第一篇：基于全球衛星定位系統的綿陽機場飛行程序研究

基于全球衛星定位系統的綿陽機場飛行程序研究張建華【摘要】： 中國民航將來的飛行程序服務將以RNAV/RNP作為重點,逐步取代現有的傳統程序。使用GPS的RNAV和小RNP值(0.3或以下)程序則是今后研究的重點。通過研究國際民航組織(ICAO)的飛行程序設計規范,借鑒美國聯邦航空局(FAA)的有關設計準則,利用中國民航飛行學院綿陽機場的實際飛行環境開展GPS飛行程序的設計和研究,并利用獎狀(CJ-1)高級教練機進行GPS飛行程序的試驗飛行,提出了RNP APCH程序運行標準,并實現了綿陽機場RNP APCH程序設計,采用T型布局的RNAV非精密進近程序和氣壓垂直導航系統,設計了以Auto-CAD為環境的RNP進近程序方案及保護區設計。論文分為四部分共五章。第一部分介紹了RNAV程序和星基導航程序的原理;第二部分是具備垂直導航能力的基于全球衛星定位系統的飛行程序設計規范的研究;第三部分利用AutoCAD軟件進行了基于全球衛星定位系統(GPS)的進近程序設計;第四部分是獎狀(CJ-1)高級教練機進行綿陽機場GPS飛行程序驗證,并詳細分析水平和垂直方向上的飛行參數。飛行驗證證明,具有RNP運行資格的航空器能夠較好的運行RNP運行程序和LNAV/VNAV導航模式,解決了我國民航在不受政策影響時的Ⅰ類GPS精密進近應用條件和技術難題,完善了我國的GNSS飛行程序設計規范,積累了GNSS飛行程序設計的設計經驗,取得了實際的GPS飛行試驗參數,實現了基于GPS導航的Ⅰ類精密進近解決方案。論文的實地數據來源于綿陽機場,是中國民用航空局《基于全球衛星定位系統(GPS)的進近程序研究》項目的一部分。

【關鍵詞】：全球衛星定位系統(GPS)RNP APCH程序設計 LNAV/VNAV導航 AutoCAD

【學位授予單位】：中國民用航空飛行學院

【學位級別】：碩士

【學位授予年份】：2009

【分類號】：V323

【目錄】：

摘要5-6 Abstract6-10 第一章 緒論10-17 1.1 技術背景10-11 1.2 國內外研究現狀11-14 1.3 研究方法及設計軟件介紹14 1.4 研究內容和實施方案14-15 1.5 選題意義15 1.6 創新點15-17 第二章 RNAV 程序和星基導航程序的原理17-39 2.1 基本原則17-26 2.1.1 定位點17

2.1.2 基本GNSS RNAV 程序17-20 2.1.3 DME/DME RNAV 程序20-22 2.1.4 VOR/DME RNAV 程序22-25 2.1.5 RNP25-26 2.2 一般準則26-30 2.2.1 轉彎航路點之間的航段最短距離26-28

2.2.2 RNAV “T”或“Y”型程序設計28-29 2.2.3 終端進場高度(TAA)29-30 2.3 程序設計30-39

2.3.1 離場程序30-34 2.3.2 進場和進近程序34-35 2.3.3 非精密進近程序35-36 2.3.4 APV 或氣壓垂直導航36-39 第三章 RNP 和氣壓垂直導航運行標準研究39-51 3.1 RNP 運行標準39-47 3.1.1 RNP 終端運行的飛機及系統要求39 3.1.2 RNP 系統性能和功能方面的要求39-42

3.1.3 RNP 儀表進近的特點42-43 3.1.4 系統資格與RNP 運行的認定43-44 3.1.5 RNP 進近的運行許可44-45 3.1.6 運行準備45-47 3.2 氣壓式垂直導航的運行標準47-51 3.2.1 適用性48

3.2.2 飛機資格48 3.2.3 運行人員/飛機的認證48-49 3.2.4 VNAV 運行程序(概述)49-50 3.2.5 飛行員知識50-51 第四章 綿陽機場GNSS RNAV 飛行程序設計51-110 4.1 綿陽機場基本資料51-53 4.2 綿陽機場程序設計基礎數據53-61 4.3 “T”型與“Y”型程序設計的選擇61-62

4.4 Auto-CAD 軟件 WGS-84 坐標航路點的測量、地圖拼接及航路點的落定62-69 4.4.1 WGS-84 坐標系下航路點的測量及地圖拼接64-67 4.4.2 Auto-CAD 軟件在WGS-84 坐標系下落定跑道67 4.4.3 Auto-CAD 軟件在WGS-84 坐標系下航路點的落定67-69 4.5 綿陽南郊機場RWY32 RNP APCH 程序69-71 4.5.1 航路點容差及保護區半寬69-70 4.5.2 轉彎參數70-71 4.6 綿陽南郊機場 RWY32 Baro-VNAV 程序71-75 4.6.1 Baro-VNAV 程序基本條件71-72 4.6.2 目視進近面及障礙物評估72-73 4.6.3 APV OAS 面及計算FAS 面高度方程式73-75 4.7 綿陽機場扇區劃分75-77 4.7.1 MSA75-76 4.7.2 TAA76-77 4.8 綿陽機場RNP 儀表等待77-79 4.9 高度表撥正程序和機場QNH 區域范圍79 4.10 綿陽機場RWY32 標準儀表離場程序79-84 4.11 綿

陽機場標準儀表進場程序84-86 4.12 綿陽機場儀表進近程序86-91 4.13 綿陽機場復飛程序91-92 4.14 RWY32GNSS 儀表進近程序障礙物評估數據表(見表40 至表43)92-96 4.15 綿陽機場標準儀表進離場圖/儀表進近圖96-99 4.16 綿陽機場飛行程序設計保護區設計99-109 4.17 綿陽機場使用細則（見附錄）109-110 第五章 高級教練機飛行驗證110-114 5.1 驗證要求110-111 5.2 驗證飛行程序概述111 5.3 飛行程序驗證參數分析111-113 5.4 驗證結果113-114 結論114-116 參考文獻116-130 攻讀碩士學位期間取得的的學術成果130-131 致謝131-132下載全文

第二篇：高原機場起飛一發失效應急程序研究

摘 要

起飛階段是飛機飛行任務中一個關鍵階段，也是航空安全事故的多發階段，因而起飛性能就成為了飛行性能研究中的主要內容之一。我國很大比例的國土面積是高原高寒地區，高原機場占有很重要的地位。

起飛一發失效應急程序可以在保證飛行安全的前提下有效地提高航空公司的經濟效益。但其涉及的知識面廣，設計的工作量大，技術難度較高。由于可直接借鑒的經驗較少，目前在程序設計中仍有許多復雜問題沒有得到很好地解決。

本文從對國內外飛機起飛一發失效的研究著手，較系統地闡述了對其研究的必要性，從而確定了研究范圍，并對研究方法、邏輯框架及內容體系作了概括性闡述。結合目前的研究成果及本人的工作實踐，從飛機性能因素、飛行程序設計因素、導航系統的原理、基本數據采集、沿標準儀表離場程序(SID)全發起飛離場的檢查、沿SID一發失效起飛離場的檢查、EOSID的初步確定、EOSID的精確計算分析、決策點的確定和EOSID的檢查驗證、制圖說明及實施準備等方面對飛機起飛一發失效應急程序進行了設計。在設計過程中，又對障礙物數據、決策點選取及導航等模糊問題進行了詳細的分析論證，同時對設計中的難點、飛行轉彎和風的計算進行了細致的討論。

開發了一發失效應急程序。結合高原海拔高及氣候等因素，完整的開發一發失效應急程序。決斷點的確定，選取起飛過程中，飛機的高度利于安全飄降著陸的點，結合B737-700 機型，對拉薩機場09 號跑道，開發了起飛一發失效應急程序。

研究結果表明，起飛一發失效應急程序的設計研究對飛機起飛的安全性和經濟性具有十分重要的現實意義，是國內飛行性能研究領域的一個重要補充工作。關鍵詞：起飛性能，高原機場，一發失效，應急程序

ABSTRACT The takeoff process is a pivotal phase of the flight assignment and is also thephase of high frequency of flight accidents, so the takeoff performance becomes oneof the main contents in the study of the flight performance.Many areas of ourcountry are plateau and high-frigid region, and the plateau airports play an importantrole.0n me basis of safety,Engine out Standard Instrument Departure(EOSID)can effbctiVely improve tlle economic benefit of airlines．HoweVer，the design of EOSID relates tothe knoWledge in mally nelds，so the workload is very heavy and ttechnology iscomparatively difficult.because of the scarce experience of research aIld design，manycomplex problems haven’t been solved．

This thesis emphasizes on the one engine out during take off,clarify the necessity anddetermine the study range．The article also introduces the search method，logic frame andcontent system generally．Depending on the recent studies and actual experiences，the author designs the EOSIDprocedures according to aircraft performance，flight procedures，navigation system,data acquirement and SID check；computes and decides EOSID procedure；prepares a chart，toensure a decision point and evaluate the EOSID from tracking the single engine takeoff．Analysis of the obstacle data,decision point selection and NAV concluded in the above content．Aircraft turning maneuvers and wind calculation are also discussed．

Exploit one-engine out emergency procedure.The methods of finding thedecision-making point have been given.Choose the point where the plane can waveand land safely when its height is adequate.And for B737-700, Lasa airport 09runway, one take-off one-engine out emergency procedure has been exploited.The result of research demonstratcs the rational design and considerate research for EOSID have a realistic sigIli6cance in the aspect of safety and economic．Therefore，the study is an important compIemem in flight performance field.Key words: takeoff performance, plateau airport, one engine out,emergent procedure； 高原機場起飛一發失效應急程序研究

第一章 緒論

航空運輸是指以航空器進行經營性的客貨運輸的航空活動，這種航空活動是現代社會綜合交通體系中的重要組成部分，與鐵路、公路、水路和管道運輸共同組成了國家的交通運輸系統，具有安全、快捷、舒適、高效益等特點。航空運輸體系主要包括飛機、機場、空中交通管理系統和航線四個基本組成部分。飛機是航空運輸的主要運載工具。機場提供飛機起飛、著陸、停駐、維護、補充給養和組織飛行保障活動的場所，也是旅客和貨物運輸的起點、終點和中轉點。航線是航空運輸的線路。而空中交通管制是對航空器的空中活動進行管理和控制的業務，包括空中交通管制業務，飛行情報和告警業務，它的任務是：防止航空器相撞，防止機場及其附近空域內的航空器同障礙物相撞，維護空中交通秩序，保障空中交通暢通，保證飛行安全和提高飛行效率

安全，是人類賴以生存發展和進步的前提，而飛行安全是民航永恒的主題。民用航空是一個高風險的行業，飛行安全關系到旅客的生命和財產的安危，更是人們經常議論和關心的話題。而航空事故也一直伴隨著航空事業的發展。在世界民航業高速發展的今天，航班飛行總量不斷加大，民用航空運輸呈快速增長之勢已是不爭的事實。隨著市場經濟的發展，新的目標、新的挑戰也隨之而來。在保障安全的前提下，高效益成為航空公司立于不敗之地的關鍵性指標。中國民航一直以“保證安全第一，改善服務工作，爭取飛行正常”為工作方針，隨著國家的改革開放，民航事業快速發展，航班運行的安全性和經濟性也在不斷提高，但與美國和歐洲相比仍有較大的差距，這主要體現在規章制度不全、運行程序與標準還不完善或者沒有相關的程序與標準、培訓教育滯后等方面。因此，有必要在運行標準的制定和飛機性能的研究分析中，將飛行的安全性和經濟性結合起來，在保障飛行安全的基礎上，有效地提高航空公司的經濟效益。

中國西部大部分地區地處青藏高原和云貴高原、多數機場位于山地和高原機場凈空條件極差氣候復雜多變，航線航路地形復雜，航路安全高度高。對運營飛機的飛行操作、簽派放行、維護保障、起飛和著陸性能、航路單發飄降性能及客艙釋壓的旅客供氧等提出了極高的要求和限制。中國民航總局對高原機場的定義是機場標高1500m（含）至2560m的機場為一般高原機場。2560m（含）以上的機場為高高原機場。國內高海拔機場和復雜航線幾乎全部集中在西南、西北地區。在這些高原高溫機場飛行時，一方面是發動機的推力的明顯減小；另一方面是飛機本身的氣動性能變差，造成飛機的飛行性能降低。而安全與效益從來就是兩個矛盾的統一體。作為—個航空產業，不能光談安全而踢開效益，也不能只說效益而不要安全。探討安全與效益的最大化，來提高整個行業的高效運作。

因而西部高原機場和航線的飛行性能分析及管理問題尤其突出，也是確保航空公司安全運行和經濟效益的前提。為此航空公司必須對執行中國西部地區高原機場及航線飛行的飛機性能作嚴格的限制和要求并進行科學規范的管理。針對中國西部地區高原機場及航線的特點對機場及航線運行安全性和經濟性的分析及其管理策略作一些探討。

1.1起飛性能介紹 1.1.1起飛性能概述

飛機性能包括起飛性能、爬升和下降性能、續航性能和進場著陸性能。其中起飛性能主要是根據機場、氣象和飛機的具體情況確定允許的最大起飛重量，以便在此重量范圍內，安排具體航線所需的燃油和可能的客、貨載運量，并給出相應的起飛速度V1、vR和V2值，以保證在飛行安全的前提下，取得更好的經濟效益。起飛性能主要討論起飛航跡中各段的性能。起飛航跡是從靜止點(1s機起飛滑跑開始點)到下列兩點中的較高者：飛機起飛過程中高于起飛表面1500英尺(450米)或完成從起飛到航路構形的轉變，并達到起飛最后階段規定的速度和爬升梯度的點。起飛航跡由起飛和起飛飛行航跡兩部分組成，前者是從起飛開始點到飛機飛到高于起飛表面35英尺(10．7米)，并達到起飛安全速度V2的航跡，后者則是從起飛的終點到起飛航跡的終點-引用陳治懷．飛機性能工程【M】．北京：中國民航出版社，1993．1-119。

1.1.2起飛性能研究的必要性

起飛性能是飛行性能研究中的主要內容之一，飛機的一次飛行任務中，起飛過程只不過占1%~2%的時間，然而卻是飛機從地面運輸車輛狀態轉變為飛行器的一個復雜過程，是飛行任務的一個關鍵階段。近十幾年來的統計資料表明，起飛過程發生的事故占全部事故的10%以上，是航空安全事故的多發階段。起飛過程受到的約束限制和影響幽素很多，如機場場地長度、爬升梯度、超越障礙物、輪胎速度、剎車能量、起飛速度和結構強度等方面的限制，以及飛機、機場和氣象等方面許多因素的影響。這些都有可能限制飛機的最大起飛重量．從而限制飛機裝載客、貨的能力，降低經濟性。

1.1.3高原機場起飛性能分析

對于高原機場 除了按規范要求進行起飛和著陸性能分析外 結合西部地區高原機場跑道較、環境差、海拔高、氣候復雜多變、起降性能差等特點。

飛機起飛性能涉及到飛行安全，高原機場的特殊性對飛機的起飛提出了更高的性能要求。

1.在高原機場飛機起飛時，高海拔造成空氣稀薄，溫度較平原低，這些因素對飛機的發動機性能影響很大，同樣轉速的發動機提供的最大推力較平原機場起飛時下降很多。

2.在高原機場的周圍，多是海拔很高的山峰，飛機起飛過程需要越過這些障礙物。當飛機需要轉彎或受到側風的影響時，飛行航跡會有所改變，飛機的高度會有損失，從而帶來飛行安全問題。

3.高原環境不僅溫度低，空氣密度小，同時還存在如突然結冰、風切變和跑道遭受污染等特殊情況的影響。

4.飛機機艙的可能出現突然釋壓問題。

5.飛機飛行過程，雖然大部分時間處于正常工作狀態，但如果飛行過程中任何時刻出現一臺發動機失效，將會對飛行安全構成巨大威脅。對于一發失效問題是航空公司不得不考慮的重大問題。

1.1.4起飛一發失效問題

隨著航空運輸業的不斷發艘，對飛機起飛性能安全性的研究已經日漸完善。但隨著航班量的增加、復雜機場的增多，起飛性能的經濟性變得更加突出。對于同一架飛機，不僅要考慮飛機全發起飛的正常情況，而且要考慮飛機一發故障起飛的緊急情況。當發生一發失效時，發動機的推力、飛機的爬升性能、起飛的飛行航跡、飛機的操縱性都將受到很大的影響。

起飛一發失效應急程序是通過性能計算分析合理設計飛行航跡，避開一些對起飛限制較大的障礙物，或提供足夠的航線長度以達到需要的飛行高度，從而提高飛機的起飛重量；或充分利用飛機發動機停車前全發飛行時所獲得的高度，以減少中遠距離障礙物對起飛重量的限制。另外，合理的應急程序可以減輕飛行員在起飛過程中出現一發停車時的工作負荷。

1.2 起飛一發失效的國內外研究現狀 1.2.1起飛一發失效的國外研究現狀

在上世紀60年代后半期之前，世界上的客機制造主要被美國的波音和麥道公司所壟斷。從上世紀70年代開始，隨著美國麥道公司的衰落和歐洲空客公司的崛起，飛機制造市場逐漸形成了兩強對立之勢。由于可靠的飛機性能源于準確全面的空氣動力數據、發動機試驗數據和飛行數據，而這些數據只能由飛機制造公司和發動機制造公司提供，所以飛機性能研究領域內，美國和歐洲處于絕對領先地位。

上世紀80年代，隨著民用航空運輸量的增加，在地形比較復雜的機場起飛時，起飛的安全性和經濟性之間出現了矛盾。飛機起飛時，如果按照標準儀表離場程序離場，飛機的最大起飛重量將受到很大限制。因此，必須通過降低載量才能提高飛行的安全性、這使得航空公司的經濟效益受到很大影響。為改善這種狀況，飛機制造公司——波音公司和空客公司開始協助航空公司制作起飛一發失效應急程序。由于飛機數據的商業保密性，航空公司一般僅提供機場數據，并不參與飛機公司的核心研究，起飛一發失效應急程序的設計策略、步驟、數據采集和計算方法很少對外公開，這就增大了航空公司獨立設計程序和靈活使用程序的難度。

美國和歐洲對于起飛性能的研究發展較早，上世紀80年代初期，美國的charles E Dole在《Flight Theory andAerodynamics A Practical Guide for Operational Sa&ty》中從飛行理論和空氣動力學的角度上對起飛的安今性進行了分析。在同期，有關起飛性能的限制和要求也作為規范和條例在相關的適航條例中給出，如美國聯邦航空規章第25部一運輸類飛機適航標準(FAR25部)、歐洲聯邦航空規章第25部一運輸類飛機適航標準(JAR25部)等。90年代初期，在歐洲的D．J swatton的《Aircraft PerfoHnance Theor for poilt》和S.K.OJHA的《Flight Perfornlallce ofAircran》中，提出了比較成熟的起飛 限制要求和起飛飛行航跡的計算方法。但直到上世紀90年代末，有關起飛一發失效應急程序的資料和文獻才開始逐漸公開。在空客公司的《0UICK REFEI讓NCEHANDB00K》中對JAA、FAA、IcAO的相關起飛標準進行了研究分析，提出了起飛一發失效應急程序的設計理念和設計策略|l“。2001年，歐洲的Monique Fueri在《SIDs and EOSIDs》中對標準儀表離場程序(sID)和起飛一發失效應急程序(EOSlD)進行了比較分析，詳細闡述了起飛一發失效應急程序的重要作用和現實意義。2002年，空客公司的EOSID woRKsHoP在《AIRBus ExERCISE GUIDEBOOK》中通過實例對起飛一發失效應急程序的制作進行了剖析114l。2003年，空客公司在《Flight Operations Support alld Linc Assistance》中利用性能計算軟件對起飛一發失效應急程序的設計策略進行了較深入的探討，并提出了部分數據的理論計算方法【15】。2004年，德國的Lufthansa systems Gmup在《Aircraft PerfonnaIlce Services》中對起飛一發失效應急程序中的障礙物計算進行了研究，提出了建立實時更新障礙物網絡數據庫的理論。然而，上述資料中的設計理論仍然不夠系統、完整和全面，特別是一些具體的應對策略和方法還有待研究探索。

