112

Введение

Грунтовые летные поля не обеспечивают постоянную пригодность аэродромов к работе авиации из-за потери грунтами несущей способности при переувлажнении. Улучшение поверхностного стока, устройство водоотводных систем, создание дернового покрова могут только сократить периоды непригодности аэродрома. Поэтому на аэродромах устраиваются взлетно-посадочные полосы, рулежные дорожки и места стоянки с искусственными покрытиями, обеспечивающими круглогодовую эксплуатацию аэродромов.

Аэродромное покрытие (покрытие) — верхний несущий слой (слои многослойной конструкции), непосредственно воспринимающий нагрузки и воздействие от самолетов (вертолетов), эксплуатационной техники и природных факторов.

В связи с большой стоимостью и трудоемкостью строительства и эксплуатации искусственных покрытий для каждого конкретного аэродрома производится обоснование площадей покрытий и их горизонтальная планировка, а также конструкция и толщина покрытия исходя из расчетного типа самолетов и особенностей эксплуатации.

Основная часть

Вопрос № 1. Классификация искусственных аэродромных покрытий и требования, определяющие их эксплуатационную пригодность.

Поверхность покрытия должна иметь нормативные уклоны и кривизну, быть ровной, но достаточно шероховатой для хорошего сцепления с пневматиками.

Конструкция покрытия зависит от многих факторов, из которых важнейшими являются характер базирования расчетного типа самолета, гидрогеология участка, климатические условия района, наличие и вид местных материалов, выделяемые эксплуатационные материалы.

Толщина покрытия и его конструктивных слоев определяется расчетом исходя из полетного веса самолета, конструкции его шасси, гидрогеологических и климатических особенностей участка.

Покрытие должно обеспечить удобную и безопасную работу и быть устойчивым к действию многочисленных факторов, вызывающих его старение, деформацию, потерю несущей способности и разрушение.

Эти факторы подразделяются на эксплуатационные и природные.

Эксплуатационные факторы:

— действие статических и динамических сил, передаваемых на покрытия через пневматики колес самолета; расчетный тип самолета характеризуют максимальный полетный вес и его распределение на пневматики, внутреннее давление в пневматиках; статическое действие наиболее значительно сказывается на стоянках, из-за чего, например, на местах стоянки не рекомендуются покрытия, деформирующиеся при длительном приложении вертикальной нагрузки; динамические действия самолетов на покрытия возникают при рулении, достигая наибольших значений для скоростей до 30 км/ч; особые условия создаются на местах поворота самолетов, где большая часть веса может передаться на одну из главных опор шасси; динамические вертикальные действия могут возникнуть даже при опробовании двигателей на стоянках самолетов; покрытия на концевых участках взлетно-посадочной полосы, кроме того, претерпевают удары пневматиков приземляющихся самолетов; соударение при нормальной посадке проходит в очень короткие сроки, что не позволяет деформациям и напряжениям распространиться на всю толщину покрытия; в связи с этим действие вертикальных составляющих при посадке обычно меньше воздействия от рулящих самолетов; поэтому на участках приземления большее значение придается усилиям от колес, касательным к поверхностям покрытия;

— действия вихревых потоков от винтов и струй отходящих газов реактивных двигателей; скорость газов, выходящих из реактивных двигателей, может достигать 600 м/сек; направление этих струй чаще всего параллельно поверхности, но при низко расположенных двигателях их действие может существенно сказаться на покрытиях; особое влияние на покрытие оказывают вертикальные вихревые потоки от винтов вертолетов, а также газы реактивных двигателей на участках отрыва самолетов от взлетно-посадочной полосы; по этим причинам покрытия должны обладать достаточной связностью, предупреждающей выбивание отдельных частиц, которые могут повредить самолеты и вертолеты; попадание таких частиц в низко расположенные всасывающие (воздухозаборные) отверстия реактивных двигателей может вызвать их повреждение и аварию; вместе с тем отходящие струи реактивных двигателей обладают высокой температурой; это может привести к сильному нагреву покрытия при длительной работе этих двигателей на одном месте; поэтому необходимо обеспечить достаточную теплоустойчивость покрытий на участках опробования двигателей и длительной их работы; на местах стоянки, стартовых участках взлетно-посадочных полос, технических позициях подготовки самолетов;

— действие горючего и смазочных материалов, которые могут снизить прочность, разрушить некоторые материалы, входящие в покрытия, это требует на отдельных участках устройства покрытий, стойких к действию горючего и смазочных материалов;

— действие машин и механизмов, обслуживающих аэродром.

К природным факторам, действующим на покрытия, относятся солнечная радиация, неравномерный нагрев или остывание покрытий по толщине, изменения температуры в суточном и сезонном циклах, попеременное замерзание и оттаивание, повышенная влажность и атмосферные осадки, пучинистые явления и неравномерные осадки подстилающих грунтов, биологические действия растений и т.д.

Эти факторы вызывают дополнительные собственные напряжения в слоях покрытий, разрушение и старение отдельных материалов этих слоев.

Для обеспечения необходимой долговечности покрытий материалы их слоев должны обладать химической и физической устойчивостью, сравнительно небольшими значениями коэффициентов температурных деформаций. В целом конструкция покрытий должна обладать, возможно, большей водонепроницаемостью, а их теплоизолирующие свойства и расположение слоев должны предупреждать накапливание влаги и пучинистые явления.

Вместе с тем разный характер эксплуатационного воздействия самолетов на участки покрытия, частота повторений статических и динамических нагрузок позволяют для обеспечения одинаковой долговечности покрытия аэродрома принять разные конструкции или толщины слоев для разных участков покрытий. Это приводит к устройству на аэродромах, так называемых разнопрочных покрытий. Например, более прочными должны быть покрытия по концам взлетно-посадочных полос и на рулежных дорожках. Для середины взлетно-посадочной полосы, где самолеты перемещаются на высоких скоростях, толщина покрытия и его несущая способность могут быть снижены. Возможно также уменьшение толщины по боковым сторонам покрытий, так как наибольшая повторяемость проходов самолетов наблюдается по средней половине или 1/3 ширины покрытия взлетно-посадочной полосы. Соответственно могут быть выбраны и рассчитаны покрытия для мест стоянки, площадок технического обслуживания с учетом особенностей эксплуатации каждого участка покрытия.

В покрытиях различают следующие конструктивные слои (см. рис.3.1):

Рис. 3.1. Конструктивные слои покрытий

— собственно покрытие 1 — основной несущий слой, непосредственно воспринимающий нагрузки и распределяющий их на нижележащие слои;

— искусственное основание 2 — прочный несущий слой, предназначенный для восприятия нагрузки, передаваемой на него покрытием и перераспределения ее на большую площадь подстилающих грунтов;

— грунтовое основание, или подстилающий грунт 3 — верхний слой местного или привозного грунта, тщательно спланированный и уплотненный; верхняя часть грунтового основания должна иметь повышенную плотность; степень уплотнения грунта должна быть тем больше, чем больше расчетная нагрузка и жесткость покрытия.

Собственно покрытие искусственное основание могут состоять из нескольких слоев. При водопроницаемости, недостаточной износоустойчивости и шероховатости поверх покрытия может предусматриваться тонкий защитный слой, или слой износа.

Название покрытия устанавливается по материалу, используемому для слоя собственно покрытия.

Толщина покрытий и их отдельных конструктивных слоев определяется исходя из характеристик самолета, местных условий и назначения участка покрытия.

Руководствуясь опытом строительства и эксплуатации, обычно для конкретного аэродрома назначают возможные варианты конструкции покрытий при максимальном использовании местных материалов (в том числе местных грунтов) и минимальной трудоемкости строительных процессов.

Аэродромные покрытия могут быть жесткого и нежесткого типа.

К жестким покрытиям относятся: монолитные цементобетонные (неармированные, армобетонные и железобетонные), сборные из предварительно напряженных железобетонных плит и асфальтобетонные на цементном основании.

К нежестким относятся покрытия: асфальтобетонные на нежестких основаниях из прочных каменных материалов подобранного состава, обработанных органическими вяжущими материалами, из щебеночных и гравийных материалов, грунтов и местных материалов, обработанных минеральными или органическими вяжущими материалами.

