機場跑道剛性鋪面抗滑值與胎屑清除之研究—以臺灣桃園國際機場為例

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研究生：	林釗傑 Jhao-jie Lin
論文名稱：	機場跑道剛性鋪面抗滑值與胎屑清除之研究—以臺灣桃園國際機場為例 Study in anti-sliding value of the rigid pavement runway toscrapes of tire removal.- The subject is runway in Taiwan Taoyuan Airport –
指導教授：	林志棟 Jyh-Dong Lin
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系在職專班 Executive Master of Civil Engineering
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	118
中文關鍵詞：	抗滑值、抗滑值檢測、清除胎屑、高壓水刀清除胎屑
外文關鍵詞：	anti-sliding value, anti-sliding value detection, scrapes of tire removal, high pressure water jet remove tire crumbs
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機場跑道工程之全生命週期（含工程規劃、設計、施工，及完工
後維護及營運）而跑道胎屑清除工作，係屬該工程生命週期中維護項目的重要環節，航空器橡膠質輪胎於機場跑道起飛、降落過程劇烈加速與煞、停動作，必定會產生胎屑附著於跑道鋪面上，當胎屑累積至一定數量時，即影響及降低跑道的抗滑（摩擦）值，過低的跑道抗滑值對飛航安全必造成嚴重的影響，所以跑道清除胎屑與保持適當的抗滑值，就成為維護飛航安全不可忽視之重要的問題。
本研究由『跑道抗滑能力檢測』、『水滑現象產生原因』、『影
響鋪面抗滑性質的因素』、『濕滑跑道之操作問題』、『抗滑檢測相關規範』、『機場胎屑清除方法』、『民用航空局胎屑清除施工技術』等，至蒐集機場跑道抗滑值檢測技術『鋪面抗滑檢測儀器介紹』、『本研究實驗儀器』、『機場檢測作業實務』、『飛航指南跑道摩擦係數檢測』等，並以臺灣桃園機場胎屑清除維護工作（含介紹該機場兩種主要清除胎屑工法：高壓水刀+化學藥劑清除胎屑法及高速粒子衝擊清除胎屑法）為例，介紹其施工依據、契約條文、胎屑清除申請程序，並再介紹改良後之新式高壓水刀清除胎屑工法，及上述三種清除胎屑工法做成效分析與比較，最後提出結論與建議。

It’s really an important part of the maintenance to remove scrapes of tire
on the airport runway, thought the full life cycle of engineer including
planning, design, construction, maintenance, and operation .As we know ,
there will be quantities rubber scrapes of tires on the runway while taking
off and touching down during the fierce acceleration or braked to a stop
that would certainly lead to scrapes of tire attached on the runway
pavement . When the tire crumbs be accumulated to a quantities, it will
identify affect and reduce the anti-sliding (friction ) values on runway .
Low anti-sliding value of the runway will seriously affect flight safety. It is
so importance in protecting flight safety that clear the scrapes of tire and
maintain proper anti-sliding value should not be neglected.
First ,this study introduce how the scrapes of tire on the runway be
occurred ,then will be the literature review ( including fresh-water slip
phenomenon causes , the factors in which affect the pavement sliding , the
operational problems of wet runway ,detection standard related to
anti-sliding specification ,Airport scrapes of tire removal method ,and Civil
Aviation Authority tire crumbs removal maintenance technology as
well).Moreover ,we devoted to the collection job in the anti-sliding
detection techniques( including introduction of pavement anti-skiing testing
equipments, experimental instruments in this study, reality process in
airport inspection ,"Flight Guide" Runway friction effects detection , etc.).