1.2.2起飛一發失效的國內研究現狀

設計起飛一發失效應急程序這種理念進入我國較晚。一直以來，我國各機場依照《目視和儀表飛行程序設計》設計的離場程序在爬升梯度限制上都是按飛機全發工作考慮的。它選取的障礙物范圍比較大，在全發工作時執行離場程序可以保證按規定的余度安全超越保護區內的障礙物。但飛機一發失效后，在一些地形復雜的山區機場，仍考慮這么大的保護區和同樣大的爬升梯度，則允許的起飛重量過小，嚴重影響經濟效益。我國早期的機場大多處于工業發達區，地勢比較平坦，障礙物比較少，設計起飛一發失效應急程序的意義不大。即使有少數機場地形比較復雜，以當時技術水平和運行理念也不允許制作應急程序。但隨著我國西部發展速度的加快，在西南、西北地區修建的山區機場越來越多，如西南地區的昆明、麗江、大理、芒市、保山、迪慶、西雙版納、九寨溝、廣元，匝北地區的西寧、拉薩等。這些機場不僅海拔高、氣象多變、而周邊的地形復雜，障礙物較多，對起飛著陸的影響很大。為了在保障安全的前提下提高航空公司的經濟效益，民航總局于2000年2月發布了《關于制定起飛一發失效應急程宇的通知》。

在咨詢通告發布后的幾年內，我國許多航空公司在空客公司和波音公司的幫匿下制作了與本公司運營相關的復雜機場的起飛一發失效應急程序。如我國的南航北方公司就在波音公司和民航總局飛行標準司的指導幫助下，制定了大連周水子機場二8號跑道起飛一發失效應急程序，并于2004年8月20日起正式實施。獲得了理想的經濟效益。另外，四川航空公司、東航云南公司也在空客公司和波音公司的指導下制作了九寨溝、昆明、麗江、迪慶、保山、大理等機場的起飛一發失效應急程序。雖然越來越多的航空公司已經開始在一些地形復雜的機場使用起飛一發失效應急程序。

程序，并取得了較好的效果，但這些程序基本都是委托飛機制造公司進行設計的。目前國內在該領域內的研究工作開展得很少，部分航空公司曾嘗試過獨立設計，但由于程序制作的工作量大、技術難度高、可以直接借鑒的經驗有限，結果大多以失敗而告終。為此，在民航總局飛行標準司及各地區管理局有關部門的組織下，于2002年5月在廣州召開了“一發失效應急離場程序”研討會，明確了這項工作對保證飛行安全、提高航空公司運行效益的重大意義，并對起飛一發失效應急程序的總體設計進行了討論。為了給各航空公司提供技術樣本，民航總局飛行標準司于2003年對外公布了《A32l／MD82／MD90飛機昆明／巫家壩機場起飛一發失效應急程序》。這一程序是由波音公司協助北方航空公司制作的，其中給出了程序報告的格式和內容規范，并對轉彎半徑和轉彎速度的計算進行了強調。2004年初，四JlI航空公司在空客公司的協助下，對九寨溝／黃龍機場進行了性能研究分析，制作出了A320飛機的起飛一發失效應急程序，大大地提高了高原機場運營的安全性和經濟性。2004年3月，在Airbus Training center的MA JUN發表的論文《AVIATION SAFETY Flight Operations》中對起飛一發失效應急程序的基本理論和A320飛機九寨溝／黃龍機場應急程序的總體設計進行了研究，并結合空客性能計算軟件對該機場的起飛性能計算進行了分析。鑒于九寨溝／黃龍機場的特殊性和起飛一發失效應急程序制作的迫切性，于2004年7月在四川成都和九寨溝舉行了“高原和地形”復雜機場起飛性能分析”的研討會，對高原和地形復雜機場的起飛一發失效應急程序制作給予了足夠的重視，并提出了程序制作要與機場氣象條件相結合的要求。2004年8月5日，廣州新白云機場正式開始投入使用，中南管理局在新白云機場的起飛要求中提出必須要有民航總局飛行標準司審批合格的起飛一發失效應急程序。但由于各航空公司的性能技術水平有限，沒有按時制作出起飛一發失效應急程序，導致國際航空公司、每南航空公司等數家航空公司的飛機不能放行，給航空公司的信譽和經濟效益帶來了很大的影響。針對這一情況，民航總局飛行標準司加大力度，分別于2004年11月和12月在成都和北京兩次召開了起飛一發失效應急程序設計的研討會，對設計的細節和關鍵性問題進行了深入的探討和分析。然而，數次研討會的結果表明，目前我國在起飛一發失效應急程序的研究中，還處于提出問題階段，許多設計中出現的實際問題還沒有較好的解決方法。雖然飛機制造公司已經協助航空公司制作出很多可行的應急程序，但起飛一發失效應急程序有其自身的特殊性。起飛一發失效應急程序要針對不同機場、不同機型分別進行分析制作。機型不同，速度和爬升能力是不同的，即使同種機型，由于所飛航程遠近不同引起的起飛重量的差異也可以導致爬升梯度的不同。別的公司制作的應急程序本公司不一定適用，不能用已有的程序范例生搬硬套，必須根據相關的理論知識和有限的實踐資料進行研究外發，制定出符合我國民航現狀的起飛一發失效應急程序設計規范、策略和方法，以便航空公司可以針對本公司的機型、甚至針對所飛某一航線制作適用的應急程序。因此，需要在理論結合實際的基礎上提出了合理可行的解決方法。

1.3本文的主要研究內容

本文將飛機性能、飛行程序設計和導航系統的理論知識相結合，通過對飛機性能、飛行程序、導航系統原理、及障礙物和風的分析計算，同時通過對起飛一發失效應急程序有限的資料和文獻及實際設計的總結分析，較為深入地研究了起飛一發失效應急程序的設計策略及相關的性能計算方法。并由此制定出飛機起飛一發失效應急程序。此應急程序不但可以提高航空公司的營運效益。還可通過一發失效應急程序的制定，使飛行員提前了解有關復雜機場的具體情況，將安全風險前移，預先為飛行員提供了一發失效緊急情況下的飛行應急預案，大大緩解了飛行員工作負荷和心理壓力，降低了飛行安全風險。

主要內容包含以下幾個部分：

1．通過對起飛性能和起飛一發失效應急程序的基本概念和意義，引入對國內外起飛一發失效應急程序的發展和研究狀況的具體分析。

2．對起飛一發失效應急程序所涉及的相關基礎理論知識進行總結歸納，并對起飛一發失效應急程序的具體設計要素進行具體和詳盡的分析。

3．對起飛一發失效應急程序實際設計中涉及的難點，和一些技術性重點問題進行剖析；并對起飛一發失效應急程序的設計環節中的各個重要點和問題進行深入探討。

4．對起飛一發失效應急程亭性能計算中的一些模糊問題進行分析，包括障礙物數據和運行規章的統一、決策點的確定和分析、遠距離障礙物的越障情況、導航設施的限制等問題，這些問題對起飛一發失效應急程序的研究分析具有現實的指導意義。

5．結合理論基礎對起飛一發失效應急程序的具體實踐與應用進行了分析介紹。

6．對研究工作進行歸納總結，并根據現階段的研究成果對下一步研究提出展望。

第二章 起飛一發失效應急程序相理論基礎

發動機是飛機的一個重要部件，人們把它比喻為飛機的心臟。導致發動機出現空中停車的原因很復雜。發動機是由上萬個零件組成．任何一個零件、部件的工作不正常都可能導致發動機出現故障，嚴重時將引發空中停車。特別是在高原、高溫機場．氣流變化非常不穩定，大重量起飛的情況下，發動機使用最大功率運轉．更加增大了發動機停車的概率。當飛機出現一臺發動機停車時，飛行員的操作比正常操作要復雜得多，特別是在起飛過程中發生的空中停車，加大了飛行操作的難度。這樣無疑會給飛行員在操作上和精神上造成很大的壓力，給正常飛行帶來影響。

起飛一發失效應急程序需要對相關的基礎理論知識有比較深入的理解。針對這一問題，本章對飛機性能、飛行程序設計、導航系統的基礎理論知識進行了歸納分析，這些理論知識是起飛一發失效應急程序的研究和制作中必須掌握的。2.1飛機性能理論基礎 2.1.1飛機起飛性能定義

由第一章可知，飛機性能包括起飛性能、爬升和下降性能、續航性能和進近著陸性能。其中起飛性能主要是根據機場、氣象和飛機的具體情況確定允許的最大起飛重量，以保證在飛行安全的前提下，取得更好的經濟效益。起飛性能主要討論起飛航跡中各段的性能。

對于執行客、貨運輸任務的民用飛機，起飛性能對安全性和經濟性兩方面都有較大影響，是飛機飛行性能的一個重要組成部分。在飛行安全方面，從1994年到2003年世界民用噴氣機隊事故的統計資料中得到如圖1．1所示的各飛行階段發生事故次數占事故總次數的百分比、各階段時間占航班總時間的百分比。其中，起飛段和收襟翼的初始爬升段時間僅占航班總時間的2％，而發生事故的次數卻高達事故總次數的17％。在經濟性方面，起飛過程受到的約束限制和影響因素很多，如機場場地長度、爬升梯度、超越障礙物、輪胎速度、剎車能量、起飛速度和結構強度等方面的限制，以及飛機、機場和氣象等方面許多因素的影響。這些都有可能限制飛機的最大起飛重量，從而限制飛機裝載客、貨的能力，降低經濟性，特別是在我國西部的高原機場(麗江、拉薩、九寨等)，受最大性能允許起飛重量限制導致航班載量減小特別突出，從而嚴重制約了航空公司在這些航線上的市場收益。如圖2．1所示：

圖 2.1 飛機個階段事故比例示意圖

2.1.2高原機場物理環境分析

2.1.2.1高原機場空氣變化分析

(一)氣溫、氣壓和密度隨高度的變化關系空氣的密度、溫度和壓強是確定空氣狀態的三個主要參數。飛行中影響飛機的空氣動力的大小和飛行性能的好壞都與這些參數有關。空氣的密度、溫度、壓力這三者存在著相互制約的關系。如一小團氣體由地面上升時，它的壓力減小，體積增大和溫度降低是同時發生的。

在ll 000m以下，高度升高，氣壓是降低的。就平均而言，高度每升高1 000m氣溫下降約6．50C(即每升高l 000ft，氣溫降低約20c)。在這一層大氣中，為什么高度升高，氣溫會降低呢?這是因為這層空氣受熱的直接熱源是地面。也就是說這層空氣是被曬熱的地面烤熱的，越靠近地面，空氣受熱就越多。反之，離地面越高，氣溫越低隨著高度的升高，氣壓如何隨高度變化呢?我們知道，在大氣層中，任何一處的氣壓都和該高度上空的大氣汞柱的重量相等。高度升高，大氣汞柱的高度變短，其重量減輕。所以隨著高度升高，大氣壓力總是減小的。

隨著高度的升高，空氣密度總是減小的。這是因為：高度升高，氣溫降低要使空氣密度增大；而高度升高，氣壓降低又要使空氣密度減小。由于氣溫降低的變化率要比氣壓降低的變化率大，因此，高度升高，空氣密度總是減小的。

(二)標準國際大氣和大氣

在實際使用中，使用某高度上的氣壓、溫度、密度與國際標準大氣海平面相應值的比更方便，分別為在實際使用中，使用某高度上的氣壓、溫度、密度與國際標準大氣海平面相應值的比更方便，分別為，溫度比θ=T/T’0

其中T0=15°C或F0=(9C／5)+32=59F。

壓強比 δ=p／p0

其中p0=29．92英寸汞柱=l 013.2百帕。

密度比 σ=ρ/ρ0

其中ρ0=0．002 377磅×秒2/英尺4。

因此，可以根據氣體的理想狀態方程得δ=σ×θ，繼而可以得到密度比(σ、θ可以直接計算、測量出來)。

圖2.2 部分國際標準大氣

(三)高海拔與高溫的關系

從以上分析我們得知，隨著高度的升高，空氣密度將減小。也因為空氣的熱脹冷縮。隨著溫度的升高，空氣的密度也將減小。我們所說的高原機場指的是高度在1 500 m以上的機場；高溫機場指的是溫度高于30。C時的情況。因此，在研究對飛行性能的影響時，在很大程度上它們是一致的。

2.1.2.2高原機場對飛機起飛性能的影響分析

我們知道，當溫度升高時，空氣密度減小。通過發動機的空氣質量減少。在額定的溫度范圍內，發動機可以對推力給予補償。但如果超過額定溫度，發動機推力就明顯減小。例如，當昆明機場溫度到25oC時，起飛推力就開始大幅度的降低。同理，隨著機場海拔高度的增加，空氣密度減小，同樣通過發動機的空氣質量也減小，發動機的推力也因此減小。當處在高原高溫機場時，空氣密度的減小要比在單一情況下更為顯著，推力減少的也更明顯，從而使飛機的氣動性變差。而發動機工作狀態的好壞，直接影響著飛機的飛行性能。發動機的推力我們可以根據具體機型的馬赫數、轉數換算出來。在起飛前，機組必須得到起飛速度V1/VR/V2，即起飛決斷速度V1、起飛抬前輪速度VR、起飛安全速度V2。這些速度可以根據當次飛行的具體情況從快速檢查單中得到。在計算起飛性能時，常常用到離地速度VLOF而V1是在起飛滑跑過程中，出現發動機失效／失火等故障時，飛行員決定中斷起飛或繼續起飛的重要依據。飛機在滑跑中，當加速到升力等于重力這一瞬間的速度稱為離地速度VLOF。飛機的VLOF由離地時升力與重力相等的條件可得

L=W=CL LOF·1/2ΡVLOF·S VLOF=2W/CLLOF?S 其中，ρ為空氣密度；S為機翼面積；CL LOF為離地時飛機的升力系數，該值由飛機的離地迎角來確定。

經過計算，在高原高溫機場與在低溫低海拔(同溫)機場的全發性能比較中。我們可得出：

2當在低海拔機場時，溫度的升高使空氣密度減小，發動機的推力減小。這種減小對飛機的起飛性能影響不是很大。但是，在高原高溫機場時，空氣密度減小，推重比顯著減小，同一迎角下的飛機升力變小(飛機的氣動性變差)起飛時，需要較大的離

地速度(即增大飛機的真空速)和更長的跑道。起飛時到達35 ft時的距離也增長。反之，對于可用距離相等的跑道，如果跑道的安全余度不夠，由于空氣密度的減小。要保證變化不大時，我們只有減小起飛重量來提高飛機的起飛性能。

在高原高溫機場中我們分析了對全發起飛行性能的影響。如果在起飛滑跑過程中出現一發失效的情況，對飛行安全的影響是巨大的。分析單發失效下的起飛性能對我們更有現實意義。一發失效越早，則全發加速滑跑時間短。起飛所需距離增長。在同一速度下一發失效，起飛重量越大，起飛所需距離也會大大增長。在高原高溫機場，由于推力減小顯著，加速滑跑時間變長，造成起飛所需距離大大增長。在可用跑道長度相等的情況下，只有減輕起飛重量。

在高原高溫機場中我們分析了對全發起飛行性能的影響。如果在起飛滑跑過程中出現一發失效的情況，對飛行安全的影響是巨大的。分析單發失效下的起飛性能對我們更有現實意義。

飛機從起飛點以全發作加速滑跑，到達VEF一發失效，飛行員在判明后決定繼續起飛，在另一發起飛推力下飛機繼續加速滑跑直到速度不小于V2，離地到高35 ft，即完成起飛場道階段所經過的距離為繼續起飛距離。

飛機在離地面滑跑中一發失效后，發動機產生的推力使飛機向失效發動機一邊偏轉，一發失效后要繼續起飛。一是能夠自制機頭偏轉保證安全飛行。二是發動機失效時的速度必須大于地面最小操縱速度，這是繼續起飛的一個必要條件。飛機的地面最小操縱速度與機場氣溫，標高，飛機的重量有關。在高溫高海拔機場，發動機的推力減小顯著，失效后飛機的偏轉力矩就小，使地面最小操縱速度越小。飛機重量越大，失效后、，飛機的慣性大。而且機輪產生的側面摩擦力越大，有利于保持飛機機頭方向，而地面最小摩擦力速度就越小。

因此，一發失效越早，則VEF或V

識別

刪越小，全發加速滑跑時間短。起飛所需距離增長。在同一速度下一發失效，起飛重量越大，起飛所需距離也會大大增長。在高原高溫機場，由于推力減小顯著，加速滑跑時間變長，造成起飛所需距離大大增長。在可用跑道長度相等的情況下，只有減輕起飛重量。

分析高原高溫機場的起飛性能，不僅要分析起飛場道性能，還要分析起飛航道性能(爬升性能)，是指從飛機離地到35 ft開始到飛機高度不小于l 500 ft，速度增加到不小于出航爬升速度，完成收起落架、襟翼階段。

2.1.3起飛的基本概念

起飛過程是飛機的一個加速過程，初始時飛機為靜止狀態，在發動機推力作用下經過加速滑跑，離地和爬升過程后進入穩定飛行狀態。大致過程如圖2.3。

圖2.3起飛剖面圖

2.1.4起飛飛行航跡定義

按美國聯邦航空規章第25部(FAR-25)的規定，起飛航跡是從起飛靜止點起，延伸到下列兩點中的較高者：起飛過程中高于起飛表面1500英尺，或完成從起飛到航路爬升構形的轉變并達到規定的速度、爬升梯度要求。起飛飛行航跡是起飛航跡的一部分，起點是飛機高于起飛表面35英尺的點，終點是起飛航跡的終點。由飛機公司的數據資料得到的起飛飛行航跡又稱為總航跡。考慮到計算總航跡的發動機推力、飛機速度等的誤差，實際上可能達不到總航跡，為了保障飛行安全，FAR-25規定了起飛飛行凈航跡。從起飛飛行總航跡中每一點的爬升梯度減去下列數值作為凈航跡的爬升梯度。

(1)0.8%（雙發飛機)

(2)0.9%（三發飛機)

