圍確定得太大，將顯著增大修復(fù)工作量；范圍確定得太小，將無法完全修復(fù)受損道面.從原理上來看，確定受損范圍就是要確定彈坑周圍隆起的邊界.

圖1 帶隆起彈坑（a）示意圖；（b）實(shí)景圖Fig.1 (Color online) Crater with bulge.(a) Schematic diagram and (b) actual diagram.

1.1 目測法

目前通用的測試方法是目測法或測桿法，所需工具為2根支柱和1根測桿，原理如圖2.此方法一般由3 人實(shí)施，2 人負(fù)責(zé)移動(dòng)支柱，1 人移動(dòng)測桿，以保持測桿在每個(gè)測點(diǎn)上垂直放置.測試時(shí)沿原跑道中線方向在彈坑兩側(cè)各豎1根支柱，支柱需放置在未受損道面上，將測桿從明顯隆起部位開始，沿2根支柱之間的連線向支柱移動(dòng).當(dāng)測桿水平標(biāo)記與2根支柱頂端呈三點(diǎn)一線水平時(shí)，則測桿放置點(diǎn)就是道面隆起的起始點(diǎn)，做標(biāo)記，至此1條測線測試完成.橫向移動(dòng)1.0 m 或1.5 m，并重復(fù)以上步驟，直到測試完整個(gè)彈坑，將每條測線測得的隆起起始點(diǎn)連線，即可得到彈坑隆起范圍.

圖2 目測法確定彈坑隆起范圍Fig.2 Determine the range of crater protmsion by visual method.

1.2 激光水平儀和激光掃平儀法

若能在彈坑周邊打出一圈同一高程的線，再用塔尺在彈坑周邊量測，則可以大大提高測試速度與精度，激光水平儀和激光掃平儀具備此功能.激光水平儀和激光掃平儀實(shí)物圖可掃描論文末頁右下角二維碼查看補(bǔ)充材料圖S1.用此設(shè)備測試彈坑隆起范圍的步驟為:首先將水平儀或掃平儀架設(shè)在靠近彈坑但明顯無隆起的道面上，打開儀器，用塔尺測出此時(shí)激光線的高程，記為標(biāo)定高程，然后在彈坑周邊移動(dòng)塔尺，根據(jù)打在塔尺上的激光線讀出測試點(diǎn)的高程，同最初測試的標(biāo)定高程做對比，在考慮一定偏差的基礎(chǔ)上，即可得到彈坑的隆起范圍.

1.3 對比分析

目測法具有測試設(shè)備簡單易得的優(yōu)點(diǎn)，但測試過程中不僅需要移動(dòng)測桿，還需橫向多次移動(dòng)支柱，測試過程繁瑣、費(fèi)時(shí)較長，并且僅依靠人目視對準(zhǔn)，可能存在較大誤差.此外，測試過程需要3人配合.

激光水平儀和激光掃平儀僅需1 人即可操作，且測試速度快、步驟簡單，人為因素誤差小，若增加2人共同操作塔尺速度將會更快.此外，這兩種設(shè)備都是成熟商用產(chǎn)品.這兩種設(shè)備的主要區(qū)別在于測試精度、測試距離和應(yīng)用場景不同.激光水平儀的精度基本在0.3 mm/m 以上，主要用于室內(nèi)測試，因此距離較短.雖然也有不少型號宣稱可在室外使用，但經(jīng)測試，在室外陽光下即使是綠光型號，測試距離一旦超過6 m，基本上很難在塔尺上找到激光線.而大彈坑直徑都超過6 m，因此，在進(jìn)行陽光下大彈坑測試時(shí)，目前的商用激光水平儀難以勝任.

相比激光水平儀，激光掃平儀的精度一般更高，精度基本小于0.3 mm/m，并且在接收器配合下，室外測試距離基本都能達(dá)到300 m以上.激光掃平儀目前多用于室外，比如大范圍場地平整施工時(shí)的高程控制.用于彈坑修復(fù)范圍測試時(shí)，通過將接收器與塔尺配合使用，即使在室外強(qiáng)光環(huán)境下，也能快速確定彈坑周邊點(diǎn)的高程是否同標(biāo)定高程有偏差.

通過以上分析可見，相比于目測法，激光水平儀和激光掃平儀法的速度更快、精度更高、操作更簡單.特別是激光掃平儀法，能有效應(yīng)對室外強(qiáng)光環(huán)境下大彈坑的測試需求，顯著優(yōu)于目測法.但是從使用需求來看，激光掃平儀法也有進(jìn)一步改進(jìn)的空間.目前的激光掃平儀接收器會在激光信號落到接收器中心線時(shí)發(fā)出提示音，當(dāng)激光信號落在中心線以上或以下時(shí)會發(fā)出另一種提出音，但并不能顯示偏離中心線的具體距離.具體的偏移距離，只能通過上下移動(dòng)接收器使得激光信號落到中心線上來確定，這個(gè)過程必然會耗費(fèi)額外時(shí)間.從測試效率上來看，激光水平儀法是最為適宜的方法，但還需解決強(qiáng)光環(huán)境下長距離時(shí)激光線不可見的問題.實(shí)際彈坑直徑多在15 m 以下，可以通過采用定制更強(qiáng)功率激光的方法加以解決.比如通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)某波長為532 mm 的固體激光器在室外強(qiáng)光下15 m 處仍清晰可見，光束寬度小于3 mm，而且還可以將激光測距儀集成在一起，這樣可以同時(shí)測得彈坑的直徑和深度等參數(shù)，使得彈坑測量具有更高的效率.

2 結(jié)構(gòu)承載力測試

機(jī)場道面搶修是為了在受損后快速恢復(fù)機(jī)場的運(yùn)行能力，搶修道面需能在預(yù)定次數(shù)的飛機(jī)荷載作用下保持完好.因此，確保搶修施工過程中各結(jié)構(gòu)層承載能力決定了搶修道面保障飛機(jī)運(yùn)行的能力，同樣具有十分重要的地位［7-8］.但是不同于常規(guī)機(jī)場道面，搶修道面結(jié)構(gòu)層一般包括飛散物回填層、基層和面層.飛散物回填層是指為了縮短搶修時(shí)間，一般將彈坑周邊被炸飛的小尺度（比如美國軍隊(duì)規(guī)范要求不大于30 cm）飛散物直接回填到彈坑內(nèi)，至距彈坑表面15～80 cm.根據(jù)面層搶修所用材料和方法的不同，基層可能采用級配碎石、固化土、土工格室加筋土和膨脹聚氨酯泡沫等，面層可能采用玻璃鋼道面板、拼裝式金屬道面板、灌漿碎石和快硬混凝土等［9-10］.

用于彈坑修復(fù)的基層和面層材料類型豐富，這些材料及其結(jié)構(gòu)組合具有不同的結(jié)構(gòu)承載力，可應(yīng)對不同機(jī)型不同次數(shù)（比如美軍規(guī)定應(yīng)急性修復(fù)需能保障設(shè)計(jì)飛機(jī)100次運(yùn)行，保障性修復(fù)需能保障設(shè)計(jì)飛機(jī)5 000 次運(yùn)行，永久性修復(fù)需能保障設(shè)計(jì)飛機(jī)50 000次運(yùn)行）的運(yùn)行需求［4，6］.

為保證搶修道面能夠滿足擬保障機(jī)型的運(yùn)行需求，需要確保彈坑材料和結(jié)構(gòu)組合方案承載力滿足需求，同時(shí)各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量也要達(dá)到要求.對于回填飛散物層和基層承載力目前主要采用CBR法和LWD 法進(jìn)行測試.對于面層承載力目前主要采用HWD法和模擬加載車試驗(yàn)法進(jìn)行測試.

2.1 CBR法

標(biāo)準(zhǔn)的CBR 測試方法是現(xiàn)場采用CBR 測試儀實(shí)施的，此方法中架表及儀器調(diào)試比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還需要載重車提供反力.此外，此方法的測試深度有限，為了獲得下層CBR值QCBR，還需要分層開挖進(jìn)行測試［11-12］，因此，不適于機(jī)場道面搶修檢測.由于CBR 值在機(jī)場道面設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，對于評價(jià)道面各結(jié)構(gòu)層承載力是個(gè)重要指標(biāo)，因此，針對現(xiàn)場快速測試需求，可采用DCP 來進(jìn)行代替測試［13］.

DCP 測試簡便，僅需2 人配合即可，1 人操作貫入儀，1人記錄錘擊次數(shù)和貫入深度，直至儀器貫穿擬測試結(jié)構(gòu)層.通過測得的DCP 值HDCP（單位錘擊的貫入值），根據(jù)DCP與CBR的相關(guān)關(guān)系式即可求得對應(yīng)CBR 值.目前針對不同土質(zhì)已經(jīng)有不少成熟的經(jīng)驗(yàn)公式可用，如式（1）至式（3）所示為應(yīng)用較為廣泛的美國陸軍工程兵開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)公式.式（1）可用于除QCBR≥10 的低液限黏土（低至中塑性的無機(jī)黏土、礫石質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土和貧黏土）和高液限黏土（高塑性的無機(jī)黏土/肥黏土）以外的所有土，式（2）用于CBR ＜10 的低液限黏土，式（3）用于CBR ＜10的高液限黏土［13］.

通過DCP 開展CBR 測試的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在未分層測試的情況下，通過將貫入桿深入擬測試結(jié)構(gòu)層即可得到多層結(jié)構(gòu)層的承載力（理論上可達(dá)到貫入桿長度范圍，即1.27 m）.

2.2 LWD法

LWD 法已列入鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB 10102—2010），并在鐵路行業(yè)廣泛應(yīng)用［14］.輕型落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)見圖3.LWD法的原理是采用圓形承載板測定土體在落錘沖擊荷載作用下的沉陷值，以計(jì)算土體的動(dòng)態(tài)變形模量，測試過程操作十分簡單，僅需讓落錘沖擊承載板3次，即可自動(dòng)顯示出測試的動(dòng)態(tài)變形模量.LWD 測試的有效深度至少為承載板直徑的1.5 倍，李丹楓等［15］研究表明，LWD 深度影響范圍可達(dá)承載板直徑的2.5 倍，水平方向可達(dá)承載板直徑的2倍.深度方向上即使按照1.5 倍的作用深度計(jì)算，以常用的30 cm 直徑承載板為例，測試深度也可達(dá)到45 cm，在一定程度上說明測試結(jié)構(gòu)層承載能力較好.

張智豪等［16］研究了LWD用于土、水泥穩(wěn)定土、級配碎石、水泥穩(wěn)定碎石和瀝青混凝土等道路材料壓實(shí)度檢測的可行性，發(fā)現(xiàn)LWD 測試的彎沉值和壓實(shí)度具有高相關(guān)性，在充分試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上可用于壓實(shí)度檢測，此方法還具有操作簡單、結(jié)果穩(wěn)定和快速檢測等諸多優(yōu)點(diǎn).在某次機(jī)場道面搶修演練中使用LWD進(jìn)行了測試，最多需2人配合即可操作，而且測試速度很快，操作簡便，具有很大的應(yīng)用潛力.但需要指出，由于LWD 落錘質(zhì)量有限，沖擊能量有限，因此其測試深度和測試動(dòng)態(tài)模量范圍都有限，一般其可測試動(dòng)態(tài)模量小于80 MPa.

2.3 HWD法

對于更大模量的結(jié)構(gòu)層需要采用HWD 來進(jìn)行測試.某次機(jī)場道面搶修演練中使用HWD 進(jìn)行搶修彈坑面層測試，可掃描論文末頁右下角二維碼查看補(bǔ)充材料圖S2.