Жесткие покрытия характеризуются высокой прочностью на изгиб. Сравнительно тонкие плиты, на которые делятся эти покрытия, незначительно деформируются (прогибаются) под самолетной нагрузкой. Равномерный характер распределения нагрузки при этом таков, что относительная деформация оснований составляет (1-5)×10^-4. При жестких покрытиях грунтовые основания работают в условиях, близких к работе упругих тел, и имеют расчетные модули деформации порядка 1000-5000 кг/см².

Нежесткие покрытия при сравнительно малой прочности на изгиб упруго деформируются под нагрузкой, образуя так называемую чашу прогиба. При небольших прогибах эти деформации после снятия нагрузки полностью устраняются за счет общей упругости всех слоев. При возрастании прогибов выше расчетных в покрытии начинаются внутренние сдвиги, из-за чего при снятии нагрузки прогиб частично сохраняется. Дальнейшее увеличение нагрузки может привести к пролому покрытия с образованием валика выпирания за чашей прогиба.

Распределение нагрузки этими покрытиями на грунтовое основание недостаточно равномерно (сравнительно с жесткими); расчетные модули деформации в этих условиях находятся в пределах 100-250 кг/см² для связных грунтов.

По характеру работы под нагрузками к нежестким покрытиям отнесены также сборные металлические покрытия, расчет оснований которых ведется аналогично расчету для нежестких покрытий.

По степени совершенства и срокам службы аэродромные покрытия подразделяются на капитальные (покрытия жесткого типа и асфальтобетонные), облегченные (нежесткие покрытия, кроме асфальтобетонных) и упрощенные (из материалов, не обработанных вяжущими материалами).

Для полевых аэродромов, в частности, характерны нежесткие покрытия временных типов из одного-двух слоев. Искусственные основания в таких конструкциях могут отсутствовать. На постоянных аэродромах сооружаются многослойные покрытия повышенной прочности, в том числе жесткие, рассчитанные на длительное базирование авиации, простоту и надежность в эксплуатации. Искусственные основания в таких покрытиях могут отсутствовать только при особо благоприятных грунтово-гидрологических и климатических условиях.

С увеличением расчетных нагрузок или при потере покрытием несущей способности практикуется постепенное наращивание или усиление покрытий.

Аэродромные покрытия считают пригодными к эксплуатации, если они удовлетворяют нормативным требованиям по несущей способности, техническому состоянию (ровности и уровню дефектов) и фрикционным свойствам поверхности.

Пригодность покрытий по несущей способности к эксплуатации заданным типом воздушного судна устанавливают сравнением классификационных чисел воздушных судов ACN и несущей способности покрытий PCN при одной и той же прочности грунтового основания. Классификационные числа АСN являются характеристиками воздушных судов и указаны в их технических описаниях.

Значения классификационных чисел PCN покрытия конкретного аэродрома определяют заранее с учетом конструкции и состояния покрытия и искусственного основания, вида и прочности грунтового основания по сезонам года и заносят в формуляр аэродрома. Эти значения периодически уточняют с изменением состояния покрытия после проведения ремонта и реконструкции покрытий.

Покрытие можно эксплуатировать без ограничений, если информационные показатели (эквивалентная одноколесная нагрузка и код давления) числа АСN не превышают соответствующих информационных показателей числа PCN. Если эти условия не выполняются, необходимо вводить ограничения массы воздушных судов, давления в шинах авиаколес, уменьшить интенсивность взлетов и посадок. Оценки возможностей покрытий по базированию конкретных самолетов, а также расчетные данные основных типов военных самолетов и самолетов других ведомств приведены в Методике определения классификационных чисел воздушных судов и жестких покрытий аэродромов авиации Вооруженных Сил [4].

(3.1)

где	классификационное число воздушного судна;
	классификационное число покрытия.

Ровность поверхности покрытий оценивают величиной уступов между смежными плитами и у трещин для жестких покрытий, глубиной колеи, волн и сдвигов — для нежестких покрытий, а также разностью продольных уклонов на заданной базе для всех типов покрытий. Поверхность покрытий по ровности пригодна для эксплуатации, если контролируемые показатели по величине не превышают предельных значений.