目錄
摘要.............................................. I
Abstract.......................................... II
第一章緒論........................................ 1
1-1 研究背景...................................... 1
1-2 研究動機 ..................................... 1
1-3 研究方法...................................... 2
第二章文獻回顧.................................... 5
2-1 水滑現象產生原因................................................ 5
2-2 影響鋪面抗滑性質的因素................................................ 7
2-2-1 鋪面材料因素................................................ 7
2-2-2 運具因素............................................... 10
2-2-3 環境因素............................................... 11
2-3 抗滑檢測相關規範............................................... 12
2-3-1 FAA 檢測作業規範............................................... 12
2-3-2 ICAO 建議抗滑檢測作業規範............................................... 16
2-4 機場胎屑清除方法............................................... 18
2-4-1 FAA建議機場胎屑清除法............................................... 18
2-4-2 國內機場胎屑清除法............................................... 19
2-5 民用航空局胎屑清除施工技術............................................... 20
2-6 舖面紋理探討............................................... 21
2-6-1 鋪面紋理檢測技術探討 .............................................. 21
2-6-2 微觀紋理研究方法 .............................................. 22
2-7 『飛航指南』之跑道摩擦係數檢測............................................... 25
第三章 機場剛性鋪面抗滑值檢測及方法............................................... 30
3-1 舖面抗滑檢測儀器介紹............................................... 30
3-1-1 鎖輪式............................................... 30
3-1-2 滑溜式............................................... 32
3-1-3 偏搖式............................................... 34
3-1-4 英式擺錘法............................................... 36
3-1-5 動態摩擦測試儀............................................... 37
3-2 本研究實驗儀器............................................... 39
3-2-1 檢測儀Runway Friction tester6875....................................... 39
3-2-2 檢測步驟............................................... 41
3-2-3 精密度與重現性............................................... 42
3-3 機場檢測作業實務............................................... 43
3-4 抗滑檢測儀重現性檢定調查............................................... 47
第四章 桃園機場跑道現行胎屑清除工法等介紹............................................... 50
4-1 桃園國際機場跑道胎屑清除工程特定條款（節錄）............................................. 51
4-2 跑道胎屑清除現況及申請程序............................................... 54
4-3 高壓水刀+化學藥劑胎屑清除法介紹............................................... 55
4-4 高速粒子衝擊胎屑清除法介紹............................................... 58
4-4-1 高速粒子衝擊法使用時機............................................... 58
4-4-2 選用施工機具............................................... 59
4-4-3 高速粒子衝擊法施工探討............................................... 60
4-5 高壓水刀清除胎屑工法介紹............................................... 62
4-5-1 高壓水刀清除胎屑能力分析 .............................................. 62
4-5-2 新式高壓水刀清除胎屑工法介紹............................................... 62
第五章 機場跑道胎屑清除工法成效分析與比較............................................... 71
5-1 桃園機場現行胎屑清除工法統計、成效分析............................................... 71
5-1-1 跑道部分降落區抗滑值統計分析............................................... 71
5-1-2 桃園機場跑道降落區抗滑值統計分析............................................... 77
5-2 桃園機場跑道微觀紋理檢測資料分析............................................... 85
5-2-1 現地量測與資料分析............................................... 85
5-2-2 紋理資料數據分析 .............................................. 86
5-3 新式高壓水刀清除胎屑工法統計、成效分析................................................88
5-4 現行清除胎屑工法新式高壓水刀清除胎屑工法成效分析比較................................................90
第六章 結論與建議................................................92
6-1 結論..........................................92
6-2 建議..........................................93
參考文獻..........................................94
附錄..............................................98
附錄一九十七年度桃園國際機場跑道胎屑清除工程特定條款................................................98