HWD 進(jìn)行的彎沉測試可用于反演道基和道面各結(jié)構(gòu)層模量，以及進(jìn)行水泥混凝土道面脫空判定.HWD 測試具有原位測試、速度快和不破壞道面結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，是世界各國道面結(jié)構(gòu)性能測試最主要的方法［17-18］.由于HWD 沖擊荷載大，作用深度可達(dá)土基層，可表征整體道面結(jié)構(gòu)的承載能力，美國軍隊(duì)在很多機(jī)場道面搶修研究中都采用HWD 進(jìn)行測試.采用的評價(jià)指標(biāo)是沖擊勁度模量EISM（impact stiffness modulus，ISM）.

其中，F(xiàn)為測試荷載（單位:N），d0為承載板中心彎沉值（單位:μm）.

美國軍隊(duì)相應(yīng)的試驗(yàn)過程是對不同材料和結(jié)構(gòu)組合的搶修道面開展HWD 測試，以對比評估不同搶修結(jié)構(gòu)的承載能力，在不同加載次數(shù)時(shí)再次開展HWD 測試，以ISM 指標(biāo)來分析搶修道面隨加載次數(shù)增加的結(jié)構(gòu)劣化規(guī)律［19］.

2.4 飛機(jī)荷載模擬加載車試驗(yàn)法

搶修過程中的質(zhì)量控制最終要達(dá)到的目標(biāo)都是可承擔(dān)目標(biāo)機(jī)型的多次運(yùn)行.因此，道面搶修質(zhì)量最直接、最可靠的驗(yàn)證方法是讓目標(biāo)飛機(jī)在搶修道面上進(jìn)行往復(fù)通行加載試驗(yàn).但是，綜合考慮飛機(jī)協(xié)調(diào)調(diào)度、飛機(jī)安全保障、造價(jià)和操作難度等因素，使用真實(shí)飛機(jī)加載開展道面研究并不現(xiàn)實(shí).

從驗(yàn)證需求來看，除艦載機(jī)外，需要模擬的飛機(jī)荷載主要是靜載（飛機(jī)正常著陸時(shí)，接地過程中飛機(jī)平飄接地，由于升力的存在，對道面的作用荷載一般小于靜載）.因此，使用飛機(jī)荷載模擬加載車進(jìn)行往復(fù)通行加載是一種十分適宜的替代方法.美國軍隊(duì)使用的飛機(jī)荷載模擬加載車可掃描論文末頁右下角二維碼查看補(bǔ)充材料圖S3.這些加載車都是按照實(shí)際飛機(jī)主起落架機(jī)輪構(gòu)型及荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，加載輪直接采用飛機(jī)機(jī)輪.美國軍隊(duì)在機(jī)場道面研究中十分重視現(xiàn)場試驗(yàn)，幾乎在每個(gè)相關(guān)研究項(xiàng)目中都使用了加載車開展往復(fù)通行試驗(yàn)，這些加載車在機(jī)場道面領(lǐng)域豐碩成果取得過程中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用［20］.

中國也已設(shè)計(jì)生產(chǎn)了飛機(jī)荷載模擬加載車，通過更換加載輪及配重，可滿足所有主起落架為單輪、雙輪及四輪的機(jī)型加載需求，加載輪也直接采用實(shí)際飛機(jī)機(jī)輪，如圖4.目前已在土跑道、拼裝式金屬道面板及搶修道面試驗(yàn)研究中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果［21-22］.

圖4 中國的飛機(jī)荷載模擬加載車（a）示意圖；（b）實(shí)物圖Fig.4 (Color online) Aircraft load simulation loading vehicle of China.(a) Schematic diagram,(b) actual diagram.

圖4 輕型落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of light weight deflectometer.

2.5 對比分析

綜上可以看出，DCP 和LWD 法主要用于搶修施工過程中的質(zhì)量控制和承載力測試，HWD 和飛機(jī)荷載模擬加載車法用于搶修施工完成后及運(yùn)行過程中的承載力測試.從結(jié)果導(dǎo)向來看，HWD 和飛機(jī)荷載模擬加載車法更能直接體現(xiàn)出搶修道面保障飛機(jī)運(yùn)行的能力.HWD測試的優(yōu)點(diǎn)是沖擊荷載大，作用范圍與作用深度大，可一定程度上模擬機(jī)輪的動(dòng)載作用，對搶修道面的測試結(jié)果可表征整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力.但此測試所需的專用設(shè)備較大，測試過程過于專業(yè)和復(fù)雜.最重要的是，為了使用HWD 測試結(jié)果來表征保障飛機(jī)運(yùn)行能力，還需要開展大量的重復(fù)試驗(yàn)建立HWD 測試值同飛機(jī)可運(yùn)行次數(shù)的精確關(guān)系.

相比之下，飛機(jī)荷載模擬加載車法得到的結(jié)果更能直接表征搶修道面的承載性能.為了得到搶修道面的實(shí)際承載能力，需要使用加載車進(jìn)行往復(fù)通行加載，直至道面達(dá)到失效破壞.顯然，此方法同戰(zhàn)時(shí)機(jī)場道面搶修的實(shí)際需求是不相符的.但是，飛機(jī)荷載模擬加載車試驗(yàn)法仍具有十分重要的意義.搶修道面主要用于戰(zhàn)時(shí)快速保障，其目標(biāo)也主要是滿足5 000 次以下的飛機(jī)運(yùn)行需求.因此，目前搶修道面成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也主要是經(jīng)驗(yàn)法，即分別采用不同的材料和結(jié)構(gòu)厚度組合來修復(fù)受損道面，同時(shí)記錄過程中不同結(jié)構(gòu)層承載力，然后采用飛機(jī)荷載模擬加載車開展往復(fù)通行加載試驗(yàn)，以此來優(yōu)選可滿足不同飛機(jī)、不同配置及不同運(yùn)行次數(shù)需求的修復(fù)材料及結(jié)構(gòu)組合，并以此來指導(dǎo)道面搶修實(shí)踐.

可見，為滿足道面搶修要求，在研究過程中，先選擇不同的材料及結(jié)構(gòu)組合來修復(fù)受損道面，同時(shí)使用DCP 和LWD 等方法在過程中記錄不同結(jié)構(gòu)層的承載力，然后再使用飛機(jī)荷載模擬加載車進(jìn)行加載驗(yàn)證，以此指導(dǎo)戰(zhàn)時(shí)道面搶修，是一個(gè)十分合理且可行的技術(shù)路線.過程中承載力測試，美軍主要是采用CBR 指標(biāo)，這是因?yàn)镃BR 在美軍道面設(shè)計(jì)規(guī)范中具有十分重要的地位，為此開展的大量研究中以CBR為表征指標(biāo)的成果非常多.

但是，經(jīng)實(shí)際測試發(fā)現(xiàn)DCP測試還存在一些問題.首先，測試過程仍不夠簡單，特別是對于承載力較高及需貫入深度較高的情況，即使采用一次性錐頭，仍存在貫入桿難以拔出的現(xiàn)象.此外，在測試飛散物回填層承載力時(shí)，若存在較多粒徑較大石塊時(shí)可能無法測試或測試結(jié)果變異性太大.其次，DCP測試得到的數(shù)據(jù)還需要進(jìn)行一定的計(jì)算才能得到所需結(jié)果.最后，雖然通過較高貫入深度可解決評估深度范圍內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層承載力，但由于貫入桿直徑小，橫向作用范圍有限，造成在彈坑回填這種并不十分均勻的場景下，測試結(jié)果存在較大的變異性.相比之下，LWD承載板直徑達(dá)到30 cm，作用深度可達(dá)40 cm 以上，測試過程簡單，而且測試完畢無需計(jì)算即可直接給出結(jié)果.LWD 存在的問題主要是目前以此為評價(jià)指標(biāo)而開展的實(shí)際搶修加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較缺乏，搶修道面各結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)變形模量同道面最終可保障飛機(jī)運(yùn)行次數(shù)的關(guān)系缺少數(shù)據(jù)支撐.因此，下一步應(yīng)著重探索采用LWD 法來測試道面搶修過程中各結(jié)構(gòu)層承載力，以動(dòng)態(tài)變形模量作為評價(jià)指標(biāo)，采用飛機(jī)荷載模擬加載車開展往復(fù)循環(huán)加載試驗(yàn)，建立不同結(jié)構(gòu)層承載力及其組合同搶修道面可保障飛機(jī)運(yùn)行次數(shù)間的關(guān)系.