(3)1.0%（四發飛機）

起飛飛行總航跡和起飛飛行凈航跡分別由四段組成，如圖2.3、2.4所示：

圖2.4全發起飛飛行航跡

圖2.5一發失效起飛飛行航跡（1）

第一段從飛機離地35英尺起到起落架收上止。本段中飛機使用起飛推力，起飛襟翼位置不變。起落架在放下位置，當飛機離地后，飛機升降速度表指示正值時開始收上起落架。

（2）

第二段是等表速爬升段，主要是爬高以保證飛行安全。使用起飛推力，起飛襟翼位置不變，起落架在收上位置。

（3）

第三段是收襟翼段。使用起飛推力或最大連續推力，加速到最后爬升段，爬升速度VC，(VC≥1．25VS)。隨著速度的增大逐漸收卜襟翼，起落架在收上位置。

（4）

第四段是最后爬升段。使用最大連續推力。起落架、襟翼均在收上盈置，保持等表速爬升到離地面高度不低于1500英尺為止。

各階段的特點參數如表2.1所示

表2.1起飛航道各階段特點參數表

2.1.5起飛過程中的越障分析

根據障礙物距參考零點的距離長短不同，超越障礙物時通常有三種爬升方法（如圖2.5）

圖2.6 起飛越障的三種爬升方法

爬升方法A：適用于遠距離的障礙物。第二段爬升段在總高度為400英尺處結束并改平作第三段加速爬升，收上襟翼后轉入最后爬升段并在該段超越障礙物，如圖2.6(a)。

爬升方法B：

適用于近距離障礙物。越過障礙物后就結束第二爬升段，改為平飛并收上襟翼，再轉入最后爬升段，如圖2.6(b)。

爬升方法C：適用于中距離障礙物。在五分鐘起飛推力限制的前提下延伸第二爬升段，以保證所有的障礙物都能在第二段內被超越，這時稱作延長的第二爬升段越障，如圖2.6(c)。

2.1.6轉彎中爬升梯度損失原理

當飛機平飛時，發動機推力的水平分量用于克服阻力，垂直分量用于平衡重力。當飛機沿直線爬升時，發動機推力的的垂直分量與升力的垂直分量之和將大于重力，從而保持飛機向上爬升。當飛機轉彎爬升時，由于推力的一部分要用于克服離心力，所以當發動機推力一定時，轉彎時的爬升梯度小于直線爬升時的爬升梯度。下面的公式即為轉彎爬升梯度損失。

梯度損失與飛機構形、飛行M數、轉彎坡度等因素有關。

2.2飛行程序設計相關知識 2.2.1離場保護區

在目視和儀表飛行程序設計中，飛機起飛離場時的保護區是按照全發給出的，這和一發失效時的保護區相差較大。為了便于比較，下面給出飛行程序設計中直線離場保護區的確定規則。直線離場保護區分為第1區和第2區兩個部分。在確定保護區時又分為無航跡引導 的保護區和有航跡引導的保護區，取兩者中較小者即為離場程序設計的保護區。1．無航跡引導

無航跡引導時，第l區以DER為起點，起始寬度為300m，如果起始離場航跡與跑道中線延長線一致，保護區以跑道中線為軸線向兩側各擴張15。如果起始離場航跡與跑道中線延長線不一致，則在航跡調整一側的第l區邊界也應調整相等的角度。第l區的長度為沿跑道延長線從DER延伸至3．5km(1．9NM)。第2區的起始寬度為第1區末端的寬度，向離場航跡兩側各擴大15o。第2區在離場程序沿規定的飛行航跡到達下一飛行階段(即航路、等待或進近)允許的最低高度／高的一點終止。無航跡引導的離場保護區如圖2.7)所示。

圖2.7直線引導（無航跡引導）

2．有航跡引導

有航跡引導時，在正切導航臺位置，保護區的寬度為±l 9km(voR)或±2．3km(NDB)。然后，沿航跡向西側各擴張7.8o(VOR)或10.3o(NDB)，確定有導航臺引導的保護區。有導航臺引導的保護區分為主區和副區兩部分，其劃分方法為航跡兩側各一個主區和各一個副區，每一個主區和副區占每側寬度的50％，靠近標稱航跡的為主區。有航跡引導的離場保護區如圖2.8所示。

圖2.8直線引導（有航跡引導）

3．離場程序設計的保護區 取無航跡引導的保護區與有航跡引導的保護區兩者中較小的作為離場程序設計的保護區。如圖2.9所示。

圖2.9直線離場保護區

2.2.2轉彎方式

在轉彎離場的程序設計中，可分為指定高度轉彎離場和指定點轉彎離場。1．指定高度轉彎離場

為了避開直線離場方向上的高大障礙物，或受空域等條件限制，要求飛機在規定的 航向或由航跡引導，上升至一個規定的高度再開始轉彎。所規定的高度要保證飛機能夠避丌前方的高大障礙物，同時有足夠的余度飛越位于轉彎保護區內的所有障礙物。指定高度轉彎離場程序設計的基本任務就是選擇適當的離場航線，確定轉彎高度。計算轉彎高度時首先要選擇一個轉彎點(TP)，該轉彎點應位于離場航線上，而且能保證將需要避開的障礙物排除在轉彎保護區之外。根據國際民航組織的規定，轉彎高度可由下式計算：

TH=dr×Gr+5m 式中：dr為起飛跑道末端(DER)至轉彎點(TP)的距離；Gr為最小凈爬升梯度。如果由于地形等原因，要求飛機在較高的TH轉彎，需要使用較大的爬升梯度(Gr)時，應公布具體的爬升梯度(Gr)。TH不得低于120m。2．指定點轉彎離場

在有條件的機場，為了避開直線離場方向上的高大障礙物，或受空域等條件限制，需要設計轉彎離場時，可以要求飛機在一個指定點丌始轉彎，稱之為指定點轉彎離場。指定點轉彎離場需要考慮轉彎點的定位容差區。(1)轉彎點為一個定位點

這種情況一般用一個導航臺或交叉定位點作為轉彎點。轉彎點容差區的縱向限制取決于TP的定位容差和6秒飛行技術容差(駕駛員反應誤差3s+建立坡度時問3s)。如果TP為一個導航臺，則定位容差決定于飛越導航臺的高度，這個高度是從DER標高按10％梯度上升的計算高度。

(2)轉彎點不是一個定位點

①轉彎點由側方徑向線確定時，轉彎點縱向限制是由交叉的轉彎徑向線容差和6秒飛行技術容差確定。

②轉彎點由DME弧確定時，轉彎點容差區的縱向限制由DME弧的準確度和6秒飛行技術容差確定。但必須滿足：跑道中心延長線與規定轉彎點至DME臺的連線的最大交角必須不大于23o。

2.3導航系統基礎

2.3.1全向信標系統（VOR）基礎知識

1.VOR工作原理及測量誤差

全向信標系統VOR(VHF Omni．gang)是一種相位式近程甚高頻導航系統。它由地面的電臺向空中的飛機提供方位信息，以便航路上的飛機可以確定相對于地面電臺的方位。這個方位以磁北為基準，可由無線電磁指示器直接讀出。另外，全向信標系統還可以給飛機提供一條“空中通道”，以引導飛機沿著預定航道飛行。飛行員可在水平位置指示器HIS(航道偏離指示器)上設置預選航道，一并根據航道偏離桿讀出飛機與預選航道的偏離情況，從而確保飛機沿正確的航線飛行。需要注意，利用VOR導航時，在航道偏離指示器上顯示的向／背臺飛行只與向／背臺分區線(在地面臺處與預選航道垂直的線)有關，而與飛機的航向無關。全向信標的特點：

① 因為工作頻率較高(在超短波波段)，所以受靜電干擾小，指示比較穩定； ② 提供地面電臺磁方位角，準確性較高：

③所提供航道信號只能在水平面到仰角45。的垂直范圍內，在電臺上空有一個盲區不能提供信號，作用距離限制在視線范圍內，隨飛機高度而增加；

④電臺位置的場地要求較高，如果電臺位置選在山區或附近有較大建筑物的地點，由于電波的反射，將導致較大的方位誤差。

2.飛越VOR導航臺的定位容差區及利用VOR導航臺交叉定位時的定位容差（1）飛越導航臺的定位容差區

飛越導航臺的定位容差區應使用圓錐效應確定。這個區是以通過VOR臺的直線與垂直線成50。角構成的圓錐為基礎。進入圓錐效應區后，飛行員在保持原航向飛行的過程中，將產生最大±5。的航向保持誤差，直至飛出圓錐效應區，對于某一指定高度(h)，使用廠=htan50。即可得到該高度圓錐效應區的半徑，再根據進入誤差和航向保持誤差就可確定該高度飛越VOR臺的定位容差區。

（2）交叉定位的定位容差 a．提供航跡引導導航臺的精度

VOR臺的航跡引導精度由以下四個參數組成：±3．5。地面系統容差或由飛行測試而定；±1．0。監控容差；±2．7。接收機容差；±2．5。飛行技術容差。取以上四個數值的平方和根，即得VOR臺的航跡引導容差±5．2。

b．提供側方定位的導航臺的精度

提供側方定位的導航臺的總容差中不考慮飛行技術容差，根據前面的數據可以得到，VOR的側方定位容差為±4．5o。

2.3.2自動定向系統(ADF／NDB)基礎知識

自動定向系統是利用設置在地面的無方向無線電信標NDB(Non—Direction Beacon)發射的無線電波，在機上用環狀方向性天線接收和處理，以確定NDB所在方向的導航設備。NDB的工作頻率在150kHz~1800kHz范圍內，屬于中、長波段。在此波段內，可靠的方向信息只能通過地波或直達波才能得到。地波可以作用到幾百千米，但也常受天波的污染，特別在夜間，只有當飛機離地面導航臺較近，在很好的地波覆蓋范圍內，方位讀數才可靠。當信號較強時，不考慮飛機結構的影響，設備精度為2。左右：信號較弱時，設備精度為3o左右。

自動定向系統的特點：

1.作用距離的遠近由地面導航臺發射功率及機上接受機靈敏度決定，一般可達300km左右： 2.在NDB的上空有一個盲區不能提供信號，盲區的范圍隨匕機高度而增加。飛越NDB的定位容差區及利用NDB交叉定位時的定位容差：（1）飛越NDB的定位容差區

飛越NDB的圓錐效應區的倒圓錐擴散角為40。進入圓錐效應區時的誤差為±15o，進入圓錐效應區后的航向保持誤差為±5o以內。對于某一指定高度(h)，使用r=^tan40o即可得到該高度圓錐效應區的半徑，再根據進入誤差和航向保持誤差就可確定該高度飛越NDB的定位容差區。

（2）交叉定位的定位容差(a)提供航跡引導導航臺的精度NDB的航跡引導精度由以下三個參數組成： ①±3o地面設備： ②±5．4o機載設備： ③飛行技術容差。

取以上三個數值的平方和根，即得NDB的航跡引導容差±6．9。(b)提供側方定位的導航臺的精度

提供側方定位的導航臺的總容差中不考慮飛行技術容差，根據前面的數據可以得到，NDB的側方定位容差為±6.2o。

2.3.3測距機系統(DME)基礎知識

測距機(DME)系統是一種能夠測量由詢問器到某個固定應答器距離的二次雷達系統。DME系統的地面信標臺通常與能給飛機提供方位信息的甚高頻全J口J信標(VOR)地面臺安裝在一起。二者結合就構成了標準的國際民航組織(IACO)審定的ρ-θ目近距導航系統。DME系統測距時，詢問器的距離計算電路根據從發射詢問脈沖肘至接收回答脈沖對之間所經過的時間，計算出飛機到地面信標臺的斜距。

測距機系統的特點：

(1)工作頻率高，周期短，可產生較窄的脈沖，測距精度較高；

(2)波段為超短波，其傳播方式為直線性，故作用距離較短，受視線距離限制。

第三章 高原機場起飛性能研究

民用運輸機的高原機場和高原航線運營問題，在全球范圍內來講，只有少數幾個典型地區會涉及。這些地區包括：南美、中亞和中國。我國地域遼闊，地形復雜，山地眾多，海拔500m 以上的面積占全國總面積的84%，海拔1500m的高原面積占全國總面積的1/3。在所有這些區域中，青藏高原無疑是運行環境最為惡劣的地區。它不但是全球海拔最高的地區，還面臨著機場分布極度稀少，以及導航臺數量缺乏和導航信號質量低下的問題。除此之外，我國還有眾多地形環境復雜、凈空條件很差的機場。如何在這樣的環境下，滿足相關法規的運行要求，保障飛行安全，一直是中國民航界極度關心的問題。

3.1高原機場運行特點及基礎

目前，在國內民航界，一般定義機場標高大于1500m 的機場為高原機場，標高大于2560m 的機場為高高原機場。高原機場及航線運行中，會涉及很多低海拔地區運行所沒有的新問題。這些問題涉及法規認證、操作程序、飛行性能、飛行安全等諸多領域。

3.1.1高原機場運行特點

3.1.1.1環境特點

中國西部的機場多數為高原山區機場，運行區域海拔比較高。如昌都邦達機場的標高為334m(14219ft)，是迄今為止世界上最高的民用機場。

凈空環境差，起飛離場和著陸下滑進近梯度大。如九寨/黃龍機場建于一連續山腰上，海拔3448m，50km 半徑內有高山57 座，機場東南東7km 處紅星巖5003m，東南25km 處岷山主峰5588m，其離場程序要求的上升梯度達到5.7%，儀表進近下滑道達到3.3°。氣象條件復雜，低云、能見度低，多雷暴、陣性風和風切變。以青藏高原為例，群山重疊，峭壁高聳，地形動力亂流十分顯著；并且高原上空空氣稀薄，太陽輻射強，氣溫變化大，熱力亂流強，二者常結合在一起，形成強烈亂流。如成都—拉薩高原航線，冬春季節的高空風速高達300km/h，遇到嚴重風切變，劇烈的顛簸可以把人拋離座位。

航路最低安全高度高，通信導航信號受地形影響大，導航設備限制使用。如成都—拉薩高原航線，全長1300km，起飛離開成都平原便進入了安全高度在6334m（昌都前）和7470m（昌都后）的地形險峻的高山區。航路兩側有多座高度在8000m 以上的山峰。

3.1.1.2高原機場對飛機性能要求

飛機的飛行活動范圍由飛機的環境包線確定。環境包線又稱使用限制包線，是考慮到飛機的飛行、結構、動力裝置、功能和設備特性的各種限制，確定的飛機允許使用的環境溫度和氣壓高度范圍。在包線內，飛機的飛行性能和飛機設備都符合審定的要求。

環境包線給出了飛機在正常情況下的最大起降高度。典型飛機的最大起降高度為：A319/A320：9200ft；B737/757：8400ft。在座艙高度超出環境包線的最大起降高度，繼續增加到一定值之后，會導致客艙旅客氧氣罩自動脫落，需要改裝飛機客艙旅客氧氣面罩自動脫落的新閥值。例如某空客系列飛機這一座艙高度值14000ft，為在更高高度機場運行，新審定閥值重新設定為16000ft，從而允許飛機在超過14000ft 以上的機場進行起降。

航路的飄降分析以飛機凈航跡為基礎，在最大重量和最壞天氣狀況下，對飛機在飄降過程中和飄降改平后的飛行進行越障檢查。飄降分析結果是確定可以安全越障的最大起飛重量，即航路安全高度限重；確定航路上發動機失效后可安全越障的臨界決策點、航路備降場等。供氧分析的結果一是確保飛機氧氣系統在航路任意一點發生座艙釋壓后，飛機供氧量能滿足法規要求；二是確定航路臨界決策點、備降場、緊急下降程序。高原機場一般常常伴隨著飛行性能下降和機場凈空條件差的問題，按法規要求必須確保起飛、著陸中出現一發失效情況下的飛行安全。高原機場面臨著一發失效后飛機上升/復飛梯度減小，真空速增大，其結果導致飛機一發失效離場軌跡和復飛軌跡的拉長和降低，為此必須進行專門的越障分析，確保飛行安全。

高原機場的運行還涉及其他方面和細節問題。如發動機性能降低、超溫、飛行性能降低、剎車能量管理和爆胎、高原氣候特點、山區機場氣象特點、缺氧對生理和心里影響、機組配合與決策等問題。這些都導致高原機場的運行有別于低海拔地區機場。

3.1.2各階段分析

高原起飛涉及很多個階段，在各個階段都有不同的速度，如圖3.1所示，其中：發動機故障速度VEF，決斷速度V1，抬輪速度VR，最小離地速度VMU，離地速度VLOF，起飛爬升速度V2，最大剎車能量速度VMBE，最大輪胎速度V 輪胎，地面最小操縱速度VMCG，空中最小操縱速度VMCA，失速速度VS。另有指示空速（IAS），校正空速（CAS），當量空速（EAS）和真空速（TAS）。

圖3.1起飛各階段示意圖 3.2高原機場對飛機性能的影響

高原地區以其不同于平原地區的特性，決定了飛機在這里飛行，必定受到很多影響和限制。高高度對飛機渦輪發動機、低速動力特性以及飛機的起降性能都有著影響。

3.2.1高原機場對起飛性能的影響

起飛的整個過程是從靜止狀態到爬升至1500ft，或到完成從起飛構形到航路構形的過渡并達到最后爬升速度的航跡點階段。這期間分為兩個階段：起飛場道階段和起飛航道階段，兩者以爬升高度35ft 為分界線的。高原高度對兩階段均有不同影響。此外，高原起飛還存在輪速限重和中斷起飛等問題。

1.場道性能影響

空氣密度隨著海拔升高而降低，一方面，為使飛機離地，達到相同升力所需更大速度（真速），表現在需更長的滑跑距離；另一方面，發動機推力降低，起飛滑跑加速度減小，滑跑，起飛距離增加。制動時，空氣密度降低，真空速大，飛機動能大，飛機停止下來需要更長距離。這些都增加了飛機起飛距離，滑跑距離和中斷起飛距離。

相同起飛重量和襟翼檔位，國際標準大氣下，起飛距離和起飛滑跑距離隨海拔高的變化，海拔的升高對飛機的起飛距離和起飛滑跑距離都有極大影響，隨著海拔的升高，這兩個距離都大幅增加，如拉薩貢嘎機場（機場標高3569m），起飛距離和起飛滑跑距離均為海平面機場的2 倍還多。

2.輪速限重

飛機起飛滑跑，機輪高速轉動，如轉動過快，離心力過大，輪胎會因張力過大而破壞。為防止這種事情的發生，對輪胎規定了使用的地面限制速度，即最大輪胎速度V 輪胎。飛機在地面滑跑階段，輪胎的最大轉速出現在離地瞬間的離地速度VLOF，它略大于抬輪速度VR 飛機的升力等于重量。高原運行時，真速增大，可能達到飛機的最大輪胎速度限制。因此，高原機場不同于海平面機場的最小操縱速度限制問題，而是輪速限制問題。

3.中斷起飛

中斷起飛距離是一發失效中斷起飛和全發中斷起飛距離中的較大者，一般由飛機制造商依據適航管理當局對飛機的型號審定要求進行修訂。由統計數據來看，引起中斷起飛的原因，只有大約25%是有發動機失效引起的。當以場長限重起飛時，隨高度增加，V1 減小，執行中斷起飛制動時的剩余跑道長度有所縮短。使用中斷起飛技術，制動距離將比正常著陸使用最大自動剎車擋位短，不可以用正常著陸制動距離經驗來判斷中斷起飛制動距離。

飛機在中斷起飛時使用包括剎車在內的減速措施，剎車系統吸收了飛機的動能轉變成自身的熱能。這一過程中剎車系統吸收了飛機總動能的一半以上，是主要的減速力量。

4.航道性能影響

高度增加，飛機上升梯度減小，這種變化體現在飛機起飛航道階段和著陸復飛中。飛機的上升梯度是上升高度與前進的水平距離之比，在一發失效后的起飛航道第二段，由于保持V2 不變，則上升梯度可用下式表示：

凡影響這幾個參數的因素都是影響飛機上升梯度和越障能力的因素。由上式，提高上升梯度的方法是：更換更大功率發動機，減輕飛機起飛重量，使用小角度襟翼增大升阻比。在同樣條件下，高度越高，凈航跡位置越低，飛機的越障能力就會降低。同時，高原飛行時，飛機加速性能降低也造成了越障能力大幅下降。這兩者共同作用，在一臺發動機失效后表現得異常顯著，總航跡和凈航跡被大大延長，嚴重影響越障能力。3.2.2高原機場對著陸性能的影響