Пригодность покрытий по уровню дефектов оценивают на основе анализа характера и количества дефектов по сравнению с предельно допустимыми.

Пригодность покрытий по фрикционным свойствам поверхности оценивают по условиям торможения и определяют по Методике определения фрикционных свойств поверхности покрытия.

Вывод: аэродромные покрытия могут быть жесткого и нежесткого типа. К жестким относятся покрытия: монолитные цементобетонные (неармированные, армобетонные и железобетонные), сборные из предварительно напряженных плит и асфальтобетонные на цементном основании. К нежестким относятся покрытия: асфальтобетонные на нежестких основаниях, из прочных каменных материалов подобранного состава, обработанных органическими вяжущими материалами, из щебеночных и гравийных материалов, грунтов и местных материалов, обработанных минеральными и органическими вяжущими материалами.

По степени совершенства и срокам службы аэродромные покрытия подразделяются на капитальные (покрытия жесткого типа и асфальтобетонные), облегченные (нежесткие покрытия, кроме асфальтобетонных) и упрощенные (из материалов, не обработанных вяжущими веществами).

Аэродромные покрытия считают пригодными к эксплуатации, если они удовлетворяют нормативным требованиям по несущей способности, техническому состоянию (ровности и уровню дефектов) и фрикционным свойствам поверхности.

Пригодность покрытий к эксплуатации устанавливают по их состоянию с учетом конструкции.

Вопрос № 2. Устройство основных типов искусственных покрытий, оценка их эксплуатационной пригодности

Подвопрос № 2.1. Нежесткие покрытия

Нежесткие покрытия наиболее часто используются для полевых аэродромов. Для их устройства в значительной степени используются местные строительные материалы — грунтовые и камневидные, а также готовые элементы или детали покрытий, например металлические плиты.

Нежесткие покрытия в зависимости от материала, использованного для их устройства, классифицируются так:

• из грунтов, укрепленных добавками или вяжущими материалами;

• из камневидных материалов с обработкой вяжущими;

• металлические сборно-разборные, укладываемые на грунтовое или искусственное основание.

Применяются следующие виды покрытий из укрепленных грунтов:

• из оптимальных минеральных смесей — грунтовых и грунтокаменных (в том числе грунтощебеночные, грунтошлаковые, грунтогравийные);

• из грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими (цементами и известью);

• из грунтов, укрепленных органическими вяжущими (битумами, дегтями, высоковязкой нефтью, смолой и т. д.), или так называемые черные грунтовые покрытия;

• из грунтов, укрепленных синтетическими смолами (в том числе фурфуроланилиновыми, карбамидными и другими смолами).

Эти покрытия, как правило, устраиваются однослойными и не имеют искусственных оснований.

Покрытия из камневидных материалов используются на аэродромах с обработкой черными (органическими) вяжущими. Без обработки вяжущими конструктивные слои из камневидных материалов используются в основаниях под более прочные типы покрытий. В основаниях этих покрытий также используются конструктивные слои из укрепленных грунтов.

Металлические покрытия различаются по типам плит или других сборных элементов. В основаниях металлических покрытий в основном применяются конструктивные слои из грунтов укрепленных камневидными добавками или органическими вяжущими.

Покрытия из грунтов, укрепленных минеральными добавками

Под укреплением понимают одно или целый комплекс мероприятий по приданию грунтам повышенной устойчивости к внешним нагрузкам, в том числе в условиях переувлажнения.

Одним из таких способов укрепления грунтов является уплотнение. Укрепленные этим способом грунты используются на улучшенных грунтовых полосах (УГП) и в основаниях искусственных покрытий. Однако этот способ укрепления не полностью предупреждает размокание грунтов и потерю ими несущей способности, особенно в периоды распутицы. В связи с этим осуществляют изменение внутренней структуры грунтов, предупреждая или уменьшая действие воды.