3 道面表面特性測試

道面的表面特性主要包括平整度和抗滑性能，當(dāng)?shù)烂嫘迯?fù)范圍不大時(shí)，抗滑性能影響不大，但若是修復(fù)范圍較大或較多修復(fù)連片且修復(fù)范圍處于飛機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵區(qū)域，比如接地地帶、轉(zhuǎn)彎掉頭區(qū)域等，應(yīng)保證修復(fù)道面的抗滑性能.道面平整度差會給運(yùn)行中的飛機(jī)帶來較大的附加振動(dòng)荷載，可能會影響飛機(jī)關(guān)鍵子系統(tǒng)，給飛行員的操縱帶來困難，因此，應(yīng)保證修復(fù)道面內(nèi)部平整度并控制其與周邊完好道面之間的高差.比如，美國軍隊(duì)規(guī)定當(dāng)采用灌漿碎石或快硬混凝土面層時(shí)，應(yīng)做到齊平修復(fù)，即不允許搶修道面與周邊道面間有高差；當(dāng)采用玻璃鋼道面板等面層時(shí)，級配碎石基層的不平整度不能大于19 mm［4，6］.

3.1 抗滑性能測試

目前，機(jī)場道面表面抗滑性能測試主要有擺式儀法和摩擦系數(shù)測試車法.擺式儀法測試操作簡單，但屬于點(diǎn)測試，每次測試只能表征測試點(diǎn)的摩擦系數(shù)，大范圍測試效率低.摩擦系數(shù)測試車法自動(dòng)化程度高，測試效率高，適于大范圍測試.但此方法測試設(shè)備較大，不易攜帶，而且由于測試時(shí)需要設(shè)備速度較高，需要牽引車輛為其加速.因此，摩擦系數(shù)測試車法不適于戰(zhàn)時(shí)搶修道面的抗滑性能評估，擺式儀法可用于小范圍評估.

近些年，隨著智能手機(jī)性能的不斷提升，特別是內(nèi)置測量單元（inertial measurement unit，IMU）的性能提高，美國軍隊(duì)提出了一種基于減速原理和智能手機(jī)的道面抗滑性能評估方法，試驗(yàn)結(jié)果表明，相比專業(yè)的抗滑性能測試方法，此方法在準(zhǔn)確性和精度方面還存在一定的差距，但其與專業(yè)測試值間良好的相關(guān)性以及較高的可重復(fù)性都表明，此方法對于道面抗滑性能的應(yīng)急測試具有很好的應(yīng)用前景［23-24］.此方法不需要專用設(shè)備，僅需給手機(jī)安裝測試軟件即可使用，對測試車輛的需求也不高，比如美軍使用的悍馬或中國使用的勇士/猛士等，在擬測試場景都是常見的.此外，該方法操作簡單，現(xiàn)場人員不需要很專業(yè)的培訓(xùn)即可開展測試和評估.利用智能手機(jī)內(nèi)置的加速度傳感器還可開展道面平整度測試和評價(jià)，做到依托1臺手機(jī)測試即得到道面抗滑性能和平整度評價(jià)結(jié)果，十分適于搶修道面的表面性能測試.