1.進近復飛與著陸復飛

復飛，就是一個在降落過程中的爬升階段。復飛爬升分為兩種情況：進近爬升和著陸爬升。進近爬升要考慮關鍵發動機的失效，而著陸爬升則不需要考慮。

飛機最終的復飛爬升限重是進近爬升限重和著陸爬升限重中的較小者。由于進近爬升考慮一發失效的情況，而著陸爬升不考慮一發失效，所以，一般而言，對于雙發飛機，復飛爬升限重為進近爬升限重，而對于四發飛機，復飛爬升限重為著陸爬升限重。

以下給出B737-700 高原算例，襟翼進近15，著陸30，在同一著陸重量不同高度下的性能參數，如表3.1 所示。

表3.1高度對進近和著陸復飛影響

可見，不管在進近還是著陸階段，飛機的爬升梯度均隨機場壓力高度增加而減小。2.著陸場道

現代大型飛機在地面制動段的主要減速措施有剎車、地面擾流板和反推三種。干道面所需著陸距離為飛機沿3°下滑線下滑，從高于著陸表面50ft、速度不小于VREF 的一點開始，到完全停止所經過的水平距離的1.67 倍。制動使用最大剎車，不使用反推。而濕跑道著陸距離是干道面的1.15 倍。隨著氣壓高度增高，一方面使發動機推力及著陸時反推力減小，另一方面真空速增大，飛機接地動能大。這些都使著陸距離增長，或者著陸場長限制的最大著陸重量減小。

襟翼方面，小的襟翼角度使著陸距離增長，剎車熱能增加，但復飛爬升梯度增加；反之，大的襟翼角度使著陸距離減小，剎車熱能減小，但復飛爬升梯度減小。跑道坡度影響方面，上坡縮短著陸距離，下坡則相反；飛行技術方面，著陸參數偏差也極大影響著陸距離。進場速度（50ft 處速度）大及進場高度（標準進場高度為50ft）高，都會使著陸距離增長，空中飄飛距離增長。目前很多高原機場，由于自然環境的限制，使得機場環境較差，如跑道短，ILS 下滑道角度大，進近高度高，這些都使著陸空中段距離增加，極可能使空中拉平段過長，著陸時就會沖出跑道。

3.剎車管理

剎車熱能來源于制動時吸收了飛機的動能。較大的有中斷起飛、著陸和滑行三種。而其中以中斷起飛吸收熱能最大，原因是中斷起飛時飛機重量比著陸重量大，速度也大于著陸時接地速度，并且可利用的跑道長度也較短，于是在中斷起飛時須使用極限剎車。

在高原機場，機場的標高和氣溫對剎車溫度產生很大影響。一方面，溫度和機場壓力高度越高，同一表速下真空速越大，飛機動能越大，剎車溫度增加；另一方面，溫度和機場壓力高度越高，發動機反推力越小，同樣的自動剎車擋位，要求剎車提供的制動力越大，剎車溫度增加。剎車溫度過高，使得飛機在高原機場飛行時，飛機剎車系統的使用壽命較平原機場短，這就要求飛行員提高駕駛技術，保持較好的著陸狀態控制。同時，溫度過高，發生爆胎的可能性也大大增加。除了剎車溫度外，高原運行產生爆胎的另一個原因是高原氣壓低。在海拔4000m 以上地區，平均氣壓比海平面氣壓低40%。因此，在高原飛行時，應使輪胎保持適當的壓力，以免在起飛時由于內外壓力差過大而爆胎。3.3小結

本章簡單介紹了飛機起飛的全過程。結合高原機場海拔高、空氣密度小、溫度低等因素，分析這些因素對飛機發動機造成的影響。同時結合起飛和著陸的航道特點，通過仿真，得到發動機最大推力隨高度及大氣溫度變化曲線，發動機性能隨高度增高而大幅下降。此外高原環境下輪胎也受到氣壓低，溫度低等因素的影響，因此必須考慮輪胎限重。

第四章 起飛一發失效應急程序設計基礎

在程序設計前期，必須采集機場和飛機的基本數據。通過對這些數據的分析計算來選擇合理的應急飛行路線，進而設計出有效可行的起飛一發失效應急程序。

4.1基本數據要素及相關因素 4.1.1基本數據

這些基本數據主要包括： ①機場基準點和跑道數據

a．機場基準點的經緯度；b．機場基準點的標高；c．跑道兩端的經緯度； d．跑道兩端的標高： e．跑道長度和寬度； f．跑道坡度： ②機場的磁差； ③機場的溫度； ④風向風速； ⑤無線電導航設施；

⑥障礙物的數據(A型圖和1：50000／1：100000地形圖)； ⑦飛機的性能數據

4.1.2其他相關因素

(1)天氣標準

當起飛機場的起飛最低天氣標準低于著陸最低天氣標準時，在飛機起飛過程中如果出現一發失效，有時將不能返回本場著陸，需飛往起飛各降場。(2)機型選擇

若所設計的起飛應急程序需兼容多種機型，則應選應該考慮到實際運行中可能存在最壞的情況，在同一機場，盡量使用相同的程序：如果因為機型差異大造成載量差異較大，可以按不同機型的性能區分設計起飛一發失效應急程序。

(3)應急程序制作時考慮的其它因素

制作的程序是為了滿足飛機起飛過程中出現單發后的應急處置方案，該程序應該超越機場的降噪程序、空中交通管制、標準儀表離場及其它任何正常運行過程中考慮的限制。

4.1.3工具使用情況

在EOSID的設計中，需要大量的資料手冊和軟件進行信息查詢和數據計算，下面對所涉及到的資料和軟件及其用途進行了大致的總結：

①機場使用細則：用于機場、跑道、風、導航設施以及障礙物的數據的采集： ②航線手冊：從中可以得到標準儀表離場程序；

③機場地形圖：比例尺為1：50000或1：100000，可以通過地形圖確定障礙物； ④飛行手冊(Airplane Flight Manual)：用于確定一發失效時的起飛航跡，計算起飛重量和爬升梯度(在無計算軟件可用時)，同時，作為飛機性能的最終數據源來使用，一切數據必需以本手冊為準；

⑤降噪手冊(砧1 Engines Operating Takeoff and Climb performance and CommunityNoise Characteristics oftlle Boring Model)：用于確定全發起飛時的起飛航跡；

⑥波音公司的PERFORMANCE ENGINEERS MANUAL或空客公司的PEI訌0RMANCE PROGRAM MANUAL：用于計算轉彎爬升時的坡度損失； ⑦相應的性能計算軟件：如空客的PEP、波音的STAS、BPS、BCOP及AFMDPI 等，運用這些軟件可計算得到相關的性能數據。

4.2沿標準儀表離場程序(SID)全發起飛離場的檢查

沿SID全發飛行檢查的主要目的是確定飛機沿標準儀表離場程序全發起飛時的飛行航跡，同時為決策點的確定提供依據。首先，應根據航線手冊在地形圖上繪制標準儀表離場程序，沿標準儀表離場程序標出可能影響飛機運行的障礙物，同時結合機場細則中的新增人工障礙物(如電視塔、煺囪等)，得出可能限制飛機正常運行的主要障礙物數據。然后，利用手冊或軟件確定全發起飛時的飛行航跡，并通過性能計算對各階段進行越障檢查。

4.3沿SID一發失效起飛離場的檢查

在地形復雜的機場，雖然標準儀表離場程序是全發離場的較優選擇，但很可能在一發失效時，由于某些障礙物的影響，使得飛機的最大起飛重量和業務載量受到很大的限制。例如：B737．300飛機在標高3000英尺、環境溫度20℃的機場、起飛重量為110000LB、A／C AUTO，以FLAP5起飛時，在全發情況下第二爬升段的最大爬升梯度可以達到18％．而一發失效的最大爬升梯度僅為3．45％。由此可以看出，一發失效對飛機越障能力的影響很大。

因此，應對～發失效起飛過程中的各飛行階段進行分析，找出限制障礙物(也就是在EOSID中需要避讓的障礙物)，并通過計算得出最大起飛重量。然后，確定是否需要設計EOSID。

起飛一發失效離場保護區的確定是起飛離場檢查的關鍵。在一發失效情況下，計算飛機的起飛重量需要考慮的障礙物的范圍是距預定起飛航跡兩側的以下兩項中的較小值所對應的寬度：

a．90米+O．125D，其中D是指飛機離可用起飛距離末端的距離值； b．對于目視飛行規則飛行，預定航跡的航向變化小于15。時，為300米；預定航跡的航向變化大于15。時，為600米。對于儀表飛行規則飛行，預定航跡的航向變化小于15。時，為600米：預定航跡的航向變化大于15。時，為900米。

4.4EOSID的初步確定

在1：50000或l：100000的地形圖上，通過對障礙物的排查，針對標準儀表離場程序中對載量限制較大的障礙物，找一條更有利于飛機越障的航跡，使得飛機沿此航跡飛行時，可以得到更多的時問(距離)來超越障礙物。然后，在地形圖上畫出初步確定的起飛應急程序的飛行路線及相應的保護區。應急程序結束點的確定應遵循以下原則：飛機起飛后出現一發失效，按EOSID飛行時，達到下述三種方式之一，即為應急程序結束。

a．返回本場著陸；

b．上升至等待高度或扇區允許最低高度等待： c．上升至航線最低安全高度飛往備降場兒

需要注意，在選擇飛行路線時，還要考慮空域和導航的限制。在空域限制方面，應和當地的空管部門協作，掌握危險區、限制區和禁區的位置，避開受飛行和空管限制的卒域。在導航方面，應熟知相關導航設施的基本原理，檢查所選飛行路線是否滿足機場的導航設拖要求。由于起飛一發失效應急程序一般在飛行性能領域內研究，導航設施的限制在實際設計中常常被忽略，這將很可能導致整個程序設計的失敗。因此，導航設施的限制應該引起足夠的重視。

4.5EOSID的精確計算分析

在程序的制作中，通常根據機場或航空公司的統計數據選取月平均最高溫度和無風作為程序制作的初始條件。在此條件下對上面所選的飛行路線進行起飛分析，計算出最小改平高度和各爬升段的爬升梯度，確定出各轉彎點的位置、各轉彎處的轉彎半徑、各航段的飛行方向，最后進行風的修正，如果是固定轉彎坡度轉彎，還要考慮重量和溫度的影響俐。

經過重量、溫度和風的修正后，離場航跡的保護區將被增大，這可能導致新的障礙物的出現。如果新增障礙物在飛機的起飛過程中起到了限制作用，則應考慮是否可以通過改變原定航跡來避開限制的障礙物。如果可以通過改變航跡避開限制障礙物，則對新航跡重復上述各步，進行計算檢驗；如不能避丌，應將此障礙物加入到原障礙物組中，重復上述各步進行計算檢驗，直至確定出最終航跡。最后，在地形圖上畫出精確計算后的ESID及其保護區。

另外，在程序制作過程中，還應與當地空管人員、機場相關人員、程序使用公司的E行員進行協調溝通，以確保程序的可行性和適用性。EOsID的精確計算分析是起飛一發失效應急程序的核心部分，也是研究中的重點和難點所在。在本文的第四章和第五章中將對飛行轉彎的分析、風的影響、障礙物的計算等目前尚未很好解決的問題進行較為深入地探討和分析。

4.6決策點的確定

決策點是這樣定義的，當飛機在這個點之后一發失效，仍可以按照SID正常離場：但如果飛機在這個點之前發生一發失效，則必須執行EOSID。決策點是在起飛過程中出現一發失效時，飛行員采取哪一種程序繼續飛行的選擇依據。因此，決策點的選擇是至關重要的。

4.7EOSID的檢查驗證、制圖說明及實施準備

在制作出起飛應急程序之后，要按下面的情況對程序進行檢查。

第一種情況：假定飛機在V1處一發失效，則必須執行EosID，應對此臨界情況進行檢查，從而證實該程序的可行性： 第二種情況：假定飛機在決策點處一發失效，則可按SID離場，應對此臨界情況進行檢查分析，從而證明決策點的準確性。檢驗無誤后將EOSID制成程序圖，注明導航臺、定位點和主要障礙物，同時輔以文字說明。然后由飛行員在模擬機上試飛，經驗證無誤，申報相關領導部門進行審批。

第五章設計要點及難點研究分析

起飛一發失效應急程序的研究沒有一個標準的規范和方法，在實際設計中，一些特有的數據沒有明確的計算分析方法，一些關鍵性的問題也沒有得到足夠的重視，這些問題的解決與否將直接影響到程序設計的成敗。

5.1規章中易產生歧義的問題分析 5.1.1障礙物數據采集

在EOSID的設計中，障礙物數據的采集是非常重要的，如果障礙物數據不準確，設計的整個程序也沒有絲毫意義。在實際設計中采集障礙物數據的依據主要有兩個：即機場細則(包括A型圖、15km范圍內障礙物、50km范圍內障礙物)和地形圖，然而這兩個障礙物數據源都是不完善的。機場細則中并沒有涵蓋全部的障礙物，而且測量精度不是很高。地形圖的年代比較早，一般為50年代、70年代、80年代的組合地形圖。

另外，在實際設計中，許多障礙物在機場細則和地形圖中的數據是不統一的，這給程序設計帶來了很大的困難。因此，建議有關部門應盡快對障礙物進行檢查核實，并在機場細則中給出修訂過的障礙物數據。

目前，基于現有條件，在實際設計中主要采取以地形圖為主，機場細則為輔的原則。其中，地形圖主要選取1：5萬基本比例尺地形圖，這種地形圖的精度較高，其覆蓋率已達80％。在我國西部和西南部的一些機場缺少1：5萬地形圖，則可以用1：10萬比例尺的地形圖代替，但其精度相對略低i2刖。由于地形圖更新較慢，一些新增的人工障礙物不能給予及時補充。針對這一不足，在障礙物采集時必須將地形圖和機場細則有效地結合起來，基本按照天然障礙物以地形圖為依據、新增人工障礙物以機場細則為依據的原則，對于兩種不同比例地圖中有差異的障礙物信息，保守的做法就是按照條件較為苛刻的考慮分析。

5.1.2起飛離場中相關規則比較說明

目前，我國的離場規則基本都是參照ICAO的離場規則執行，但在起飛一發失效應急程序的實際設計中，各航空公司在一些細節問題的處理上并不完全統一。如果根據不同離場規則設計出不同的起飛應急程序，對航空公司的運行、空管人員的工作負荷都將有很大的影響。因此，應統一運行標準和所依據的離場規則。

①最小爬升梯度

在廠家認定的飛行手冊中，所有的單發數據都是以第二階段最小2．4的凈爬升梯度作為最低標準來考慮的。在沒有障礙物限制的機場，飛機最大的起飛重量往往受到第二階段爬升梯度的限制。

②最大允許轉彎坡度／對應的最小速度

轉彎高度不同，最大允許轉彎坡度是不同的。目前航空公司的正常操作手冊里面將最大允許轉彎坡度默認為15。，在應急程序設計中也沿用此坡度，這是不準確的。如FAA和JAA規定，在400ft以上轉彎，其最大允許轉彎坡度／對應的最小速度就可以達到

25o／V2min+10kt。另外，在一些地形復雜的機場，由于15。的最大允許轉彎坡度的限制，轉彎時轉彎半徑過大，給程序設計帶來了很多困難。因此，本文建議最大允許轉彎坡度應根據不同機型、不同的轉彎高度來確定，不能簡單地認定為15。，具體的轉彎坡度可以根據飛機廠家提供的轉彎裕度量，按照當時飛機的速度、高度來計算得出。

③保護區的寬度和對正跑道損失

保護區的寬度、對正跑道損失在各規則中的要求也是不同的。對于保護區的寬度，現在的實際設計中大多都采用ICAO的標準，己基本得到統一。對正跑道損失則是說法不一。在起飛一發失效應急程序的設計中，最大起飛重量都是受障礙物的限制，為了簡化計算，障礙物是從跑道頭開始測量計算的。所以在實際設計中，不需要考慮對正跑道損失。

5.2決策點的選擇

決策點是這樣定義的，當飛機在這個點之后一發失效，仍可以按照SID正常離場；但如果飛機在這個點之前發生一發失效，則必須執行EOSID。目前，有一種理論上通用的決策點確定方法。在這種方法中，首先要計算出使用應急程序后的最大起飛重量及起飛剖面，如圖5.1。然后用使用應急程序后的最大起飛重量確定一發失效時的起飛剖面，如圖5.2。最后，將一發失效的起飛剖面由剛好越障處向跑道末端反推，一發失效的起飛剖面和全發起飛剖面的交點即為決策點，如圖5.3。

圖5.1 全發起飛剖面圖

圖5.2一發失效起飛剖面圖

圖5.3兩種起飛剖面圖的對比

上述的方法比較精確，但在實際應用中是比較復雜繁瑣的。為此，本文提出一個簡化決策點確定方法的建議，即取SID和EOSID的分離點為決策點。這種方法的好處是決策點比較直觀，便于飛行員在實際飛行中對應急程序的操作。但這樣確定出的決策點必須沿SID和EOSID進行檢查，下面給出決策點的檢查方法。

首先在地圖上量出決策點到起飛離地端的距離，根據全發起飛航跡和爬升梯度計算出飛機全發起飛到達決策點上空的高度。然后按照一發失效的起飛航跡和爬升梯度分別計算檢驗飛機沿SID和EOSID繼續飛行的越障情況，對于SID，還要檢驗飛機到達定位點上空的高度是否符合離場要求。如最終檢查無誤，即可確定該分離點為決策點。

5.3遠距離障礙物越障情況討論

在遠距離障礙物的越障計算中，對于B737．700、B737．800、空客系列等性能計算軟件比較完善的機型，可以直接利用軟件進行計算。但對于B737．300等軟件不完善或一些沒有性能計算軟件的機型，建議利用手冊查取圖表，然后通過迭代進行計算。利用B737．300的標準起飛分析軟件(STAS)進行越障計算時，軟件計算的理論依據是在第二爬升段超越所有起飛過程中的障礙物，即改平時凈航跡的高度達到最高障礙物高度加35英尺以上。所以用軟件計算起飛重量時，需將遠距離障礙物進行折算，將其轉換成軟件可以計算的近距離障礙物，然后再進行越障分析。計算方法如下：

假定一個初始起飛重量Wo(可以選擇無障礙物限制的最大起飛重量)，用初始重量在飛行手冊上查出第二爬升段梯度、平飛加速段距離、最后爬升段梯度，確定起飛剖面，按最后爬升段凈梯度(注意1500fl以上梯度損失)將遠距離障礙物的高度折算成平飛段結束點處假想障礙物的高度(h=H—d3Xθ％)。將h和dl作為假想障礙物的高度和距離帶入軟件進行計算，得到新的最大起飛重量W1。然后將(W0+W1)／2作為新的初始重量重復上面的計算，計算得到新的起飛重量W2。再將(WI+W：)／2作為新的初始重量，用此方法重復上面的步驟，直至初始重量與起飛重量表中查得的最大起飛重量相同，此時的重量即為該障礙物限制下的最大起飛重量，最后一步迭代中的起飛剖面即為最大起飛重量下的實際起飛剖面。

5.4導航限制要求

需要制作起飛應急程序的機場絕大多數地形都比較復雜，而且機場的導航設施比較有限。在程序制作中，如果對現有設備的導航原理不甚了解，將可能導致設計出的起飛應急程序在實際中不能應用。