表目錄
表2-1 鋪面表面紋理之描述方式 ............................................... 8
表2-2 FAA機場跑道鋪面抗滑值門檻標準 .............................................. 14
表2-3 FAA建議跑道抗滑檢測頻率 .............................................. 15
表2-4 FAA建議之胎屑清除頻率 .............................................. 16
表2-5 ICAO建議抗滑檢測及鋪面胎屑清除頻率 .............................................. 17
表2-6 目視跑道抗滑檢測評估作業準則 .............................................. 18
表2-7 不同鋪面紋理量測方法之比較 .............................................. 21
表2-8 不同鋪面紋理量測方法之比較（續） .......................................... 22
表2-9 跑道摩擦係數評估標準01............................................... 27
表2-10 跑道摩擦係數評估標準02............................................... 28
表2-11 跑道摩擦係數評估標準03............................................... 28
表3-1 鋪面抗滑能力量測方式 .............................................. 39
表3-2 跑道抗滑檢測報告表 .............................................. 46
表3-3 Runway Friction Tester重現性檢定抽樣結果 .............................................. 48
表3-4 Runway Friction Tester重現性檢定抽樣結果（續） .......................................... 49
表3-5 RFT重現性檢定結果 .............................................. 49
表4-1 本研究機場檢測範圍基本資料 .............................................. 50
表5-1 05 跑道左側以高速粒子衝擊法清除胎屑前後抗滑值量測數據表 .............................................. 71
表5-2 05 跑道左側以高速粒子衝擊法清除胎屑前後抗滑值量測數據表（續）......................................... 72
表5-3 高速粒子衝擊法清除胎屑之平均值、標準差、變異係數表............................................... 74
表5-4 05 跑道左側以高壓水刀+化學藥劑法清除胎屑前後抗滑值量測數據表 ........................................ 75
表5-5 05 跑道左側以高壓水刀+化學藥劑法清除胎屑前後抗滑值量測數據表（續）
................................................. 76
表5-6 高壓水刀+化學藥劑法清除胎屑之平均值、標準差、變異係數表 .............................................. 77
表5-7 桃園機場05/23 跑道以高速粒子衝擊法清除胎屑前抗滑值............................................... 78
表5-8 桃園機場05/23 跑道以高速粒子衝擊法清除胎屑後抗滑值............................................... 78
表5-9 桃園機場05/23 跑道以高速粒子衝擊法清除胎屑後抗滑值（續） .......................................... 79
表5-10 高速粒子衝擊法清除胎屑之平均值、標準差、變異係數表............................................... 80
表5-11 96~~98 年桃園機場北跑道降落區抗滑值表 .............................................. 80
表5-12 96~~98 年桃園機場北跑道降落區抗滑值表（續） .......................................... 81
表5-13 96~98 年05/23 跑道降落區抗滑值之平均值、標準差、變異係數表 .......................................... 82
表5-14 96~~98 年桃園機場南跑道降落區抗滑值表 .............................................. 83
表5-15 96~~98 年桃園機場南跑道降落區抗滑值表（續） .......................................... 84
表5-16 96~98 年06/24 跑道降落區抗滑值之平均值、標準差、變異係數表 .......................................... 85
表5-17 未清洗機場跑道各板塊MAPD值 .............................................. 86
表5-18 清洗後機場跑道各板塊MAPD值 .............................................. 87
表5-19 06/24 跑道微觀紋理檢測胎屑清除前後之平均值、標準差、變異係數表
................................................. 88
表5-20 新式與傳統高壓水刀清除跑道胎屑抗滑值變化表 .............................................. 89
表5-21 新式高壓水刀工法胎屑清除前後之平均值、標準差、變異係數表 ............................................ 90
表5-22 現行清除胎屑工法新式高壓水刀清除胎屑工法成效分析比較表............................................... 90
表5-23 現行清除胎屑工法新式高壓水刀清除胎屑工法成效分析比較表（續）......................................... 91
圖目錄
圖1-1 Runway Friction Tester工作型卡車 ............................................... 2
圖1-2 研究方法流程圖 ............................................... 3
圖1-3 研究方法流程圖（續） ........................................... 4
圖2-1 三種主要水滑型式 ............................................... 6
圖2-2 HDSTM系統架構圖 .............................................. 23
圖2-3 HDSTM量測示意圖 .............................................. 23
圖2-4 試體區分成八個節塊之示意圖 .............................................. 24
圖2-5 HDCTM量測情形 .............................................. 24
圖2-6 MAPD紋理參數示意圖 .............................................. 25
圖3-1 鎖輪式抗滑檢測儀噴嘴構造 .............................................. 31
圖3-2 鎖輪式之單測試輪拖車式抗滑量測儀 .............................................. 31
圖3-3 鎖輪式之雙測試輪拖車式抗滑量測儀 .............................................. 32