3.2 平整度測試

目前，機(jī)場道面平整度測試主要采用三米直尺法和激光平整度儀法.三米直尺法適于小范圍測試，比如彈坑尺寸不大以及修復(fù)道面同周邊完好道面錯(cuò)臺.激光平整度儀法適于大范圍長距離的測試，但需要專業(yè)設(shè)備，測試時(shí)還需要承載車輛配合，因此，并不適于搶修機(jī)場道面.

當(dāng)?shù)烂娌黄綍r(shí)，飛機(jī)或車輛運(yùn)行時(shí)必然會有振動(dòng)產(chǎn)生，此時(shí)其豎向加速度會產(chǎn)生變化，且變化幅度與鋪面不平整度相關(guān).因此，在公路領(lǐng)域有學(xué)者提出了一種利用智能手機(jī)測試路面不平整度的思路，雖然在車輛運(yùn)行速度、車輛類別、手機(jī)類型、采樣頻率和數(shù)據(jù)處理等方面存在著一些問題，但研究結(jié)果表明此方法具有可行性，在鋪面平整度的快速測試評估中應(yīng)用前景廣闊［25-26］.

3.3 對比分析

由于具有明確的應(yīng)急屬性，機(jī)場道面表面特性測試目前成熟的方法中，摩擦系數(shù)測試車法和激光平整度儀法不適于搶修道面測試.擺式儀法和三米直尺法用于小范圍測試尚可，用于大范圍長距離測試時(shí)效率低.盡管還存在一些技術(shù)問題，但基于智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器的測試方法同時(shí)具有測試設(shè)備簡易通用、操作簡單、配合設(shè)備易得和測試效率高的優(yōu)點(diǎn).因此，下一步應(yīng)在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國裝備制式車輛和智能手機(jī)實(shí)際情況，編寫測試軟件，針對搶修道面開展表面特性試驗(yàn)，建立基于智能手機(jī)的道面表面特性測試方法.

4 結(jié)論

通過對機(jī)場道面搶修中修復(fù)范圍確定、結(jié)構(gòu)承載力測試和道面表面特性測試等關(guān)鍵步驟測試方法進(jìn)行對比分析，可得:

1）修復(fù)范圍確定方面，目測法具有測試過程繁瑣、誤差可能性大和所需人力多等缺點(diǎn)；商用激光水平儀和激光掃平儀法雖能一定程度解決上述問題，但也具有無法快速精確確定高程偏差的缺點(diǎn).更優(yōu)的方法是定制強(qiáng)光下15 m 內(nèi)光線清晰可見的激光器，同時(shí)集成激光測距儀，可簡單快速地獲得彈坑隆起范圍、彈坑直徑及深度等多種參數(shù)信息.

2）修復(fù)道面結(jié)構(gòu)承載力測試方面，HWD和飛機(jī)荷載模擬加載車法用于研究中最終承載力驗(yàn)證，不適于搶修過程中測試.雖然具有成果及數(shù)據(jù)豐碩的優(yōu)點(diǎn)，但DCP 測試CBR 存在測試過程不夠簡單和測試結(jié)果需進(jìn)一步計(jì)算等缺點(diǎn).更優(yōu)的方法是采用LWD 進(jìn)行道面回填層結(jié)構(gòu)承載力測試，并以飛機(jī)荷載模擬加載車通行試驗(yàn)，建立飛機(jī)可通行次數(shù)與道面結(jié)構(gòu)層LWD 指標(biāo)間的關(guān)系，以此指導(dǎo)搶修中采用LWD控制搶修質(zhì)量.

3）修復(fù)道面表面特性測試方面，摩擦系數(shù)測試車法和激光平整度儀法不適于搶修道面測試，擺式儀法可用于小范圍抗滑性能測試，三米直尺法可用于小范圍及修復(fù)道面與完好道面間的錯(cuò)臺測試.大范圍測試更優(yōu)的方法是開發(fā)基于智能手機(jī)的抗滑性能和平整度聯(lián)合測試方法，后續(xù)需重點(diǎn)需解決測試軟件、車輛適配和數(shù)據(jù)處理（測試數(shù)據(jù)同評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)關(guān)系）等方面的問題.