Аэродромные покрытия

В периоды переувлажнения грунтов аэродромы с грунтовыми ВПП не в состоянии обеспечить безопасный взлет, посадку и руление ВС. Для обеспечения круглогодичной работы авиации на аэродромах устраиваются покрытия на ВПП, РД, МС и перронах. Конструкция покрытий должна быть экономичной и обеспечивать длительный срок службы.

Аэродромные покрытия, сохраняя прочность и ровность, должны без разрушения воспринимать нагрузки от самолетов, внутренние напряжения от колебания температур, тепловые и механические воздействия струй газов газотурбинных двигателей, а также усилия, возникающие в связи с неравномерными изменениями объема подстилающего грунта при образовании пучин, усадке и набухании. Кроме того, покрытия должны быть беспыльными, водонепроницаемыми, устойчивыми против пролитого топлива и масел, должны допускать возможность механизации работ при строительстве, ремонте, реконструкции и эксплуатации.

Аэродромные покрытия состоят из трех конструктивных слоев: собственно покрытие, искусственное основание и естественное грунтовое основание (рис.23). Собственно покрытие и искусственное основание могут состоять также из нескольких слоев.

Собственно покрытие – это верхний наиболее прочный и устойчивый слой, непосредственно воспринимающий нагрузки от колес ВС. Толщину покрытия назначают по расчету в зависимости от нагрузки ВС, прочности самого покрытия и основания.

Рис. 23. Конструктивные слои покрытий: 1 - собственно покрытие; 2 - искус­ственное основание; 3 - естествен­ное грунтовое основание

Искусственное основание предназначено для постепенного перехода от покрытия к грунтам естественного основания. Его устраивают из местных строительных, как правило, хорошо фильтрующих материалов: щебень, гравий, песчано-гравийная смесь, песок и иногда из грунтов обработанных вяжущим веществом (битум, цемент). Толщину назначают на основании расчетов, исходя из конструкции покрытия и местных климатических и гидрогеологических условий.

Под естественным грунтовым основанием понимают верхние спланированные и уплотненные слои грунта.

По характеру работы под нагрузкой аэродромные покрытия делят на жесткие и нежесткие. Жесткие покрытия устраиваются на аэродромах высших классов. Они, характеризуются способностью работать на изгиб и преобладанием упругих деформаций над остаточными, распределяют самолетную нагрузку на большую площадь естественного грунта основания. Ввиду преобладания упругих деформаций над остаточными жесткие покрытия меньше, чем другие чувствительны к повторным нагрузкам. К жестким покрытиям относятся бетонные, железобетонные и асфальтобетонные на бетонном основании.

Основными материалами для строительства жестких покрытий являются бетон и арматурная сталь. Бетон составляет основу жестких покрытий и от его свойства в значительной степени зависят свойства и качества жестких покрытий. Бетон приготовляется из тщательно подобранной и дозированной смеси цемента, щебня, песка и воды. Строительство бетонных и железобетонных покрытий ведется с помощью специальных машин и полностью механизировано.

Толщину бетонного покрытия получают по расчету на прочность. При большой расчетной толщине бетонное покрытие устраивают двухслойным или переходят на железобетонные покрытия.

Железобетонными называются бетонные покрытия с добавлением стальной арматуры для восприятия растягивающих напряжений, возникающих при изгибе плиты под влиянием самолетной нагрузки или изменения температуры. Армирование выполняется при помощи сварной сетки из стальных стержней.

Основным недостатком железобетонных покрытий является большой расход дефицитного металла. Уйти от этого недостатка при сохранении положительных качеств железо-бетонных покрытий привело к созданию армобетонных покрытий.

Армобетонные покрытия – слабоармированные бетонные покрытия с меньшим расходом металла. Растягивающие напряжения в этих покрытиях воспринимаются совместно бетоном и арматурой.

Нежесткие покрытия распространены на аэродромах низших классов. Они плохо сопротивляются изгибу и работают в основном на сжатие. Материал нежестких покрытий обладает малой прочностью и значительно деформируется под нагрузкой Вследствие этого давление от колес самолета они передают на значительно меньшую, чем жесткие покрытия, площадь основания. Грунтовое основание испытывает большие напряжения. В периоды сезонных распутиц, когда снижается прочность грунтового основания, в покрытии возникают остаточные деформации. Нежесткие покрытия чувствительны к повторным нагрузкам, в них накапливаются деформации сжатия, от которых они разрушаются.

Нежесткие покрытия представляют собой многослойные кон­струкции из каменных материалов и местных грунтов с обра­боткой их вяжущими материалами. Материалы располагают по убывающей сверху вниз прочности. Для устройства нежестких покрытий применяется большое количество материалов, которые делятся на две группы — инертные и вяжущие. К группе инертных материалов относятся каменные материалы горных пород (щебень, гравий), отходы металлургической и горнорудной промышленности (шлаки) и естественные грунты. Вяжу­щие материалы служат для связывания инертных материалов в единый монолит. Они подразделяются на органические (неф­тяные и сланцевые битумы, каменноугольные дегти) и неорга­нические (цементы и известь).

Щебеночные покрытия устраиваются из каменного материала твердых пород, обработанного в верхнем слое орга­ническими вяжущими материалами, увеличивающего прочность покрытия и снижающего его водопроницаемость. На поверхности устраивается защитный слой способом поверхност­ной обработки (битумно-каменный коврик толщиной 5—15 мм).

Асфальтобетонные покрытия являются нежесткими капитальными аэродромными покрытиями и применяются на аэродромах высших классов. Асфальтобетоном называется рационально подобранная смесь из щебня и песка, связанных между собой асфальтовым вяжущим веществом, которое образуется при смешении битума и тонкого минерального порошка. Асфальтобетон приготовляется в горячем состоянии в специальных смесительных машинах на асфальтобетонных заводах. Покрытия асфальтобетона устраиваются в один или два, иногда три слоя. Основания для асфальтобетонных покрытий устраивается из щебня и гравия, обработанных или необработанных вяжущими.

Основными преимуществами асфальтобетонных покрытий являются: большая пластичность и ровность по сравнению с цементобетонными покрытиями; быстрый срок формирования и возможность полной механизации укладки; малая водопроницаемость ввиду отсутствия швов; возможность использования для усиления существующих покрытий. Наряду с этим асфальтобетонные покрытия имеют и недостатки: малую стойкость против воздействия пролитых топлив и масел, недостаточную теплоустойчивость и потребность в мощных основаниях.

Рис.24.Примеры устройства щебеночных покрытий: Рис.25.Пример устройства асфальтобе-

1 - поверхностная обработка; 2 - щебень, тонных покрытий: 1- слой асфальтобе-

обработанный битумом; 3 - щебень; 4 - песок;тона; 2 - щебень, обработанный биту-

5 - грунтогравий; 6 – естественное основание. мом; 3 - грунтогравий; 4 - грунт, обра-

танный битумом; 5 - гравийная смесь,

обработанная битумом; 6 - естественное

основание.

1.9. Техническая эксплуатация аэродромов: