機場多條跑道為什麼只用一條（談談機場跑道有關的那些事兒）

2023-08-12 10:32:29

飛機是人們生活中重要的交通工具，它不像汽車可以停放在許多位置，而是必須有機場跑道才能起飛和降落。可以說，跑道是機場中最重要的基礎設施，決定著飛行起降的安全。

圖：首都機場西跑道實施道面大修工程現場

不久前，北京首都機場43歲「高齡」的西跑道大修，再次吸引了人們的目光。不過，你真的了解跑道嗎？你知道機場跑道道面的施工規格嗎？今天，我們就和您聊聊，關於跑道的那些事兒。

跑道的長度主要根據機場起降的飛機機型來決定。一般來說，飛機的重量越大，機型越大，飛機起降跑道的長度就要越長。例如，在標準大氣條件下，運-5飛機起飛的跑道長度只需要600米，而波音707客機則需要3200米左右。以北京首都機場為例，它擁有2條4F級跑道和1條4E級跑道。剛剛大修完成的首都機場西跑道全長3200米，屬於4E級跑道，可用於起降翼展在65米以下的飛機，比如波音777、空客A330等機型。

圖：北京首都機場

值得注意的是，位於不同海拔高度的機場跑道在長度上也有差異。由於高原地區空氣密度低，飛機升力會隨之降低，在起飛時就需要更多跑道滑行時間。只有飛機在達到一定滑行速度時，才能使機翼和飛機產生足夠的升力，使飛機成功起飛。因此，高海拔地區的機場跑道通常長達4000米以上。

此外，坡度和摩擦力也是影響跑道長度因素。如果道面是上坡，建設時有利於縮短著陸滑跑長度；道面是下坡，建設時有利於縮短起飛滑跑長度；而具有高摩擦力的平坦道面有利於縮短起飛和著陸的長度，最經濟實用。

機場跑道的方向通常是按照當地常年風向修建的，以儘可能保證飛機能逆風起降。

在飛機起降時，最關鍵的一點是避免側風。側風很容易導致飛機出現橫向側滑，偏離跑道的中心而出現事故。因此在建造機場時，跑道的走向應與當地最常見風向平行。例如，我國很多地區最常見的風是夏季的東南風和冬季的西北風，那麼跑道的走向就以東南—西北向為最佳，以東北—西南向為最差。

不過，在實際建設中，各地的風嚮往往受當地山脈走向、地形起伏的影響而發生變化。而機場佔地又受到城市規劃等因素的制約，因此跑道的實際走向未必完全依照風向來確定。例如，雖然我國大部分機場跑道都是南北走向，但大連等地的機場跑道則是東西走向。

圖：北京大興國際機場跑道平面圖

近年來，不少中大型機場會根據當地機場地理位置、氣象條件，建設多條不平行跑道，在提高運行效率的同時，能夠應對不同季節的不同風向。比如，大家熟知的北京大興國際機場擁有3條平行跑道、1條側向跑道，一方面可以利用大興國際機場區域側風不大的天氣條件，讓飛機自西向東起飛，快速直接向南飛行，從而大大減少了南向航班的空中飛行時間；另一方面，在遇到極端西北大風天氣時，側向跑道還可以提高機場的運行能力。

長期以來，人們在談論道路如何平坦時，往往會拿機場跑道來比喻。大多數人都認為機場的跑道應該是筆直且平坦的，不可能出現起伏或上下坡的現象。然而，這其實是一種「錯覺」——全世界所有機場的跑道都不是水平的，而是有一定坡度的拱形。

從跑道的橫截面來看，機場跑道中心線是向上拱起的。這樣做的目的是為了排水。因為跑道積水對於飛機起降是有一定幹擾和危險的。

從跑道的縱向截面看，機場跑道多數依據地形起伏而建設，應儘量減少坡度和起伏。但在符合規範和不影響飛機起降的情況下，為了降低施工成本，減少土方量，機場跑道的施工還是儘量順應地形起伏，這就造成很多機場有跑道起伏和明顯的坡度。

根據《民用機場飛行區技術標準》對機場跑道各分段的最大縱坡要求，可以看出跑道的縱坡應儘可能平緩，但也允許出現一定坡度。事實上，大多數飛機起降對坡度沒有特別高的要求，例如波音737客機對跑道坡度起伏要求是不大於2%，小型飛機的要求更低。

在很多人看來，飛機跑道的道面和高速公路上的路面是沒有什麼差別的，而且看上去都非常簡單，似乎和「高科技」沒什麼關係。但其實飛機跑道和高速公路在施工工藝方面存在很大區別。簡而言之，飛機跑道的標準要比普通高速路面高很多，造價也更高。畢竟飛機跑道是專門供飛機起飛和降落的，除了要承受飛機本身的重量外，還要承受飛機起降時的巨大衝擊力。如果道面質量差，容易發生不安全事件。

從工序看，飛機跑道主要有四道工序組成，分別為夯實層、碎石層、基礎層、道面層，每個工序對工程技術的要求都特別嚴苛。再加上要在跑道內部預埋一些儀器，跑道的綜合成本就更高了。

雖然機場跑道和高速道面差別較大，但的確存在可以起降飛機的特殊高速公路。不過，成為可以起降飛機的高速公路需要綜合考慮相關路段的長度、寬度、縱橫坡度、承載能力、配套停機區、備份道路、淨空條件等各項複雜要求。例如，需要有最好3000米以上平整的直道，路面和兩側不能有路燈、行車指示牌、護欄等固定障礙物等。目前，美國有一些高速公路專門修建了滿足飛機起降條件的公路跑道和應急機場，有的路段還可起降重型飛機。此外，俄羅斯、日本等國家也建有高速公路飛機跑道。

機場道面，也就是我們經常說的道面層，根據材料不同主要分為水泥混凝土道面或瀝青混凝土道面。

在我國機場建設和使用中，跑道道面結構類型以水泥混凝土道面為主。這種道面抗壓強度高，不容易損壞，適合長期使用。不過，由於飛機荷載及外界環境因素的影響，許多早期建設的水泥混凝土道面在後期出現了各種問題，包括沉陷、斷板等。為了保證機場道面良好的使用性能，對舊的機場水泥混凝土道面加鋪瀝青混凝土層是一種有效的解決方法，其主要優點是對運行影響小，道面舒適度高，後期維護方便等。

圖：昆明長水國際機場跑道

近年來，對機場道面材料的研究也在不斷進步。不少機場根據所在緯度和當地地理環境的不同，對道面設計進行了調整。例如，雲南昆明長水國際機場跑道就採用了「兩端白中間黑」（兩端水泥混凝土、道面中間瀝青混凝土路面）的方式，此次首都機場西跑道大修也採用了同樣的方式。在業內人士看來，這一道面結構未來或將成為主流。

跑道是供航空器起飛和降落的機場重要基礎設施，關乎機場的運行安全和保障能力。

以首都機場為例，首都機場定期要對3條跑道進行「健康體檢」，制訂每日、每周、每月的詳細保養計劃，及時發現並處理跑道道面問題。每天的維護工作包括：查道（定時檢查跑道的健康情況，主要檢查跑道是否存在病害等）、掃道（使用掃道車清潔外來物）、道面修補（對道面裂縫損傷等及時展開修復工作）、摩擦係數測試（檢驗跑道適用性的重要指標，每周都會給跑道道面至少做一次檢測，主要靠摩擦係數測試車完成）。同時，首都機場每年都會對跑道道面狀況進行一次綜合評價，確保每條跑道都能夠保持良好運行狀態，守護每一架飛機的起落安全。

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