Наличие в грунтах камневидных включений (более 2 мм) в значительной степени увеличивает несущую способность и уменьшает их размокание. По мере увеличения количества этих включений они начинают приобретать решающее значение для свойств грунтов. При определенных пропорциях каменные частицы образуют как бы опорный скелет, поровое пространство в котором последовательно заполнено более мелкими фракциями, включая глинистую. Полученные материалы этих составов имеют высокую плотность и называются оптимальными грунтокаменными смесями (грунтогравийными, грунтощебеночными или грунтошлаковыми).

Покрытия из минеральных смесей чаще устраиваются однослойными (см. рис.3.2).

Рис.3.2. Конструкции покрытий из оптимальных минеральных смесей:

а – однослойные; б – двухслойные при h_p  12 см и h  8 см

При расчетной толщине h_p покрытий более 12 см устраиваются конструкции покрытий из двух и более слоев. Верхний слой h должен быть не менее 8 см. В нижний слой допустимо использование добавки из менее прочных каменных пород.

Грунтокаменные смеси также используются в основаниях под более прочные виды покрытий и для укрепления органическими вяжущими веществами.

Покрытия из грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими материалами

Основным неорганическим вяжущим, используемым для укрепления грунтов, является цемент.

Грунты, укрепленные цементами, носят название грунтоцементов. Укрепление ведется смешением измельченного грунта с цементом при определенном количестве воды и обязательном уплотнении после смешения. В результате реакции гидролиза и гидратации цемент сращивается с грунтовыми частицами, образуя жесткие связи и камневидный каркас нового материала. На аэродромах грунтоцементы используют:

— для устройства временных покрытий под нагрузки до 8 т на опору самолета;

— в качестве слоев оснований нежестких покрытий под нагрузки 5-8 т на опору;

— для оснований под жесткие покрытия.

Лучшие результаты при наименьших расходах цемента достигаются при укреплении грунтов оптимального гранулометрического состава.

Кроме грунтовых смесей (максимальная крупность 2 мм) для укрепления цементами рекомендуются гравелистые и щебеночные крупнообломочные грунты. Предпочтение отдается грунтам или искусственным смесям с максимальной крупностью частиц 25 мм и содержанием частиц крупностью 2-25 мм до 70 % по весу. При более крупных компонентах допустимо иметь не более 50 % частиц крупностью 2-50 мм.

Для укрепления грунтов рекомендованы алитовые портландцементы марок не ниже 400, в том числе пластифицированные и гидрофобные. Для увеличения эффективности могут использоваться различные химические добавки (известь гашенная, гипс, силикат натрия), позволяющие снижать расход цемента на 25-40 %.

Расход цемента марки 400 для укрепления грунтов назначается в пределах 175-275 кг на м³ грунтоцемента в уплотненном состоянии (6-20 % по весу от сухого грунта). С увеличением активности цемента его расход может быть снижен. При снижении марки до 300 расчетный модуль деформации грунтоцементов снижается на 25 % (сравнительно с маркой 400).

Кроме портландцемента для укрепления, особенно кратковременного, могут быть использованы цементы других видов, в частности нефелиновые. Расход таких цементов достигает 15-20 % от веса сухого грунта. В качестве улучшающих добавок в этом случае применимы портландцементы в количестве 20-30 % или мылонафт 0,5-1,0 % от веса нефелинового цемента. Предел прочности на сжатие при этом достигает 10 кг/см², а модуль деформации — 700 кг/см².

Грунтоцементные покрытия или основания устраиваются чаще в один слой (см. рис.3.3), толщина которого определяется расчетом или по результатам испытаний на контрольном участке.

В отдельных случаях могут предусматриваться два слоя; при этом толщина каждого слоя в плотном теле не менее 8-10 см, но не более 22 см исходя из производственной возможности грунтосмесительных и уплотняющих машин. Слои грунтоцемента чаще размещаются непосредственно по естественному основанию или поверх искусственной грунтовой смеси, верхний слой которой использован для укрепления.

Рис. 3.3. Конструкция покрытий из грунтоцемента:

а — однослойное при толщине до 22 см;

б — двухслойное при расчетной толщине более 20 см

Грунтоцементы имеют недостаточную связность и износоустойчивость, сравнительно быстро разрушаются при воздействии эксплуатационных и климатических факторов. Поэтому на аэродромах такие покрытия снабжаются защитными слоями или подвергаются поверхностной обработке. Кратковременно грунтоцементы могут быть использованы в качестве покрытия без этих слоев.

Покрытия из грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами

Укрепление органическими вяжущими материалами предусматривает смешение измельченных грунтов с жидкими вяжущими (битумами, дегтями, вязкими нефтями и др.) с последующим уплотнением смеси. Из-за характерного темного цвета смесей такие покрытия называют также черными. В результате физических и физико-химических процессов вяжущие смешиваются с тонкодисперсной частью грунтов — глинистыми частицами, образуя пленки вокруг более крупных частиц. Эти пленки обладают гидрофобизирующими свойствами и препятствуют прониканию воды внутрь отдельных частиц и их агломератов; в местах контактирования таких пленок образуются более или менее прочные связки. Грунты и грунтосодержащие материалы можно смешивать с вяжущими в холодном виде (для чего используют маловязкие или разжиженные вязкие материалы, а также эмульсии) или в горячем виде (с использованием разогретых вязких вяжущих). Набор прочности такими смесями в первом случае в основном проходит за счет улетучивания легких фракций, а при горячей обработке — за счет остывания и частичного улетучивания. При использовании битумных эмульсий происходит отсекание эмультирующей жидкости (чаще воды).

Тип вяжущего выбирается с учетом особенностей укрепляемых грунтов и климатических условий района.

Для укрепления грунтов на аэродромах применяются:

— жидкие, средне- и медленногустеющие нефтяные битумы, а также жидкие битумы, составленные на месте разжижением вязких битумов керосином, газойлем и т.п.;

— жидкие сланцевые битумы;

— дегти смешанного происхождения;

— высокосмолистые нефти и топочные мазуты (только в жарком поясе).

Норма расхода этих вяжущих достигает 5-12 % по весу от сухого грунта и назначается в зависимости от его гранулометрического состава, особенно наличия глинистых и пылеватых частиц. В расчете на 1 м³ готовой уплотненной смеси это составляет 100-250 кг. Для грунтокаменных смесей эта норма соответственно 4-7 %, или 80-140 кг/м³. При использовании химических добавок, благоприятно меняющих реакцию и физическое состояние грунтов расход вяжущих может быть снижен на 30-40 %. Благодаря этим добавкам глинистые и пылеватые частицы частично гидрофобизируются, вяжущие вещества лучше распределяются по их поверхности и имеют с ней лучшее сцепление. Так, применение извести повышает прочность образцов в водонасыщенном состоянии более чем в два раза.

Минимальная толщина однослойных покрытий и верхний слой двухслойных покрытий при укреплении органическими вяжущими 8-10 см. В два слоя (см. рис.3.4) рекомендуется устраивать покрытия при расчетной толщине более 15 см.

Рис.3.4. Конструкции покрытий из минеральных смесей, укрепленных органическими вяжущими:

а – однослойные (8 см  h _p  15 см); б – двухслойное.

В нижних слоях черных покрытий могут применяться минеральные смеси с меньшим расходом вяжущих веществ или смеси без обработки вяжущими. В однослойных конструкциях слой покрытия размещается непосредственно на естественных основаниях.

Покрытия из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, для увеличения устойчивости и долговечности сразу же подвергаются поверхностной обработке или укладывают защитный слой.

Покрытия из грунтов, укрепленных смолами

Укрепление грунтов органическими и неорганическими материалами имеет ряд недостатков, особо существенных для аэродромных покрытий:

— большой вес вяжущих веществ, потребность которых на 1 м² при толщине слоя 20 см составит 3-20 кг для извести и цемента при долговременном закреплении, а для органических вяжущих — 28-40 кг;

— большую зависимость от температуры воздуха, что не позволяет применять неорганические вяжущие при среднесуточной температуре ниже +5^оС и органические — ниже 10^оС;

— сравнительно длительный период набора прочности или благоприятных погодных условиях исчисляется 2-4 неделями.