以測距機(DME)為例，DME使用的無線電波是超短波，在電離層下，超短波信。由于超短波的頻率高、周期短、傳播方式為直線性，因而用于測距可得到較高的測距精度。但因為超短波僅按直線傳播，導致它的作用距離近，受視線距離的限制。如果飛機和地面DME臺之間有高大的障礙物擋住了超短波的直線傳播，則很有可能不能測出飛機的位置信息，如圖5．4所示。在這種情況下，可以根據不同情況選擇不同的解決方案，如用衛星導航進行定位、增加導航設施或者減少飛機業載等等。當然，為了經濟性考慮，應在原有的導航條件下，盡可能通過飛行路線的選擇來避免此類情況。

圖5.4DME受限制情況示意圖

因此，在EOsID的設計中，要注意到導航設施的適用性，從而采取合理可行的方法來進行引導和定位。下面給出交叉定位時對導航臺位置的限制要求。

(1)VOR/VOR 當使用兩個vOR導航臺交叉定位時，對兩個導航臺與定位點的連線所構成的夾角的大小有～定的限制，該夾角應在30o～150o，如圖5.5所示。如不能滿足夾角限制，則不能采用這兩個導航臺給該定位點定位。

(2)NDB/NDB 當使用兩個NDB導航臺交叉定位時，對兩個導航臺與定位點的連線所構成的夾角的大小有一定的限制，該夾角應在45o～135o，如圖5.6所示。如不能滿足夾角限制，則不能采用這兩個導航臺給該定位點定位。

(2)VOR /DME或NDB/DME 當使用V0R導航臺(或NDB)與DME距離弧交叉定化時，VOR臺(或NDB)與定位點的連線所構成的夾角應在Oo～23o或157o～180o，如圖5.7所示。如不能滿足夾角限制，則不能采用這兩個導航臺給該定位點定位。

第三篇：到達機場后程序辦理

到達機場后一般按以下程序辦理：

①辦登機手續（也就是換登機牌）：看看你的航班在哪個柜臺辦理，機場都有顯示屏告訴你哪個航班在哪個柜臺，找到相應柜臺，將機票、身份證交給機場值機人員。

如果你有大件行李，就在這里托運，經濟艙20公斤以內的行李是免費的。要注意托運的行李不要夾帶違禁物品，辦完登機手續，值機人員會將機票的旅客聯、登機牌、行李票，身份證退回給你。準備好機票和有效身份證件，根據航班號和目的地選擇相應的柜臺，注意不要排錯隊。（托運行李時有的機場會收一個保險費，10元左右，比如福州機場；如果你的行李箱沒鎖，有的機場會強制你花5塊錢買把小鎖，比如廣州機場）。

托運的憑證一般貼在機票上，到達并取出行李后，會有工作人員檢查托運憑證和行李上的標簽是否相對應。小心別拿錯別人的，把自己的丟了。

②安全檢查：過安全檢查時請出示身份證件、機票和登機牌。過安檢。到安檢通道，通道口有個安檢柜臺，你將機票的旅客聯、登機牌、身份證交給安檢員，安檢員審核沒問題會在登機牌上面蓋章。然后過安檢門，隨身帶的物品要從安檢門旁的X光安檢機過去，你自己要從安檢門通過。安檢沒問題就進候機廳。

③候機：通過安檢后，看看你登機牌上面會標明你的航班在哪個登機口登機，找到與登機口對應的候機廳，幾號登機口就在幾號候機廳候機。每個候機廳的位置，機場都會有顯示屏顯示，不清楚可以問機場服務人員。找到候機廳就在那里休息吧，等廣播通知登機。進入隔離廳后，在登機牌顯示的登機區域候機，可以把身份證件、機票放置保管好，只留登機牌登機。

如果你抽煙的話，可以到吸煙室吸煙。記得注意聽廣播啊。

④登機：登機時間一般在起飛前的20-30分鐘；起飛前5分鐘（無托運行李的旅客）/起飛前10分鐘（有托運行李的旅客）不能到達登機口的旅客，將不能登機。聽到登機廣播后，在登機口會有服務人員撕登機牌，你就到登機口將登機牌交服務人員，服務人員從登機牌撕一小塊，其他部分交回給你，你持登機牌跟著別人上飛機吧。

⑤找機上位置。登機牌上標明有你的位置，如：5D、11C什么的，數字代表第幾排，每排的座位是按A、B、C、D、E、F。排的，飛機上的座位號標在放行李的艙壁（座位上方）。找到你的位置坐下，扣上安全帶，起飛前關掉手機。當您進入機艙時，可將座位卡交給空中服務員，請他帶領或指引入座。到了座位以后，可將隨身行李擺在座位頂上的行李艙。

大衣或雨具可交由空服員代為保管，沿途飛機上有任何需要，也都可以要求空服員幫忙，不用客氣。飛機起飛和降落前后，搖晃厲害，應系好安全帶，不能吸煙。

第四篇：武漢天河機場飛行區運行規則競賽題

武漢天河機場飛行區運行規則競賽題

一、必答題

1、在標有正向“停”道路等待位置標志的地方，車輛駕駛員應如何處置？

答：①停車；

②觀察前方航空器活動動態；

③確認車輛不會阻礙滑行通道上的飛機運行方可通行。

2、依據民航局170號令，機動車駕駛員的哪些情形將受到記12分，收回駕駛證，兩年內不得再申領駕駛證的處理？

答：①碰撞航空器的；

②造成航空器復飛或中斷起飛的； ③至人死亡的。

3、只有在航空器處于安全靠泊狀態下，進行保障作業的車輛才允許進入機位安全區。航空器安全靠泊狀態應該滿足哪些條件？

答：①發動機關閉； ②防撞燈關閉；

③輪擋按規范放置（主起落架外側機輪前后和前輪前后擋上輪擋）。

④航空器剎車松開（輪檔放好后，機務指揮協調人員應當向航空器駕駛員發出松剎車信號）。

4、防止航空器尾氣傷害應做到哪幾點？

答：①與未關掉發動機的航空器保持一定的安全距離。②當航空器引擎正在開動或防撞燈亮起時，車輛不得在航空器后方通過。

③靠近航站樓主樓機位上航空器推出時，必須推行越過CS（或DS線）才能開車滑出。

④航空器試車時無關人員不得進入飛機試車危險區。

5、車輛在穿越滑行道時，如何防止車輛與航空器發生沖突？ 答：①遇有正向“停”標志，必須在標志前停車觀察，在確認安全后，方可通過。

②如需讓行于航空器時，車輛必須在“停”標志前停車等待。③駕駛員嚴禁在滑行道上停車。④車輛在穿越機位滑行線時，需注意觀察和避讓正在入位或離位的航空器。

6、靠近/對接航空器有哪些注意事項？ 答：①保障車輛對接航空器前，須在距航空器15米外試踩剎車，確認剎車良好后方可實施對接操作。實際環境不足15米的情況下，應在機位安全線以外試剎車。

②駕駛員在航空器旁停放車輛時，須確保車輛與航空器及鄰近設備保持足夠的安全距離，并嚴格按規定的操作程序工作。

③車輛和航空器處于靠接、聯結狀態時，車輛應當使用制動、輪擋。

④不得在機位內倒車。

⑤駕駛液壓裝置車輛應當保持液壓升降筒和腳架升降到工作位置之后才允許進行保障作業。

7、低能見度天氣行駛有哪些規定？

答：①車輛應盡量減少在停機坪上的行駛。②嚴禁任何車輛駛進航空器運轉區。③最高車速限制減至每小時20公里。④隨著能見度的減低，駕駛員必須按當時的情況，適當減低車速，以確保安全。

8、若車輛在滑行道、停機位內發生故障，駕駛員應如何處置？ 答：①立即報告現場運行指揮中心指揮室（即機場6號，電話：02765687546或02765687666）。

②發生故障的車輛必須把危險警告燈亮起。③有警示牌的應設置警示牌。

④迅速將故障車輛移至不影響飛行安全的區域。

9、機坪作業人員如何防范“FOD”？ ①保障作業完成后，及時清理工作現場； ②在飛行區不亂扔雜物； ③養成隨手清潔的習慣； ④落實清潔衛生制度；

10、航空器活動區發生交通意外時駕駛員如何處置？ ①立即報告。在航空器活動區內發生交通意外時，車輛駕駛員必須首先報告現場運行指揮中心指揮室（機場6號，電話：02765687546，02765687666）。

②必要救護

涉及人員傷亡的交通事故，除必要的救護及防止損失措施外，車輛駕駛員還應立即向機場醫療部門（電話：02785818617）報告。

③保護現場

相關人員應留在原地，保護現場，且肇事車輛不得被移動。④等待和協助事故調查和處理

航空器活動區內車輛交通意外由機場公安局進行調查、取證和處理。

二、搶答題（共60題，其中，單項選擇題20題，判斷題40題）

（一）單項選擇題（選擇正確答案的序號，共20題）

1、在航空器活動區域行駛的一切車輛，遇有航空器滑行或拖行時，在航空器一側 米外避讓，不得在滑行的航空器前 米內穿行或 米內尾隨，不得從機翼下穿行。（③）

①20，200，30 ②200，30，50 ③20，200，50 ④50，200，50

2、車輛停放車位線標志車輛的停放位置，此線為 ③，在機坪各個車輛停放區。

①紅色 ②黃色 ③白色 ④綠色

3、接機人員應當至少在航空器入位前 ④，對機位適用性進行檢查。

①30分鐘 ②15分鐘 ③10分鐘 ④5分鐘

4、機場管理機構可根據本機場的實際情況實行分區限速管理，武漢天河機場內場最高時速不得超過 ③。

①80公里/小時 ②50公里/小時 ③40公里/小時 ④25公里/小時

5、在低能見度的情況下，車輛最高時速不得超過 ②。①30公里/小時 ②20公里/小時 ③10公里/小時

6、航空器活動區機場內用于航空器起飛、著陸和滑行的區域，由 ① 組成。

①機坪和運轉區 ②跑道路和滑行道 ③客運機坪和貨運機坪

7、與航空器搶道，造成飛機剎車，按《控制區安全行為管理規定》應扣責任駕駛員12分，③ 內不得進入控制區，不得重新辦理控制區工作證件。

①60天 ②90天 ③120天

8、與飛機搶道，未造成機組剎車，扣 ③。①2分 ②6分 ③9分 ④12分

9、對接航空器車輛時未按規定放置輪擋，扣 ①。①2分 ②3分 ③4分 ③6分

10、車輛對接航空器的速度不得超過

①。

①5公里/小時。②10公里/小時。③15公里/小時。④20公里/小時。⑤25公里/小時。

11、武漢天河機場航空器大車試機位位于 ③。①2號機坪 ②3號機坪 ③5號機坪

12、武漢天河機場C類飛機在試機位試大車時，在北風向情況下機頭應向： ②。

①南 ②北 ③西 13、3號機坪313號機位南側的服務車道不完備，在此錯車時，①。

①主服務道路上車輛禮讓彎道上車輛。②彎道上車禮讓主服務道路上車輛輛。

③主服務道路上車輛和彎道上車輛都靠右行駛。

14、在A指廊和B指廊消防通道上行駛的車輛，車速不得超過 ①。

①10公里/小時 ②20公里/小時 ③30公里/小時

15、車輛應按交通標志、標線通行，且應靠道路右側行駛。若要超越前面的車輛，必須從前面車輛的 超車，禁止從 超車。（①）

①左邊，右邊 ②右邊，左邊

16、保障車輛對接航空器前，須在距航空器

②

米外試踩剎車，確認剎車良好后方可實施對接操作，實際環境不足時，應在機位安全線以外。

①10米 ②15米 ③20米 ④25米

17、在滑行道或機位上發生車輛故障或交通意外時，駕駛員首先撥打電話： ①，向機場現場運行指揮中心報告事發情況，并果斷處置。

①65687546 ②85818119 ③85818617 ④65687536

18、發生人員傷亡事故時，駕駛員還應立即向機場醫療部門（電話號碼：

③）報告，并對受傷人員采取必要的救護措施。

①65687546 ②85818119 ③85818617 ④65687536

19、按照《武漢天河機場控制區安全行為管理規定》被扣6分之后，違規人員 ③ 天不得進入控制區工作。

①15 ②30 ③7 ④90 20、在航空器活動區內開車與正在引導航空器的引導車搶道，依照《武漢天河機場控制區安全行為管理規定》，駕駛員應受到扣（②）分處罰。

①2 ②6 ③9 ④12

（二）判斷題（判斷正確或錯誤，共40題）

1、在航空器活動區內必要時才可使用遠光燈。（×）

2、未關掉發動機的車輛，駕駛員有急事時可不隨車等候。（×）

3、在停機坪上，車內非駕駛人員可以吸煙。（×）

4、在跑道、滑行道上作業的車輛必須配備能夠與塔臺保持不間斷的雙向通信聯絡的設備。（√）

5、擺渡車轉彎半徑過大，可在3號機坪相鄰兩個停靠B737型飛機之間穿行。（×）

6、專用停車位有空時其它車輛可臨時停放。（×）

7、當航空器在加油時，在停機位內的車輛不得阻礙加油車前方的緊急通道。（√）

8、進入設備等待區等待作業時，駕駛員須隨車等候。（√）

9、行李拖車拖掛托盤時，行李拖斗拖掛不得超過4節，大托盤不得超過4節；小托盤不得超過6節。（√）

10、車輛應按指定的通道口進入和駛離航空器活動區，并主動接受執勤人員的檢查；進入航空器活動區后，自覺接受機坪監管員的檢查和指揮。（√）

11、所有在機坪從事保障作業的人員，均應當按規定佩帶工作證件，穿著工作服，并配有反光標識。（√）

12、保障車輛對接航空器后，應當處在制動狀態，可不放置輪擋。（×）

13、在航空器活動區行駛的車輛，必須按規定配備有效的滅火器材，并放置在易取之處。（√）

14、行車路線上禁止停車。（√）

15、當航空器引擎正在開動或防撞燈亮起時，車輛不得在航空器后方穿過。（√）16、3號停機坪共有25個機位，其中東側301～312機位機頭朝東，需自滑進，頂推出；西側313～325機位機頭朝西，可自滑進出。（√）

17、除特殊緊急情況外，機場不得開啟警笛、警報等產生高分貝噪音的設備。（√）

18、控制區內車輛駕駛室中可以吸煙。（×）

19、車輛應按交通標志、標線通行，且應靠道路右側行駛。若要超越前面的車輛，必須從前面車輛的左邊超車，禁止從右側超車。（√）

20、涉及人員傷亡的交通事故，除必要的救護及防止損失措施外，相關人員應留在原地，保護現場，且肇事車輛不得被移動。（√）

21、航空器活動區滑行通道和機位內禁止檢查或修理車輛。（√）

22、車輛拖曳牽引桿在航空器活動區行駛時，其速度不得超過20公里/小時。（√）

23、在航空器準備推出停機位前，除飛機牽引車外，任何車輛、設備均須撤離機位安全區。（√）

24、機位內禁止無人觀察和指揮情況下倒車。（√）

25、車輛嚴禁駛入廊橋活動區、高桿燈保護區、機位電源保護區及加油井保護區。（√）

26、駕駛液壓裝置車輛，應當保持液壓升降筒和腳架升降到工作位置之后才允許進行保障作業。由于有液壓支撐腳，停靠航空器完畢后可不放輪擋。（×）

27、車輛和航空器處于靠接、聯結狀態時，車輛應當使用制動、輪擋。（√）

28、按照總局191號令，登機橋（或客梯車）操作員（或駕駛員）在收到機務的對接手勢，對接航空器完畢后，其它車輛才能越紅線展開作業。（√）

29、為航空器提供保障服務的車輛，允許在航班入位前進入專用停車位、保障作業等待區或臨時停車區，但不得進入機位安全區。等待時駕駛員須隨車等候。（√）

30、除了在停機位內進行保障作業的車輛外，其它車輛必須沿著行車道行駛，不得穿越停機位。（√）

31、未關掉發動機的車輛，駕駛員必須隨車等候。（√）

32、車輛應當按劃定的停車位及停車方向進行停放，車輛停放以不影響其它車輛的正常行駛和作業為原則。（√）

33、車輛在機尾路行駛，需注意觀察避讓正在入位或離位的航空器。（√）

34、當航空器在加油時，在停機位內的車輛不得阻礙加油車前方的緊急通道。（√）

35、環場路只允許圍界巡視車、驅鳥車、燈光及導航設備檢修車輛及其他經飛行區管理部批準的車輛行駛，其他車輛禁止駛入。（√）

36、必要時在航空器活動區內可使用遠光燈。（×）

37、飲酒、服用國家管制的精神藥品或麻醉藥品者不得駕駛機動車。（√）

38、機動車在夜間必須開啟開車頭照明燈、近光燈、示寬燈和尾燈，在霧天車輛應開啟霧燈。（√）

39、如果工作需要，駕駛員允許在飛行區駕駛與準駕車型不符的車輛。（×）

40、備有乘客座位的車輛或移動設備方可搭載人員，所載人員人數不得超過車輛牌照上列明的準許人數。（√）

第五篇：機場飛行區管理與場道施工教案范文

第一章 路基土石方工程施工

第一節 填方路基施工

1.1.1 概述

一、路基施工的重要性、特點及施工方法

1、重要性

路基施工的重要性：是路基強度和穩定性的保證，不少公路病害的重要原因就是路基施工質量不良，引起交通阻塞，并消耗大量的養護和維修費用。

在公路建設中，路基土石方工程數量很大，個別公路路基工程要占全部公路的65%，某些重點路段往往是公路施工進度的關鍵。

2、特點

1)、路基土石方工程量大，沿線分布不均勻；

2)、路基工程的項目較多，如土方、石方、圬工砌體等；

3)、公路施工是野外操作，經常會遇到自然條件差、運輸不便、設備與施工隊伍的供應與調度困難，路基工地分散，工作面狹窄，遇有特殊地質不良地段，使一般的技術問題復雜化；

4)、隱蔽工程較多。3、施工方法 主要有這么幾種：

a 人工施工（效率低、強度大、進度慢）； b 簡易機械化施工（生產效率較高），c 水力機械化施工

d 機械化施工使用配套機械。

二、路基施工的一般程序與內容

路基施工過程：、施工前的準備工作

主要是組織準備、物質準備和技術準備三方面。2、修建小型人工構筑物

主要是小橋涵、檔土墻。要求其先完工。3、路基土石方工程

包括開挖路塹，填筑路基，壓實、整平，建排水溝渠及加固工程。4、路基工程的檢查與驗收。

1.1.2 路基填筑

一、路基填筑材料

（一）、各類土的的工程性質

1、不易風化的石塊：包括漂石、卵石，強度高、穩定性好，使用場合與施工季節不受限制；

2、碎(礫)石土：強度較高、內磨擦系數高、水穩性好、材料的透水性大、施工壓實方便；若細粒含量增多，則透水性和水穩性會下降；

3、砂土：無塑性、透水性和水穩性良好，具有較大的磨擦系數、粘結性小，易于松散，對流水沖刷和風蝕的抵抗能力差，不易壓實；

4、砂性土：強度、穩定性好，是最好的路基填筑材料

5、粘性土：內磨擦系數小、粘聚力大、毛細現象顯著、透水性小、水穩性差

6、粉性土：毛細現象嚴重，水穩性差，不良用土；

7、膨脹土、重粘土：幾乎不透水、粘結力特強，濕時膨脹性和可塑性都很大；

8、易風化的軟質巖石：水穩性差，浸水后易崩解、強度顯著降低，變形量大。(二)、規范中對路基用土的規定

1、路基填料不得使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質的土。采用鹽漬土、黃土、膨脹土填筑路堤時，就遵照有關規定執行。