圖3-4 滑動率與摩擦係數間關係圖 .............................................. 33
圖3-5 滑動式抗滑量測儀 .............................................. 33
圖3-6 Mu-meter抗滑檢測儀 .............................................. 34
圖3-7 Mu-meter抗滑檢測儀 .............................................. 35
圖3-8 以汽車裝置測試輪的偏搖式量測車 .............................................. 35
圖3-9 曳引車拖行測試輪拖車之偏搖式量測車 .............................................. 36
圖3-10 英式擺錘儀 .............................................. 37
圖3-11 動態摩擦測試儀 .............................................. 38
圖3-12 動態摩擦測試儀 .............................................. 38
圖3-13 Runway Friction Tester6875 檢測儀（正、背面） ............................................ 40
圖3-14 Runway Friction Tester6875 檢測儀（側面） ............................................ 40
圖3-15 不同抗滑檢測儀其抗滑值間相對關係圖 .............................................. 44
圖3-16 Runway Friction Tester重現性檢定路線 .............................................. 48
圖4-1 桃園機場平面圖 .............................................. 50
圖4-2 高壓水刀輸出壓力在8200psi以下 .............................................. 56
圖4-3 高壓水刀施工情形 .............................................. 56
圖4-4 6.5 噸水車清洗跑道 .............................................. 57
圖4-5 高壓水刀推車（下部） ............................................ 57
圖4-6 高壓水刀推車（噴水時之情況） ............................................ 58
圖4-7 高速粒子衝擊機 .............................................. 59
圖4-8 高速粒子衝擊法施工情形 .............................................. 60
圖4-9 高速粒子衝擊法有效去除鋪面胎屑 .............................................. 61
圖4-10 高速粒子衝擊法去除風化之混凝土鋪面 .............................................. 61
圖4-11 高速粒子衝擊法完成跑道胎屑清除 .............................................. 62
圖4-12 新式高壓力水刀胎屑清除設備(一) ............................................ 65
圖4-13 新式高壓力水刀胎屑清除設備(二) ............................................ 65
圖4-14 新式高壓力水刀胎屑清除設備將所清除之胎屑集中儲存 .............................................. 66
圖4-15 新式高壓力水刀胎屑清除設備在清除舖面上之標線 .............................................. 66
圖4-16 新式高壓力水刀胎屑清除設備在施工時無須保護跑道燈具 .............................................. 67
圖4-17 新式高壓力水刀胎屑清除設備在施工時無須保護版塊伸縮縫 .............................................. 67
圖4-18 新式高壓力水刀胎屑清除設備（左：施工後，右：施工前） ............................................ 68
圖4-19 新式高壓力水刀胎屑清除設備（三） .......................................... 68
圖4-20 新式高壓力水刀胎屑清除設備（四） .......................................... 69
圖4-21 新式高壓力水刀胎屑清除設備（五） .......................................... 69
圖4-22 新式高壓力水刀胎屑清除設備施工中 .............................................. 70
圖4-23 新式高壓力水刀胎屑清除設備施工中 .............................................. 70
圖5-1 統計分析數值常態分配圖 .............................................. 73
圖5-2 高速粒子衝擊法清除胎屑前抗滑值變化圖 .............................................. 74
圖5-3 高速粒子衝擊法清除胎屑後抗滑值變化圖 .............................................. 74
圖5-4 高壓水刀+化學藥劑法清除胎屑前抗滑值變化圖 .............................................. 76
圖5-5 高壓水刀+化學藥劑法清除胎屑後抗滑值變化圖 .............................................. 77
圖5-6 高速粒子衝擊法清除胎屑前抗滑值變化圖 .............................................. 79
圖5-7 高速粒子衝擊法清除胎屑後抗滑值變化圖 .............................................. 79
圖5-8 96~98 年05 跑道降落區抗滑值變化圖 .............................................. 82
圖5-9 96~98 年23 跑道降落區抗滑值變化圖 .............................................. 82
圖5-10 96~98 年06 跑道降落區抗滑值變化圖 .............................................. 84
圖5-11 96~98 年24 跑道降落區抗滑值變化圖 .............................................. 85
圖5-12 未清洗跑道紋理值............................................... 87
圖5-13 清洗跑道後紋理值............................................... 87
圖5-14 跑道紋理值比較圖............................................... 88
圖5-15 新式高壓水刀清除胎屑工法施作前抗滑值變化圖 .............................................. 89
圖5-16 新式高壓水刀清除胎屑工法施作後抗滑值變化圖 .............................................. 89

                                

﹝1﹞李世大，『跑道抗滑係數檢測及分析之研究－以臺灣桃園國際機場為例』，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，民國96年6
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