机场跑道道面病害检测与预防性养护技术优化实践

一、引言

航空运输发展增加机场跑道压力，航班起降增多和大型飞机荷载累积，叠加温度变化、降水等环境因素，导致道面病害问题凸显。FAA 规范要求机场跑道维持高 PCI，道面失效造成的航班延误或机场关闭将带来巨大经济损失。然而，国内多数机场缺乏系统病害检测机制，传统人工巡检劳动强度大、周期长、主观性强，导致病害发现滞后、修复成本激增。沈阳桃仙国际机场案例显示，修复后8 年因未处理深层水汽问题，复发异常裂缝与拥包病害，揭示现有养护技术机理认知不足。北京大兴国际机场的"锅盖效应"防治技术证实，北方机场冬季水汽凝结是道面冻胀破坏诱因，为病害源头治理提供依据。呼和浩特机场实践表明，主动预防性养护大幅降低病害发生率，2022 年病害数量减少 75% ，验证技术优化可行性。因此，探索自动化检测技术与精准养护策略融合应用，成为提升机场道面管理水平关键课题。

二、机场跑道道面常见病害类型及成因

机场跑道道面病害分水泥混凝土和沥青混凝土两大类。调查显示，全国机场道面5 年内劣化比例 46.6%，10年内达78.4%，反映严峻性。

水泥混凝土道面为主流，病害包括表层开裂、错台、板底脱空等，根源在飞机荷载与环境侵蚀耦合作用；沈阳桃仙机场案例证实水损害是核心威胁。

沥青混凝土道面病害有轻微裂缝、老化、松散等，未及时处理会几何级扩展；受温湿度影响，雨水渗入破坏稳定性。上海虹桥机场平均服役寿命7.5 年，低于20 年设计寿命。

特殊气候加剧病害，如拉萨贡嘎机场高寒、温差大、紫外线强，服役19 年后加铺沥青；北方机场冻胀，温度骤降导致“锅盖效应”，水汽凝结破坏道面。

三、机场跑道道面病害检测技术

机场道面病害检测技术正从传统人工巡检向智能化、自动化方向转型，形成多层次技术体系。传统人工巡检采用肉眼排查方式，不仅效率低下，受人员能力和天气条件制约明显，且难以保证检测覆盖率，尤其对微小病害识别能力不足。

现代检测技术中，地面三维激光扫描技术实现了道面数据的高精度采集。昆明长水国际机场改扩建工程采用二等水准测量结合地面站三维激光扫描方法，内业基于 Leica Register 360 软件处理数据，生成 1:500 道面板角点高程图，不仅将工期缩短近两个月，还大幅提升了数据可靠性。该技术特别适用于夜间有限作业窗口期（2:00-5:00）的机场环境，克服了传统测量效率低的瓶颈。

AI 图像识别技术通过深度学习框架处理车载影像，实现裂缝、起砂等病害的自动化识别。Cao Y 等人研发的系统利用行车记录仪影像进行道面病害检测，突破了人工判读的主观性限制，为养护决策提供客观数据支撑[3]。更先进的多模融合技术则结合毫米波雷达、红外和可见光成像，如辰创科技 "鹰眼" 系统采用毫米波 FMCW雷达体制，可探测 0.5cm×0.5cm 的微小金属铆钉，检测性能远超 FAA 3.1cm×3.8cm 的标准要求。

雷达检测技术展现出全天候监测优势，其高分辨率特性能够敏锐提取病害回波特性，有效区分路灯、杂草等干扰因素。系统内置多核 DSP 处理器提升运算效率，即使在大风、沙尘、雾霾等极端天气下仍能稳定工作，同时提供跑道占用、道面监测等实时信息，构建了全方位的道面安全监控网络。

四、机场跑道道面预防性养护技术

预防性养护技术强调在道面性能良好阶段主动干预，是延缓病害发展的经济有效手段。《民用机场道面评价管理技术规范》(MH/T5 024-2009) 明确规定，当沥青混凝土道面损坏等级处于 "良" 或 "中" 水平时，应及时实施预防性养护，避免病害呈几何性增长导致养护费用成倍增加。实践表明，适时的预防性养护可使裂缝发生率从 20% 降至 5% 以下，显著延长道面使用寿命。

材料技术方面，沥青基含砂雾封层成为机场道面养护的优选方案。该材料由特种沥青、细集料、聚合物改性剂和催化剂组成，专门适用于旧沥青道面养护。相比微表处等技术，含砂雾封层不含粗集料，更符合机场道面严格的安全要求，能有效改善沥青老化、轻微裂缝等早期病害，目前相关标准已进入编制阶段以规范其应用。

工艺技术创新体现在特殊环境的适应性处理上。呼和浩特机场根据风向灵活调整除雪编队：静风时采用 "人字形" 编队，侧风时改用 "一字型" 编队，使清扫方向与风向一致；在气温骤降至 - 10℃时，创新采用 "扫雪+ 热吹" 模式，10 分钟内清除易结冰污染物，确保道面干燥放行。乌鲁木齐机场则建立 20 分钟快速除雪与 40分钟全面除雪的组合方案，根据降雪情况灵活应用。

北方机场针对冻胀问题开发了基于 "锅盖效应" 的疏水隔汽技术，通过土工织物布层等工程措施阻断土层水汽上升通道，从机理层面解决冬季冻胀积水难题。北京大兴国际机场的实践证实，这种源头治理方法能显著延缓道面劣化进程，降低重复性修复频率。

五、技术优化实践案例分析

昆明长水机场通过技术创新（二等水准测量结合三维激光扫描）解决夜间短窗口测绘难题，高效完成测量任务，缩短工期近两个月，并为年吞吐9500 万人次的跑道提供数据支撑，验证技术应用价值。

呼和浩特机场实施预防性养护精细化管理，建立“监测-评估-干预”闭环机制，优化除冰雪作业（如优化编队、储备100 吨除冰液、驻场维修）和日常养护（如雾封层技术），2022 年病害减少75%，降低维护费用，提升安全性，成为北方典范。

六、结论

机场跑道道面病害检测与养护技术的优化实践需构建 "检测 - 评估 - 干预" 的全流程体系。通过引入 AI深度学习框架处理车载影像数据，可突破传统人工巡检的效率瓶颈，实现裂缝、起砂等病害的实时精准识别，为养护决策提供数据支撑。基于 "锅盖效应" 理论的疏水隔汽设计，结合土工织物布层等工程措施，能有效解决北方机场冻胀积水难题，从机理层面延缓道面劣化。

预防性养护策略的实施时机至关重 表明在道面性能指数良好阶段进行干预，可使裂缝发生率从 20%降至 5% 以下，显著延长跑道使用 的案例证实 精细化管理结合雾封层等材料技术，既能降低年度维护费用，又能提升运营 步整合大数据分析技术，建立道面性能预测模型，实现从被动修复向主动预防的转型，为机场跑道全生命周期管理提供技术保障。

参考文献

1]李伟伟;柯颖;李凯.政策引导下的机场建设发展[J].科技创新导报,2020,17(33):98-101.

[2]李尚仁;谢春庆;潘凯;刘川;吉锋.西北地区某机场道面病害特征及成因探讨[J].地下水,2023,45(3):165-169.

[3]袁术清.机场飞行区道面养护对策分析[J].四川建材,2020,46(10):132-133.