2、液限大于50%，塑性指數大于26的土，以及含水量超過規定的土，不得直接作為路基填料。

3、鋼渣、粉煤灰等材料，可用作路基填料，其它工工業廢渣在使用前應進行有害物質的含量試驗。

4、搗碎后的種植土，可用于路堤邊坡表層。

二、路基填筑施工工藝流程

（一）、路基填筑施工的工藝流程圖

（二）、路基填筑施工的主要施工工序

1、料場選擇

2、基底處理

1）、路基用地范圍內的樹木、灌木叢等均應在施工前砍伐或移植清理，砍伐的樹木應移置于路基用地之外，進行妥善處理。

2）、路堤壓實：

①原地面的坑、洞、墓穴應用原地土或砂性土回填，并按規定壓實。

②原地基為耕地或松土時應先清除有機土、種植土、草皮等，清除深度應達到設計要求，一般不小于15CM，平整后按規定要求壓實。

③原土強度不符合要求時，應進行換填，深度不小于30CM，并予分層壓實到規定要求。④路堤原地基應在填筑前進行壓實，當路堤填土高度小于路床厚度（80CM），基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標準。

⑤當路堤原地基陡于1：1.5時，應挖成臺階，臺階寬度不小于1M,并夯實。

3、填筑

(1)填筑方式

①水平分層填筑法：每填一層壓實到規定值，再填。

②縱向分層填筑法：縱坡大于12%（20°）的路段應沿縱坡分層，逐層碾壓密實。③橫向填筑：適用于無法自下而上分層填土的陡坡、斷巖或泥沼地區。（不易壓實）

④混合填筑：當公路路線穿過深谷陡坡，尤其是要求上不的壓實度標準較高時，下層采用橫向填筑，上層采用水平分層填筑。

施工程序：取土、運輸、推土機初平、平地機整平、壓路機碾壓

施工要領：控制每層填料布料均勻，松鋪厚度不超過30CM，最佳含水量條件下碾壓。

(2)沿橫斷面一側填筑的方法

挖出向內傾斜的臺階，然后分層填筑碾壓到規定的密實度。(3)不同土質混填時的方法 不同土質混填筑路堤時，不同性質土應分別填筑，不得混填。每種填料層累計總厚度不宜小于0.5m，以透水性較小的土填筑路堤下層時，應做4%的雙向橫坡；如用于填筑上層時，除干旱地區外，不應覆蓋在由透水性較好的土所填筑的路堤邊坡上。為防止相鄰兩段用不同土質填筑的路堤在交接處發生不均勻變形，交接處應做成斜面，并將透水性差的土填在斜面的下部。

(4)填石路堤的填筑方法

1)填石路堤的基底處理同填土路堤。

2)高速公路、一級公路和鋪設高級路面的其他等級公路的填石路堤均應分層填筑，分層壓實。二級及二級以下且鋪設低級路面的公路在陡峻山坡段施工特別困難或大量爆破以挖作填時，可采用傾填方式將石料填筑于路堤下部，但傾填路堤在路床底面下不小于1.0m范圍內仍應分層填筑壓實。

填石路堤的壓實度檢驗：我國現行《公路路基技術規范》（JTJ033）規定的壓實標準為在規定深度范圍內，以通過12t以上振動壓路機進行壓實試驗，當壓實層頂面穩定，不再下沉(無輪跡)時，可判為密實狀態。

3)填石路堤的施工要求

①填石路堤的石料強度不應小于15MPa(用于護坡的不應小于20MP。)。填石路堤石料最大粒徑不宜超過層厚的2／3。

②分層松鋪厚度：高速公路及一級公路不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。

③填石路堤傾填前，路堤邊坡坡腳應用硬質石料碼砌。當設計無規定時，填石路堤高度小于或等于6m時，其碼砌厚度不應小于lm；當高度大于6m時，碼砌厚度不應小于2m。

④高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內應填筑符合路床要求的土并分層壓實，填料最大粒徑不得大于10cm。其他公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內宜填筑符合路床要求的土并壓實，填料最大粒徑不應大于15cm。(5)土石路堤的混填方法

土石路堤填筑應分層填筑，分層壓實。當含石量超過7o％時，整平應采用大型推土機輔以人工按填石路堤的方法進行，當含石量小于70％時；土石混合直接鋪筑；松鋪厚度控制在40cm以內，接近路堤設計標高時，需改用土方填筑。

分層松鋪厚度：不宜超過40cm。

土石混合料中石料強度大于20Mpa時，石料最大粒徑不宜超過層厚的2／3，否則應剔除。當石料強度小于15Mpa時，石料最大粒徑不宜超過壓實層厚。

高速公路及一級公路土石路堤路床頂面以下30-50cm范圍內應填筑符合路床要求的土并分層壓實，填料最大粒徑不得大于10cm。其他公路土石路堤路床頂面以下30cm范圍內宜填筑符合路床要求的土并壓實，填料最大粒徑不應大于15cm。

1.1.3 路堤機械化施工

（一）、推土機

1、性能：切削、推運、開挖、填積、回填、平整、疏松、壓實。

2、適用性：適用于季節較強，工程量集中，施工條件較差的工程環境，主要用于50-100m短距離 4 的作業。

3、作業方式：鏟土、運土、卸土、空回。

（二）、鏟運機

1、適用性

取決于土質特性、運距、機器本身的性能和道路狀況。

3鏟運機的經濟運距視類型不同而異，一般與斗容量的大小成正比。斗容量6m以下的鏟運機的最短

3運距不小于100m為宜，最長不應超過350m，經濟運距為200-300m。斗容量10-30m的自行式鏟運機，最小運距不小于800m，最長運距可達1500m以上。

注：鏟運機在施工中應盡可能地利用地形下鏟裝和運輸以提高生產率。一般鏟裝時的下坡角不應大于7-8度，如坡度過大，鏟下的土不易進入斗內，效率反而降低。

2、作業方式 1)一次鏟裝法

2)交替鏟裝法(跨鏟法)3)波浪式鏟土法 4)下坡鏟土法

（三）、平地機

平地機是一種裝有以鏟土刮刀為主。配備其他多種可換作業裝置，進行刮平和整型連續作業的工程機械

1、適用性

平地機主要用途有：從路線兩側取土，填筑不高于1cm的路堤；修整路堤的橫斷面；旁刷邊坡；開挖路槽和邊溝，以及大面積平整等。此外，還可以在路基上拌和、攤鋪路肩上的雜草以及冬季道路除雪等。

2、作業方式 1)選擇鏟土角

鏟土角是指刮刀切削刃與地面的夾角。鏟刀角的大小由作業類型確定，一般60度左右的切削角適用于平整作業。平整、切削、剝離土壤時，則需要較小的鏟土角。

2)選擇刮刀回轉角

刮刀回轉角w，對于切削、剝離、混合作業及硬土切削作業時，可取30-50度；對于進行最后一道刮平以及進行松軟或輕質土刮整作業時，可取0-30度；在狹窄地段，短距離施工時，將刮刀回轉180度，平地機可以在倒退狀態下作業。

3)斜行作業 4)刮刀側移 5)刮刀移土作業

（四）、挖掘機

1、適用于挖掘和裝載土、石、砂礫和散裝材料。

2、特點：效率高、產量大、但移動性能較差。

注：當工程量較小可選用斗容量較小，機動性強的輪胎式全液壓挖掘機。

（五）、裝載機

裝載機是一種工作效率較高的鏟土運輸機械，它兼有推土機和挖掘機兩者的工作能力，可以進行鏟掘、推運、整平、裝卸和牽引等多種作業。

注：

1、裝載機的經濟合理運距：若整個采、裝、運作業循環時間少于3min時，自鏟自運是經濟合理的。

2、裝載機的斗容量與汽車車廂容積的匹配：通常以2-4斗裝滿一車箱為宜，車廂長度要比裝載斗寬大25%-75%，裝載機鏟斗45度傾斜卸載時，斗齒最低點的高度要比車廂側壁高20cm至1m。

3、充分發揮裝載機的效率 裝載機作業循環時間，小型的不超過15s，大型的不超過20s，而且應考慮裝載機行走與轉彎速度。

1.1.4 邊坡施工與路基修整

一、邊坡施工

(一)注意事項：

1、放樣

2、做好坡度式樣

3、隨時測量：控制標高

4、留有余量：以方便進一步修正

（二）邊坡施工壓實

1、邊坡機械壓實：從下往上用振動壓路機卷振壓實

2、適當加大寬度和高度，然后分層填土、壓實，多余部分鏟除清理。

二、路基整修

1、路基表面整修：人工配合機械

2、路基邊坡整修：從上而下整修

1.1.5橋、涵臺背填土施工

1、原因

①路基本身的壓縮沉降 ②地基沉降

③路基與臺背接頭處，產生細小縮裂縫，雨水滲入后，使路基下沉。

2、臺背填土的施工與控制

①設置橫向泄水管或盲溝（臺背全寬范圍鋪防水材料）②回填材料一般選用透水性好的碎石或巖渣

3、注意事項

①填料細料含量不能過大

②填筑前，在土拱設置泄水管或盲溝

③回填以前，橋涵的臺前防護工程及橋梁上部結構應完成 ④應做到兩側對稱施工

⑤控制填筑厚度，保證壓實質量和透水性

1.1.6填石及高填方路堤施工

一、填石路堤施工（同上）

1)填石路堤的基底處理同填土路堤。

2)高速公路、一級公路和鋪設高級路面的其他等級公路的填石路堤均應分層填筑，分層壓實。二級及二級以下且鋪設低級路面的公路在陡峻山坡段施工特別困難或大量爆破以挖作填時，可采用傾填方式將石料填筑于路堤下部，但傾填路堤在路床底面下不小于1.0m范圍內仍應分層填筑壓實。

填石路堤的壓實度檢驗：我國現行《公路路基技術規范》（JTJ033）規定的壓實標準為在規定深度范圍內，以通過12t以上振動壓路機進行壓實試驗，當壓實層頂面穩定，不再下沉(無輪跡)時，可判為密實狀態。

3)填石路堤的施工要求

①填石路堤的石料強度不應小于15MPa(用于護坡的不應小于20MP。)。填石路堤石料最大粒徑不宜超過層厚的2／3。

②分層松鋪厚度：高速公路及一級公路不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。

③填石路堤傾填前，路堤邊坡坡腳應用硬質石料碼砌。當設計無規定時，填石路堤高度小于或等于6m時，其碼砌厚度不應小于lm；當高度大于6m時，碼砌厚度不應小于2m。

④高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內應填筑符合路床要求的土并分層壓實，填料最大粒徑不得大于10cm。其他公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內宜填筑符合路床要求的土并壓實，填料最大粒徑不應大于15cm。

二、高填方路堤施工

水稻田或常年積水地帶，用細粒土填筑高度在6m以上，其他地帶填土或填石高度在20m以上稱為高填方路堤。

分層填筑，分層壓實。

第二節 挖方路基施工

路塹施工就是按設計要求進行挖掘，并把挖掘出來的土方運到路堤地段作填料，或者運到棄土地點。

路塹開挖方式應根據路塹的深度和縱向長度，以及地形、土質、土方調配情況和開挖機械設備條件等因素確定，以加快施工進度和提高工作效率。1.2.1 土方路塹開挖

一、土方路塹的開挖方式

1、全斷面橫挖法(從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬逐漸向前開挖，這種開挖方法適宜較短的路塹。)一層橫向全寬挖掘法：適應于開挖深度小且較短的路塹； 多層橫向全寬挖掘法：適應于開挖深而短的路塹。注：每層挖掘臺階深度：人工1.5-2.0m，機械3-4m。

各層要有獨立的臨時排水設施

2、縱挖法(沿路塹縱向將高度分成不大的層次依次開挖，它適用于較長的路塹。它又分為：分層縱挖法、通道縱挖法和分段縱挖法。)1)分層縱挖法——適用于較長的路塹開挖；

2)通道縱挖法——便于土方挖掘和外運的流水作業；

3)分段縱挖法——適用于路塹過長，棄土運距過遠的傍山路塹或一側的塹壁不厚的路塹開挖。

3、混合式開挖

適用于路塹縱向長度和挖深都較大的情況。通道縱挖法+橫挖法。

二、雨期開挖路塹

1)在土質路塹開挖前，在路塹邊坡坡頂2m以外開挖截水溝并接通出水口。

2)開挖土質路塹宜分層開挖，每挖一層均應設置排水縱橫坡。挖方邊坡不宜一次挖到設計標高，應沿坡面留30cm厚，待雨期過后整修到設計坡度。以挖作填的挖方應隨挖隨運隨填；

3)土質路塹挖至設計標高以上30—50cm時應停止開挖，并在兩側挖排水溝。待雨期過后再挖到路床設計標高后再壓實。

4)土的強度低于規定值時應按設計要求進行處理。

5)雨期開挖巖石路塹，炮眼應盡量水平設置。邊坡應按設計坡度自上而下層層刷坡，坡度應符合設計要求。

三、冬期開挖路塹

1)當凍土層破開挖到未凍土后,應連續作業,分層開挖,中間停頓時間較長時,應在表面覆雪保溫,避免重復被凍。

2)挖方邊坡不應一次挖到設計線,應預留30cm厚臺階,待到正常施工季節再削去預留臺階,整理達到設計邊坡。

3)路塹挖至路床面以上lm時,挖好臨時排水溝后,應停止開挖并在表面覆以雪或松土,待到正常施工時,再挖去其余部分。

4)冬期開挖路塹必須從上向下開挖,嚴禁從下向上掏空挖“神仙土”。

5)每日開工時選挖向陽處,氣溫回升后再挖背陰處,如開挖時遇地下水源,應及時挖溝排水。

6)冬期施工開挖路塹的棄土要遠離路塹邊坡坡頂堆放.棄土堆高度一般不應大于3m,棄土堆坡腳到路塹邊坡頂的距離一般不得小于3m,深路塹或松軟地帶應保持5m以上.棄土堆應攤開整平,嚴禁把棄土堆于路塹邊坡頂上。

1.2.2土方路塹開挖機械化施工

1、推土機作業

1）平地上兩側棄土，橫向開挖 2）縱向開挖山坡路塹

2、鏟運機作業

1）橫向棄土開挖 2）縱向移挖作填

3、挖掘機作業（配合運輸車輛）1）全斷面開挖（高度5m以下）2）分層開挖（高度5m以上）

4、推土機和鏟運機聯合作業

堅持由低地段向高地段開挖，以挖成一段、成型一段為原則，不宜打亂長塹、順溝縱向犁翻的有力條件，以利排水和便于雨后作業。1.2.3土方路塹開挖施工中應注意的問題

1、土方開挖要求

1）路基開挖前應對沿線土質進行檢測和實驗。2）保證邊坡穩定。

開挖時應自下而上進行

3）如遇外界影響導致土質受到影響，需采用一定方法處理后再行施工。4）挖方路基施工標高，應考慮壓實的下沉值

2、排水設施的開挖

應先在適當的位置開挖截水溝，并設置排水溝，以排除地面水和地下水。路塹設有縱坡時，下坡的坡段可以直接一挖到底，而上坡的坡段必須先挖成向外的斜坡，最后再挖去剩下的土方。路塹為平坡時，兩端都要先挖成向外的斜坡，最后挖去余下的土方。

開挖要求：

1）排水溝渠的位置、斷面尺寸應符合設計圖紙的要求。2）平曲線外邊溝溝底縱坡應與曲線前后的溝底相銜接。3）路基坡腳附近不得積水。

4）排水溝渠應從下游出口向上游開挖。

3、邊坡開挖

開挖時，應自上而下，逐層進行，以防邊坡塌方，尤其在地質不良地段，應分段開挖，分段支護。

4、棄土處理

要求：不得妨礙路基的排水和路塹邊坡的穩定，同時，棄土應盡可能用于改地造田，美化環境。1.2.4石方路塹開挖

一、石方路塹開挖方式：

石方路塹的開挖通常采用爆破法,有條件時宜采用松土法,局部情況可采用破碎法開挖。施工時,采用的爆破方法,要根據石方的集中程度、地質、地形條件及路基斷面形狀等具體條件而定。主要方法有鋼纖炮、深孔爆破、葫蘆炮、光面爆破與預裂爆破和拋坍爆破。

1.常用爆破方法的特點及優點

(1)綜合爆破是根據石方的集中程度，地質、地形條件，公路路基斷面的形狀，綜合配套使用的一種比較先進的爆破方法。一般包括小炮和洞室兩大類。小炮主要包括鋼釬炮、深孔爆破等鉆孔爆破；洞室炮主要包括藥壺炮和貓洞炮，洞室炮則隨藥包性質、斷面形狀和地形的變化而不同。用藥量1t以上為大炮，1t以下為中小炮。

(2)鋼釬炮：通常指炮眼直徑小于70mm和深度小于5m的爆破方法。1)特點：炮眼淺，用藥少，并全靠人工清除；所以工效較低。

2)優點：它比較靈活，因而它又是一種不可缺少的炮型，在綜合爆破中是一種改造地形，為其他炮型服務的輔炮型。

(3)深孔爆破就是孔徑大于75mm、深度在5m以上、采用延長藥包的一種爆破方法。

1)特點：炮孔需用大型的潛孔鑿巖機或穿孔機鉆孔，是大量石方(萬方以上)快速施工的發展方向之一。

2)優點：勞動生產率高，一次爆落的方量多，施工進度快，爆破時比較安全。

(4)藥壺炮是指在深2.5～3.0m以上的炮眼底部用小量炸藥經一次或多次烘膛，使炮眼底成葫蘆 9

形，將炸藥集中裝入藥壺中進行爆破。

1)特點：此法主要用于露天爆破，其使用條件是：巖石應在Ⅺ級以下，不含水分，階梯度(H)小于10～20m，自然地面坡度在70°左右。經驗證明，藥壺炮最好用于Ⅶ一Ⅸ級巖石，中心挖深4～6m，階梯高度在7m以下。

2)優點：是小炮中最省工、省藥的一種方法。

(5)貓洞炮系指炮洞直徑為0.2～0.5m，洞穴成水平或略有傾斜(臺眼)，深度小于5m將藥集中于炮洞中進行爆破的一種方法。

1)特點：其最佳使用條件是：巖石等級一般為Ⅸ級以下，最好是V～Ⅶ級；階梯度最小應大于眼深的兩倍，自然地面坡度不小于50°，最好在70°左右。

2)優點：在有裂縫的軟石、堅石中，階梯高度大于4m，采用這爆破方法，可以獲得好的爆破效果。

（6)爆破(洞室)施工方法：大爆破是采用導洞和藥室裝藥，用藥量在1000kg以上的爆破方法。

特點：適用于當路線穿過孤獨山丘，開挖后邊坡不高于6m，而且根據巖石產狀和風化程度確認開挖后邊坡穩定的地形條件。

優點：一次爆破方量大，能有效地提高路塹的開挖速度。(7)光面爆破

光面爆破是在開挖限界的周邊，適當排列一定間隔的炮孔，在有側向臨空面的情況下，用控制抵抗線和藥量的方法進行爆破，使之形成一個光滑平整的邊坡。(8)預裂爆破

預裂爆破是在開挖限界處按適當間隔排列炮孔，在沒有側向臨空面和最小抵抗線的情況下，用控制藥量的方法，預先炸出一條裂縫，使擬爆體與山體分開，作為隔振減振帶，起保護和減弱開挖限界以外山體或建筑物的地震破壞作用。(9)微差爆破

兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒的時間間隔(一般為15一75ms)依次起爆，稱為微差爆破，亦稱毫秒爆破。多發一次爆破最好采用毫秒雷管。多排孔微差爆破是淺孔深孔爆破發展的方向。(10)定向爆破

在公路工程中用于以借為填或移挖作填地段，特別是在深挖高填相間、工程量大的雞爪形地區，采用定向爆破。（11）松動爆破。2．松土法

為了有利于開挖邊坡的穩定和保護既有建筑物的安全,大馬力推土機不斷普及,用松土法開挖巖石被越來越廣泛地采用。

（二）爆破開挖路塹施工方法

1)恢復路基中線，放出邊線，釘牢邊樁。

2)根據地形，地質及挖深選擇適宜的開挖爆破方法，制訂爆破方案，作出爆破施工組織設計，報有關部門審批。

3)用推土機整修施工便道，清理表層覆蓋土及危石。

4)在地面上準確放出炮眼(井)位置，豎立標牌，標明孔(井)號，深度，裝藥量。5)用推土機配合爆破，創造臨空面，使最小抵抗線方向面向回填方向。6)炮眼布置在整體爆破時采用“梅花 型”或“方格型”，預裂爆破時采用“一字型”，洞室爆破根據設計確定藥包的位置和藥量。

7)在居民區及地質不良可能引起坍塌后遺癥的路段，原則上不采用大中型洞室爆破。

在石方集中的深挖路塹采用洞室爆破時，應認真設計分集藥包位置和裝藥量，精確測算爆破漏斗，防止超爆、少爆或振松邊坡，留下后患。

8)爆破施工要嚴格控制飛石距離，采取切實可行的措施，確保人員和建筑物的安全，如采用毫秒微差爆破技術

9)控制爆破也可以采用分段毫秒爆破方法

10)確保邊坡爆破質量，采用預裂爆破技術，光面爆破技術和排眼毫秒爆破技術，同時配合選擇合理的爆破參數，減少沖擊波影響，降低石料大塊率，以減少二次破碎，利于裝運和填方。

11)裝藥前要布好警戒，選擇好通行道路，認真檢查炮孔、洞室，吹凈殘渣，排除積水，做好爆破器材的防水保護工作，雨季或有地下水時，可考慮采用乳化防水炸藥。

12)裝藥分單層、分層裝藥，預裂裝藥及洞室內集中裝藥。光眼裝藥后用木桿搗實，填塞黏土，洞室裝藥時，將預先加好的起爆體放在藥包中心位置，周圍填以硝酸安全炸藥，用砂黏土填塞，填塞時要注意保護起爆線路。

13)認真設計，嚴密布設起爆網絡，防止發生短路及二響重疊現象。

14)順利起爆，并清除邊坡危石后，用推土機清出道路，用推土機、鏟運機縱向出土填方，運距較遠時，用挖掘機械裝土，自卸汽車運輸。

15)隨時注意控制開挖斷面，切勿超爆，適時清理整修邊坡和暴露的孤石 1.2.5深挖路塹施工

路塹邊坡高度大于或等于20m時稱為深挖路塹。

1、土質高路塹

不能采用不加控制的爆破法施工和掏洞取土法。

2、石質高路塹

一般采用中小爆破法施工，特殊情況可考慮大爆破方案。

第三節 路基壓實

1.3.1路基壓實和意義

1、壓實使土的強度大大增加

2、壓實使土基的塑性變形明顯減小

3、壓實使土的透水性降低，毛細上升高度減小 1.3.2影響壓實效果的因素

1、含水量對壓實的影響

土中含水量對壓實效果的影響比較顯著。當含水量較小時，由于粒間引力使土保持著比較疏松的狀態或凝聚結構，土中空隙大都互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實功能作用下，雖然土空隙中氣體易被排出，密度可以增大，但由于水膜潤滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力，土粒相對移動不容意，因此壓實效果比較差；含水量逐漸增大時，水膜變厚，引力縮小，水膜起潤滑作用，外部壓實功能比較容易使土體相對移動，壓實效果漸佳；土中含水量過大時，空隙中出現了自由水，壓實功能不可能使氣體排出，壓實功能一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實效果反而降低。

然而，含水量較小時，土粒間引力較大，雖然干密度較小，但其強度可能比最佳含水量時還要高。可是此時因密實度較低，空隙多，一經飽水，其強度會急劇下降。這又得出一個結論：在最佳含水量情況下壓實的土水穩性最好。

最佳含水量和最大干密度是兩個十分重要的指標，對路基設計和施工很有用處。

2、土質對壓實效果的影響

在同一壓實功能作用下，含粗粒越多土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。

對不同土的擊實實驗結果表明：

a、土的類別不同，它的最大密實度和最佳含水量不同；

b、分散性較高的土，它的 Wo 的絕對值較高，但 δ o 的絕對值較小。C、亞沙土和亞粘土的壓實性能較好，而粘性土的壓實性能較差。

3、壓實厚度對壓實的影響

在相同土質和相同壓實功能的條件下，壓實效果隨壓實厚度的遞增而減弱。試驗證明，表層壓實效果最佳，越到下面壓實效果逐漸減小。因此，對不同壓實機械和不同的土質壓實時控制的層度不同。一般情況下，夯實不宜超過20cm，12-15t光面壓路機不宜超過25cm，振動壓路機或夯擊機不超過50cm。

4、壓實功能對壓實的影響

同一類土，其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小，而最大干密度則隨壓實功能的加大而增大。當土偏干時，增加壓實功能能對提高干密度的影響較大，偏濕時則收效甚微。故對偏濕的土企圖加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經濟的，若土的含水量過大，此時增大壓實功能就會出現“彈簧”現象。另外，當壓實功能加大到一定程度后，對最佳含水量的減少和最大干密度的提高都不明顯了，這就是說單純用增大壓實功能來提高土的密度未必合算，壓實功能過大還會破壞土體結構，效果適得其反。

1.3.3壓實機具的選擇與操作

1、用靜力光輪壓路機碾壓路基

靜力光輪壓路機只適用于碾壓較薄的填土路基。這是因為靜力光輪壓路機的滾輪與土壤的接觸面積較大，單位壓力小，壓實能力由表面向下逐漸減少，使得上層密度大于下層密度，路基的整體密實性差。

使用靜力光輪壓路機碾壓時，宜采用“薄填、慢駛、多次”的方法，即：填土層厚度較薄(25-30cm左右)，碾壓速度先慢后快，先輕碾后重碾。

實驗表明，使用靜力光輪壓路機碾壓時，土壤的密實度隨填土厚度的增加而下降，隨碾輪重量和碾壓次數的增加而增加；但當碾壓次數超過8次后，其密實度增加很少甚至不再增加，因此應注意選擇經濟合理的壓實次數，一般不超過8次。

2、用輪胎式壓路機碾壓路基

輪胎式壓路機適用于壓實各種土壤，對壓實較為潮濕的粘性土最有效，其碾壓有效深度可達30cm以上。

輪胎壓路機的最大特點是，可以根據土質情況改變輪胎的內壓力，將作用于土壤的最大應力控制在土壤的極限強度內；另一個特點是，充氣輪胎具有變形性，使土壤壓實深度保持在一定的深度范圍之內；第三個特點是，輪胎與土壤接觸面積大，壓力分布均勻，土料承壓時間長，壓實密度好。

3、用振動壓路機壓實路基 ①碾壓巖石填方路基時，應根據巖石填方的厚度選用不同噸位的振動壓路機(見表5)，同時還應注意壓路機的行駛速度。通常，壓實效果與碾壓遍數成正比，與行駛速度成反比；實驗表明，行駛速度為3-6km/h時壓實效果最佳。

②碾壓砂和礫石等非粘土路基時，可采用高頻率、低振幅的振動壓路機。碾壓速度在3-6km/h范圍內變化，碾壓次數約2-3遍。若鋪層過厚可降低碾壓速度。

③碾壓無塑性粉土路基時，鋪層厚度可達0.7-1.0m，可采用10-15t的重型壓路機。④碾壓含有一定數量粘土的粉質土路基，可采用較低或中等靜線壓力振動壓路機。

⑤碾壓粘土路基時，應采用大噸位振動壓路機；碾壓高強度粘土路基時，必須采用養足碾振動壓路機；碾壓粘性土路基時，應采用高振幅、低頻率的壓實方法，碾壓速度為3-4km/h。1.3.4土基壓實標準

1、概念：工地實測干容重與室內標準擊實試驗所得到的干容重之比。

2、壓實度是現行規范規定的路基壓實標準。

壓實度 K= 工地上實際壓實達到的密實度 γ ／ 最大密實度γ0 很明顯，壓實度是一個以γ0為標準的相對值，意思是壓實到最大密實的程度，具體指標的數據可查表。、壓實應考慮的因素

進行壓實施工要首先確定壓實系數，從壓實系數表可以看出，K與路基所處的層位、路面等級及自然條件有關。

4、現場測定路基土密度的主要方法: ①環刀法

適宜測定細粒土及無機結合料穩定細粒土的密度測定 環刀：內徑6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2cm 操作步驟：

a.按工程需要取原狀土或制備所需狀態的擾動土樣，整平其兩端，將環刀內壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上。

b.用切土刀（或鋼絲鋸）將土樣削成略大于環刀直徑的土柱。然后將環刀垂直下壓，邊壓邊削，至土樣伸出環刀為止。將兩端余土削去修平，取剩余的代表性土樣測定含水量。

c.擦凈環刀外壁稱質量。若在天平放砝碼一端放一等質量環刀可直接稱出濕土質量。準確至0.1g。d.按下列計算濕密度及干密度：

式中

ρo——濕密度（g/cm3）；

ρd——干密度（g/cm3）； mo——濕土質量（g）； V——環刀容積（cm3）；

ω1——含水量（%）；計算至0.01g/cm3。

e.本試驗需進行二次平行測定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。取其算術平均值。②灌沙法(灌水法)適宜細粒土、中粒土的密實度測定 ③核子密度濕度儀法

利用放射性元素（γ射線和中子射線）測量土的密度和含水量

適用于施工質量的現場快速評定，但不適用做仲裁試驗或評定驗收試驗 1.3.5輾壓工序的控制

1、確定不同種類天土最大干密度和最佳含水量

用于填筑路基的沿線土石材料，其性質往往有較大的變化。在路基填筑施工前，必須對主要取土場采集代表性土樣，進行土工試驗，用規定方法求得各個土場土樣的最大干密度和最佳含水量，以便指導路基土的施工。

2、檢查控制填土含水量

由于含水量是影響路基土壓實效果的主要因素，故需檢測欲填入路基中的土的含水量。用透水性不良的土做填料時，應控制其含水量在最佳含水量±2%之內。

3、分層填筑、分層壓實

土壓實層的密度隨深度遞減，表面5cm的密度最高。填土分層的壓實厚度和壓實遍數與壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關，應通過試驗路來確定。一般認為，對于細粒土，用12-25t光輪壓路機時壓實厚度不超過20㎝；用22-25t振動壓路機時(包括激振力)，壓實厚度不超過50㎝。

4、全寬填筑、全寬碾壓

填筑路基時，應要求從基底開始在路基全寬范圍內分層向上填土和碾壓，尤其應注意路堤的邊緣 14

部分。路堤邊緣往往壓實不到，處于松散狀態，雨后容易滑坍，故兩側可采取寬填40-50㎝，壓實工作完成后在按設計寬度和坡度予以刷齊整平。

5、加強測試檢驗及壓實控制

檢查壓實度一般采取灌砂法、環刀法、蠟封法、水帶法和核子密度儀法。環刀法適用于細粒土，灌砂法適用于各類土。采用核子儀時應先進行標定，并于灌砂法作對比試驗，找出相關的壓實度修正系數。尤其是當填土種類發生變化時，必須重新標定，方能保證壓實度檢測的準確可靠性。

填筑路基時，應分層碾壓并分層檢查壓實，并要求填土層壓實度達到要求后方能允許填筑上一層填土，只有分層控制填土的壓實度，才能保證全深度范圍內的壓實質量。

當工地實測壓實度小于要求壓實度時，應檢查填土含水量，當填土含水量W與最佳含水量W0相差在±2%以內，說明壓實功能不夠，應增加碾壓遍數，如果壓實遍數超過10遍仍達不到壓實度要求，繼續增加遍數效果很小，不如減少壓實層厚度；W＞Wo時，將填土挖松，涼干至Wo再重新碾壓；W＜Wo時，應灑水使填土含水量接近Wo再進行碾壓。

許多地段都是由于路基壓實度未能達到規定要求所導致路基出現翻漿、沉陷等破壞現象。因此，路基填筑時壓實度必須要達到規定的要求，這樣才能保證路基的穩定性。

第四節 濕軟地基處理

習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱為軟土，而把有機質含量很高的泥炭、泥炭質土稱為泥沼。泥沼比軟土具有更大的壓縮性，但它的滲透性強，受荷后能夠迅速固結，工程處理比較容易。所以主要討論天然強度低、壓縮性高且透水性小的軟土上的路基施工。

1、軟土地基：當粘土或粉土微小顆粒含量極高，或由孔隙率大的有機質土、泥漿、松砂組成的土層。

性質：天然含水量大，脹縮性高，承載力低，在荷載作用下易產生滑動或固結沉降的土質地基。

2、濕軟地基：受地表長期積水和地下水位影響較大的軟土地基。軟基處理的常用方法：換填土層法，擠密法，化學加固法； 濕軟地基處理的主要方法：排水固結法。

注意：實際工程中多種方法結合使用效果更好。

一、換填土層法

一、開挖換土法

1、采用挖掘機械，鏟除軟土層后換填好土，分層壓實

2、全部挖除換土法：軟土層厚≤2m；局部挖除換土法：適用于軟土層較厚或上部軟土層較下部軟土層強度低得多得情況。

3、施工要點：(1)選擇良好的填料；(2)開挖邊坡的坡度；(3)填料應及時運進，隨挖隨填，防止挖方邊坡坍塌。

如：天津港：原路基開挖1.2m左右，回填鋼渣，再在鋼渣上面作結構層。

二、強制換土法(拋石擠淤法)適用性：適用于長年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動狀態，較薄，在特別軟弱的地面上施工機械無法進入的情況。

1、把好土直接撒鋪在軟土地基表層，靠土的自重。

2、施工時應從路中線逐漸向兩側填筑

三、爆破換土法

適用于層厚，稠度大，路堤較高，施工期緊迫

二、擠密法

擠密法以增大密度為目的，加固處理方法分為三類：反壓護道法和堆土預壓法、重錘夯實法、深層拌和法。

一、反壓護道法和堆土預壓法

1、反壓護道法：(主要起抗滑的平衡作用)不利點：土方量大，占用土地多，沉降期長；高度一般為路堤填土高度的1/2-1/3。施工中應注意：(1)避免一次性高堆填，應分層填筑，分層碾壓至規定的密實度；(2)反壓護道的填筑速度不得慢于主路堤；

(3)主路堤在施工中或完工后，如能確定反壓護道下面的地基強度已增長到要求的值，則可將反壓護道的超載部分挖除.2、堆土預壓法

堆土預壓法是指在軟土地基表面預先堆土加壓，加速地基的下沉和軟土固結。其特點是施工簡單，不需要特殊的機械和材料，但軟土的排水固結時間長，工期一般較長。

二、重錘夯實法

1、錘重1.5t，錘底直徑1-1.5m，落距2.5-4.5m。

2、適用于地下水位0.8m以下稍濕的一般粘性土，砂土，濕陷性黃土，雜填土。

3、重錘的夯實遍數以最后兩次的平均夯沉量不超過規定值來控制。

4、強夯法：8-12t，8-20m落距，施工簡單，加固效果好，使用經濟運用面較廣。

三、擠密法

1、粒料樁——用砂、碎石、砂礫、廢渣等粒料，粒徑宜為20～50mm，含泥量不應大于10％。

施工機械：主要機具是振沖器、吊機或施工專用平車和水泵。

選擇振沖器型號應與樁徑、樁長及加固工程離周圍建筑物距離相適應。

應配備適用的供水設備，出口水壓應為400～600kPa，流量20—30m3／h。起重機械起吊能力應大于100—200kN。

施工工藝應按以下程序進行：

整平地面一振沖器就位對中一成孔一清孔一加料振密一關機停水一振沖器移位。

2、生石灰樁：

成孔填充使用材料為生石灰，顆粒直徑不超過30mm要求填充材料要密實。

施工機械：主要機具是振沖器、吊機或施工專用步履式、門架式振動沉樁設備。還應配備適用的空壓機，起重機械起吊能力應大于100～200kN。

選擇振沖器型號應與樁徑、樁長及加固工程離周圍建筑物距離相適應。施工工藝應按以下程序進行：

整平地面一振沖器就位對中→成孔→空氣壓縮機注入生石灰→邊振動邊拔出套管→振沖器移位→封緊生石灰樁孔

三、化學加固法

1、概念：利用化學溶液或膠結劑，采用壓力灌注或攪拌混合等措施，使土顆粒膠結起來，達到對軟土地基加固的目的。

2、方法：(1)注漿法；(2)深層拌和法

3、實例：成孔石灰樁，化學加固法＋擠密法 樁徑20-30cm，樁距約為樁徑的3.5倍。

因為土壤中存在不同程度的鹽漬土和濕軟地基等特殊地質構造，如新疆218國道段，以前是“車在路上跳，人在車里跳，心往肚里跳”平整度很差。用化學加固法加固風積沙和鹽漬土，每公里節約25萬元，平整度大大提高，不再是“搓板路”。深層拌和法

在地基的成孔樁中，將石灰或水泥等固化劑與土基軟土攪拌混合處理的方法。

1、混合加固土的性質：密度增加；含水量降低；強度提高。

2、深層拌和法的施工 1)DLM施工法

2)噴射粉體攪拌法

噴粉樁徑一般60cm，樁間距1.5-2.5m。

深度一般穿透軟土地基，當軟土層厚度大時，樁長控制在15m以內

四、排水固結法

常用于加固濕軟地基，包括天然沉積層和人工沖填的土層，如沼澤土，淤泥及淤泥質土，水力沖積土等。

一、砂墊層法(加速沉降發展，縮短固結過程)砂墊層是指作為濕軟土層地基固結所需要的上部排水層，同時又是路堤內土體含水量增多的排水層。砂墊層的作用是加速軟弱土層的排水固結，從而提高承載能力，減少沉降量，同時防止凍脹，消除膨脹土的脹縮作用，也可處理暗穴。

1、要求

砂墊層厚度0.5-1.0m之間；以中粗砂為宜，要求級配良好，含泥量<3％-5％。

2、施工要點

1)設置放樣樁

2)分層攤鋪，層厚≤50cm，應將砂加密到要求的密實度 3)攤鋪第一層的推土機采用低比壓，第二層采用中比壓 4)攤鋪盡量均勻，注意側向排水，碾壓法施工時，ω0為8％-12％；砂墊層寬度應寬出路基0.5-1.0m。

二、砂井排水法(縮短排水距離，減少固結時間)砂井排水法是在濕軟地基中認為設置垂直排水砂井，縮短排水距離，減少固結時間，以達到提高地基抗剪強度的一種方法。一般情況下，砂井上堆載預壓的加載量大致可取與設計荷載接近，這樣可 17

預壓至80%的固結度。

1、要求

砂井直徑8-10cm，間距是井徑的6-8倍；砂井深度應穿越地基可能的滑動面；砂井排水法的施工深度一般為15-20m。

2、施工要點

(1)鋪砂：約0.5-1.2m厚(2)砂井的布置(3)施打砂井

①打入式、振動錘式 ②射水式 ③螺鉆式

④袋樁式：平整原地面、攤鋪下層砂墊層、機具定位、打入套管、沉入砂袋、拔出套管、機具移位、埋砂袋頭、攤鋪上層砂墊層。

三、塑料板排水法

1、原理

通過慮膜的滲水和塑料板凹槽在路基的自重或荷載作用下，擠壓基底土層，排水板便直接排出地下土層自由水。

2、施工工藝

平整原地面、攤鋪下層砂墊層、機具就位、塑料排水板穿靴、插入套管、割斷塑料排水板、機具移位、攤鋪上層砂墊層。

四、袋裝砂井

材料：選用聚丙烯或其他適用的編織料制成的袋，采用滲水率較高的中、粗砂，施工機械：主要機具為導管式振動打樁機，在行進方式上普遍采用的有軌道門架式、履帶臂架式、吊機導架式等。

施工工藝流程應按以下程序進行：

整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具定位→打人套管→沉人砂袋→拔出套管→機具移位一埋砂袋頭一攤鋪上層砂墊層。

第二章 路基排水及防護工程施工

第一節 路基排水工程施工

在道路工程中，水是引起路基路面及部分結構物損害的一個重要原因。影響路基的水分為地下水和地面水兩類，因此路基必須具備合適完備的排水系統，保證迅速排泄路基范圍的地面水，并對影響路基穩定的地下水進行截留，降低水位或予以排除，從而保證路基具有足夠的強度和穩定性。2.1.1地面排水設施施工

地面排水設施主要有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等。

一、邊溝

設置在挖方路基的路肩外側或低路堤路基的坡腳外側，用以匯集和排除路基范圍內和流向路基的小量地面水的溝槽稱為邊溝。

邊溝的斷面形式一般有梯形、三角形和矩形。土質邊溝多采用梯形。

機械化施工時，土質邊溝多采用三角形。石方地段邊溝多采用矩形。

邊溝的深度一般取0.4-0.8m，底寬不應小于0.4m。在水流較多的情況下需適當加寬或加深。為控制邊溝中的水不至于太多，一般每隔300-500m設排水涵一道，用以及時將水排至路基范圍以外。

邊溝的溝底縱坡一般與路線縱坡相同，并不小于0.2%。

二、截水溝

截水溝是設置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤的上方，垂直于水流方向，用以截引路基上方流向路基的地面徑流的排水設施。

截水溝可防止地表徑流沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝的排水負擔。

截水溝的斷面一般為梯形，底寬不小于0.5m，深度應根據攔截的水量確定，不宜小于0.5m，邊坡坡度視土質而定，一般土質取1：1-1：1.5。

截水溝離路塹邊坡坡頂的距離視土質不同而異，以不影響路塹邊坡穩定為原則。

三、排水溝

設置排水溝的目的，在于用來將水流從路基排至路基范圍以外的低洼處或排水設施中。

斷面一般為梯形斷面，底寬不小于0.5m，深度根據流量而定，不宜小于0.5m，邊坡坡度視土質而定，一般土質取1：1-1：1.5，排水溝應盡量做成直線，如必須轉彎，其半徑不宜小于10-20m。

四、跌水與急流槽

跌水：設置于需要排水的高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段的階梯型構筑物。其作用是降低流速和消減水的能量。

急流槽：具有很陡坡度的水槽，其作用主要是在很短的距離內以及水面落差很大的情況下排水。從水力計算特點出發，跌水和急流槽的構造分為進水、緩沖、出水三部分。跌水和急流槽一般采用石砌或混凝土構成，要求牢固、不滲水。2.1.2地下排水設施施工

定義：攔截、匯積和排除地下水，或降低地下水位，使路基免遭破壞的結構物。類型：明溝與排水槽、暗溝、滲井、滲溝。

一、明溝與排水槽

當地下水位高，潛水層埋藏不深時，可采用明溝或排水槽截流排除（淺層）地下水及降低地下水位，也可兼排地面水。明溝或排水槽必須深入到潛水層，且不宜在寒冷地區采用。

明溝斷面一般采用梯形，邊坡采用1：1.0-1：1.5。邊坡應以干砌片石加固，并設反濾層使水滲入明溝。

排水槽一般為矩形，可用砼、干砌或漿砌片石筑成，槽底縱坡不應小于3%。

二、暗溝（盲溝）

暗溝是引導地下水流的溝渠。其目的是攔截或降低地下水。通過溝內分層填實的不同的粒徑的顆 19

粒材料，利用其透水性，將路基范圍內的泉眼或滲溝匯積的水流排到路基范圍以外。

斷面形式一般為矩形，亦可為上寬下窄的梯形。底寬為0.3-0.5m，高度為1.0-1.5m。溝內下部填石，粒徑為3-5cm，水可在縫隙中流動，為防止細料填堵縫隙，粗粒徑石塊的上部和兩側，分層填入較細料，每層厚約為10cm。暗溝的頂面和底面，一般設有0.3m厚的隔水層。

暗溝的排水量較少，不宜過長，一般以50m為限，溝底具有1%-2%的縱坡，暗溝出水口應高出口外最高水位20cm，以防止水流倒滲。

三、滲井

當平坦地區如路基附近無河流、溝渠或洼地，地面水或淺層地下水無法排除，影響路基穩定，而距地面不深處又有透水層，地下水背離路基，同時地面水流量不大時，可設置滲井。

滲井是立式的排水設施。通常為圓柱形或正方形，直徑或邊長為1.0-1.5m，井深視地層構造而定，以深入下面滲水層能夠向下滲水為限。井內用碎石或卵石等滲水性材料填筑。

四、滲溝

作用是為了切斷、攔截有害的含水層和降低地下水位，保證路基經常處于干燥狀態。按構造可分為填石滲溝、管式滲溝和洞式滲溝。

1、填石滲溝:也稱盲溝，一般用于流量不大、滲溝不長的路段，是目前公路上常用的一種滲溝。

2、管式滲溝：設于地下引水較長的地段，但滲溝過長時，應加設橫向泄水管，將縱向滲溝內的水流分段迅速排除。

3、洞式滲溝：當地下水流量較大或缺乏水管時，可采用石砌溝洞，洞孔大小依設計流量而定。滲溝的施工質量是保證其能否發揮作用的隱患。如質量控制不嚴，造成滲溝淤塞，不但起不到匯流、排水作用，反而會留下隱患。

第二節 路基防護工程施工

類型：主要包括路基邊坡的防護、沖刷防護和支擋工程。

功能：防治路基病害，保證路基穩定，改善環境景觀，保護生態平衡。

支擋工程：主要指用于支承路基填土或山坡土體，防止路基失穩的擋土墻工程。

一、路基坡面防護 功能：

①保護路基邊坡表面 ②免受雨水沖刷

③減緩溫差及溫度變化的影響

④防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變過程 ⑤保護邊坡整體穩定性 ⑥美化綠化作用 方法：

1、植物防護：種草、鋪草皮、植樹。

2、工程防護：框格防護、抹面、勾縫灌逢、捶面、噴漿及噴射砼、石砌護坡、護面墻。適用條件：

1、種草：邊坡穩定，坡面沖刷輕微的路堤與路塹邊坡。

2、鋪草皮：迅速綠化的土質邊坡。

3、植樹：邊坡以外的河岸及漫灘，邊坡1：1.5或更緩。

4、框格防護：土質或風化巖石邊坡，用混凝土或漿砌片石做骨架，框格內植物防護。

5、抹面：

(1)適用條件

①對各種易于風化的軟巖層(如泥質砂巖、頁巖、千枚巖、泥質板巖等)邊坡，當巖層風化不甚嚴重時；

②所防護的邊坡，本身必須是穩定的，但其坡面形狀、陡度及平順性不受限制； ③所防護的邊坡，必須是干燥、無地下水的巖質邊坡。(2)構造要求

①抹面厚度一般為5-7cm，捶面厚度為10-15cm，一般為等厚截面。

②抹面與捶面工程的周邊與未防護坡面銜接處，應嚴格封閉。如在其邊坡頂部做截水溝，溝底與溝邊也要做抹面或捶面防護。

③大面積抹面或捶面時，每隔5-10m應設伸縮縫。

6、噴漿和噴射混凝土：邊坡易風化、裂隙和節理發育、坡面不平整的巖石挖方邊坡。

(1)適用條件

①適用于巖性較差、強度較底、易風化或堅硬巖層風化破碎、節理發育、其表層風化剝落的巖質邊坡；

②當巖質邊坡因風化剝落和節理切割而導致大面積碎落，以及局部小型坍塌、落石時，可采用局部加固處理后，進行大面積噴漿(噴射混凝土)。

③對于上部巖層風化破碎下部巖層堅硬完整的高大路塹邊坡； ④不能承受山體壓力，邊坡須是穩定的。(2)構造要求：

①噴漿厚度不宜小于1.5-2cm，噴射混凝土的厚度以3-5cm為宜。

②為防止坡面水的沖刷，沿噴漿(噴射混凝土)坡面頂緣外側設置一條小型截水溝。③漿體兩側鑿槽嵌入巖層內。

7、護面墻：易風化或風化嚴重的軟質石或較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質邊坡。

8、砌片石護坡：易受水流侵蝕的土質邊坡、嚴重剝落的軟質巖石邊坡、周期性浸水、受水流沖刷較輕（流速小于2~4M/S）的河岸和水庫岸坡的坡面防護。

9、漿砌片石護坡：防護流速較大（3~6M/S）、波浪作用較強、有流水、漂浮物等撞擊的邊坡。對過分潮濕或凍害嚴重的土質邊坡應先采取排水措施再行鋪筑。

10、漿砌預制塊防護：用于缺石料地區。錨桿鐵絲網噴漿或噴射混凝土護坡：用于直面為碎裂結構的硬巖或層狀結構以及坡面巖石與基巖分開，有可能下滑的挖方邊坡。

二、路基沖刷防護

功能：防止堤岸受水流的沖刷，防止路堤坍塌，保護路基穩定。方法：

1、直接防護：植物、砌石、拋石、石籠、擋土墻

2、間接防護：丁壩、順壩、格壩、攔河壩 適用條件：

1、拋石：用于經常浸水且水深較大的路基邊坡或坡腳，擋土墻、護坡的基礎防護。多用于搶修工程。

2、石籠：用于沿河路堤坡腳或河岸受水流沖刷和風浪侵襲，防護工程基礎不易處理或沿河擋土墻、護坡基礎局部沖刷深度過大時的路基防護。

3、土工布

對于土質貧瘠，保肥、保水性差的土質邊坡

不適于生長植物或雖可生長植物，常因凍害引起坡面剝落的邊坡，則常用土工布覆蓋

三、支擋構筑物

支擋構筑物即路基加固工程，其作用是支擋路基體，以保證路基在自重及各種自然因素作用下保持穩定。

常用的支擋構筑物主要是擋土墻。

擋土墻：為防止路基填土或邊坡土體坍塌而修筑的承受土體側壓力的墻式構造物。擋土墻分類：

按位置：路塹墻、路堤墻、路肩墻、山坡墻

按結構：重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋擋土墻 按材料：石砌擋土墻、砼擋土墻、鋼筋砼擋土墻、鋼板擋土墻

1、重力式擋土墻的四種主要形式

仰斜墻背式 俯斜墻背式 衡重式 折線墻背式

在平衡土壓力方面，衡重式的特點是利用墻身和墻背回填土的重力和地基反力來保持土體穩定

2、幾種常見的輕型擋土墻

在平衡土壓力方面，錨桿擋土墻的特點是在填土內埋入錨固件，或在穩定土層中插入錨桿利用錨固件的抗拔力，將擋土板拉緊 加筋土擋土墻

在平衡土壓力方面，加筋土擋土墻的特點則是利用拉筋與土之間的摩擦力抵抗土壓力，并以拉筋端部分墻面板連接擋土 薄壁擋土墻

在平衡土壓力方面，薄壁擋土墻的特點是由鋼筋混凝土結構構成，用墻背踵板上的地基抗力抵抗 22

土的壓力

二、擋土墻施工 一）、重力式擋土墻

重力式擋土墻一般采用明挖基礎，當基底松軟或水下挖基困難時，可采用換填基礎、樁基礎或沉井基礎。

1、漿砌片石

⑴片石宜分層砌筑，應長短相間與里層砌塊咬接成一體，上下層石塊交錯排列，避免豎縫重合，⑵砌筑較大的片石，宜用在下面，寬面朝下，片石間以砂漿隔開。

⑶砌體中的片石應大小搭配，相互錯疊，咬緊密實并配有小石塊，作擠漿填縫之用。

2、漿砌塊石

⑴用作鑲面的塊石，表面四周應修整，以便安砌。⑵塊石應平砌，每層石料高度應做到基本齊平。

3、料石砌筑

⑴每層鑲面料石均應事先按規定的灰縫寬及錯縫要求配好石料，再用鋪漿法順序砌筑和隨砌隨填立縫，并應先砌角石。

⑵鑲面石砌筑完畢后，方可砌填心石，其高度與鑲面石齊平。

4、墻頂

墻頂宜用粗料石或現澆混凝土做成頂帽，路肩墻頂面寬宜用大石塊砌筑，5號砂漿勾縫或抹面，并均應在墻頂外緣線留出10cm帽沿。

5、基礎

⑴在松軟地層或坡積層地段時，基坑不宜全段貫通，應采用跳槽辦法開挖以防治上部失穩。⑵當基底軟弱、地形平坦、墻身又超過一定高度時，可在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基礎。

⑶當地層為淤泥土、雜填土等，可采用砂礫、碎石、礦渣灰土等材料予以換填，或用砂樁、石灰樁、碎石樁、土工織布、粉噴樁等方法處理。

⑷當巖層有空隙裂縫時，應以水泥砂漿或小石子混凝土澆注飽滿。

⑸基坑底面開挖寬度應比設計尺寸各邊增寬0.5～1.0m，并保持一定開挖邊坡度。

6、墻背填料

⑴砌體砂漿強度達到70%以上時，方可回填墻背填料，并應優先選擇滲水性較好的砂礫土填筑。⑵墻背回填要均勻攤鋪平整，并設不小于3%的橫坡逐層填筑，逐層夯實。⑶壓實時，臨近墻背1.0m范圍內，應采用小型壓實機具。二）、混凝土擋土墻

混凝土擋土墻的特點是墻身斷面小、自重輕、圬工省，適用于石料缺乏、地基承載力較低的路堤和路肩墻。

1、基礎施工 ⑴基底處理

與砌石擋土墻基礎基本相同。若為軟基，可以采用樁基礎、加固結劑等加固措施。⑵樁基礎

擋土墻的樁體規模不大，常用擠密振沖樁或沉樁。⑶施工方式

混凝土底板可以在地基上直接立模；鋼筋混凝土底板則需先澆注墊層，在墊層上放線扎鋼筋立模。鋼筋混凝土基礎施工時，要注意鋼筋的保護層厚度，并有可靠的固定措施。混凝土的施工縫應盡量避免設置在基礎與墻體的分界面，基礎混凝土成型面設置在墻體以上10cm處，其界面做成毛面。

2、墻體模板 ⑴基本要求

擋土墻分段施工時，相鄰段應錯開間斷施工。⑵整體模板

整體模板是目前發展比較快的一種模板技術，它的特點是整體設計、工廠加工、整體拼裝。整體模板 23

成型混凝土質量高，功效也大大提高。⑶其他輔助施工

3、墻體鋼筋及混凝土施工 ⑴墻體鋼筋安裝

墻體鋼筋安裝應在立模前施工。安裝模板時，必須控制鋼筋的位置，對每根鋼筋，控制上下準確位置，拉緊固定。⑵墻體混凝土

鋼筋混凝土擋土墻截面較小，鋼筋密，混凝土澆注時，塌落度可適當增大，另外，混凝土應分層澆注，分層振搗。三）、加筋土擋土墻

加筋土擋土墻具有圬工工程量少、地基強度要求不高、抗震性能好、造價低、施工方便、進度快等特點，在公路工程中廣泛應用于擋土墻和橋臺部位。

1、施工準備

⑴面板形式及預制

面板一般采用混凝土預制板，預制構件可以在工廠進行，機械化操作，批量生產。預制模板時采用定型鋼模，這種模板專用設計，一次成本大，但綜合效益高。⑵筋帶選擇

筋帶采用強度高、受力變形小、能與土料產生足夠摩擦力、耐腐蝕材料制成，一端通過預留孔與面板連接，另一端拉直錨固在壓實的土料上。⑶填料分類及選用

回填土要求有較好的穩定性和較高的抗剪強度，一般采用中低液限粘土、砂類土、礫碎石土和各種穩定土，對于滿足要求的工業廢渣也可采用。填料的選用宜根據當地土源情況，盡可能選擇力學性能好的土料。

⑷排水濾水構件

為了保證土體穩定，必須控制土壤含水量。施工中通過埋設濾水管網和鋪設濾水粒料，及時排除加筋體內積水或滲水。

2、施工方法

加筋土工程施工一般包括：基坑開挖、基底處理、基礎澆注、構件準備、面板安裝、筋帶布設、填料攤鋪及壓實、封閉壓頂、附屬構件安裝等。⑴基礎施工

加筋土擋土墻的基底處理措施同其他擋土墻一樣，一般是鋼筋混凝土條基，它的作用不僅要承受荷載，而且是作為加筋土擋土墻面板施工的起點和控制點，所以頂面要水平整齊。

2、控制放線

加筋土擋土墻墻面垂直，平面上隨現場條件做成直線或曲線。第一層面板安裝準備后，每層只需用垂線控制即可。

擋土墻的另一個控制內容是面板的接縫線條。擋土墻的美觀主要體現在線條上，要求平順整齊，接縫大小一致，每層面板安裝前都應準確放出每塊面板的位置，精確對線。

3、施工技術要點 ⑴面板施工要點

①面板安裝以外緣定線。高程、位置和接縫都以外緣為測量點。②為防止相鄰面板錯位，可采用螺栓夾木或斜撐固定。

③相鄰段面板的沉降縫施工應明顯錯開，以保證沉降縫順直、等寬和貫通。施工縫與沉降縫宜設在一起，且填縫料應在后一段施工前放入。⑵筋帶鋪設施工要點

①筋帶鋪設應與面板的安裝同步，進行鋪設的底料應平整密實。②筋帶不得彎曲，接頭和防銹處理應符合標準規定。

③筋帶或面板間的鋼筋連接，可采用焊接、拉環連接或螺栓連接，且連接處應澆混凝土保護。

④筋帶應成扇形輻射狀鋪設在硬基上，不得與硬質棱角填料直接接觸。⑶填料施工要點 ①面板安裝、筋帶鋪設和埋地排水管完成到位并檢查驗收合格后用準備充足的合格填料進行填料施工。②運土機具不得在未覆蓋填料的筋帶上行駛，且要離面板1.5m以上。

③填料可用機械或手工攤鋪，攤鋪應厚度均勻，表面平整，并有不小于3%的向外傾斜橫坡。

④填料采用機械碾壓。禁止使用羊足碾，不得在填料上急轉彎和急剎車，以免破壞筋帶。碾壓前，應確定最佳含水量及碾壓標準，碾壓過程應隨時檢測填料 的含水量和密實度。⑷、其他工程施工要點

①加筋土的排水管、反濾層及沉降縫等設施應同時施工。排水設施施工中應注意水流通道，不得有礙水流或積水等。

②壓頂的目的是封固邊口，防止外界作用造成面板松動脫落。一般用C15混凝土現澆，厚度20～50cm。但加筋土擋土墻更注重外觀，所以壓頂應線條平整，與墻體一致。

③錯層施工應有明顯停頓，一層完工后，再進行第二層施工。錯臺護板的主要作用是防水。