В связи с этим использование органических и неорганических вяжущих ограничено по времени и месту.

В целях нахождения других вяжущих для закрепления грунтов в Российской Федерации и других странах проводятся большие исследования. Часть найденных материалов рекомендована для практического использования, другие нуждаются в дополнительных проверках.

К веществам, нашедшим практическое применение, относятся синтетические фурфуроланилиновые и карбамидные смолы.

Фурфуроланилиновая смола (ФАС) может использоваться для кратковременного укрепления грунтов верхнего слоя, а также для устройства оснований под более прочные слои. Грунты, укрепленные ФАС, могут укладываться в один или два слоя.

Химическая реакция образования смолы проходит при смешении с грунтом раздельно технического фурфурола и анилина. Смола придает грунтовым частицам водоустойчивость, склеивает частицы и их агломераты, обеспечивает сохранение прочности при водонасыщении. Обычной дозой ФАС являются 0,5-3,0 % по весу, что не превысит 10-15 % веса цемента или битума в аналогичных условиях.

По экономическим соображениям считается возможным применить до 8-10 % ФАС от веса сухой части грунта.

Лучшие результаты дает укрепление смолами грунтов оптимальных составов. В песчаные грунты необходима добавка пылеватых и глинистых частиц.

Карбамидные смолы разных типов образуют в укрепленных грунтах жесткие связи. Расход смол в зависимости от состава грунтов, температуры воздуха и влажности может составить 3-12 % веса сухого грунта. В качестве отвердителя для смол используют соляную, серную и щавелевую кислоты, количество которых устанавливается по сроку схватывания (5-6 ч после перемешивания, но не позже суток). Показатели грунтов, укрепленных такими смолами такие же, что и для грунтоцемента. Смолы используются также для кратковременного выборочного укрепления переувлажнения грунтов.

Ряд высокомолекулярных соединений, типа эпоксидной смолы, из-за высокой стоимости пока не могут быть рекомендованы. Дальнейшее усовершенствование производства различных смол, появление новых материалов и их удешевление приведут к расширению использования высокомолекулярных соединений для укрепления грунтов.

Высокомолекулярные соединения, обладающие клеящими свойствами, могут быть получены также при смешении некоторых промышленных отходов с химическими добавками. К таким материалам относятся, например, концентраты сульфитно-спиртовой барды марки КБЖ с отвердителями в виде хромовых соединений (хромовый ангидрид, хромпик натриевый и калиевый). Расход КБЖ составляет 1,5-5 % и отвердителя 0,45-1,25 % веса сухого грунта.

Щебеночные и асфальтобетонные покрытия. Защитные слои

Щебеночные покрытия и основания без обработки вяжущими устраиваются из щебня горных пород или из щебня, полученного дроблением нераспадающихся металлургических шлаков.

Щебень горных пород по крупности делится на фракции: 5-10, 10-20, 20-40 и 40-70 мм; могут быть использованы также фракции промежуточных нестандартных размеров.

Для конструктивных слоев покрытий обычно берется несколько фракций, соотношение между которыми выбирается по наименьшей пористости каменной насыпки и ее максимальной плотности в слое покрытия. Максимальный размер щебенок устанавливается в зависимости от толщины слоя, которая в свою очередь ограничивается уплотняющими усилиями катков и прочностью камня. Предпочтительнее, чтобы максимальный размер щебенок не превышал 1/2-2/3 толщины слоя. Более целесообразно использовать смеси с наибольшей крупностью 40-25 мм, что обеспечивает лучшую однородность слоев.

Для слоев оснований допускается использовать гравий; полученный путем отсева из гравийного материала частиц 5-40 или 5-70 мм.

Толщина щебеночных слоев в уплотненном состоянии должна быть не более 18 см. При большей расчетной толщине переходят к устройству двух слоев. Минимальная толщина слоев обычно 8 см. Для нижних слоев покрытий щебень используется в виде готовых смесей с предварительным подбором или без него.

Щебеночные слои не обладают достаточной связностью, особенно в первое время. Поэтому при их использовании в качестве временных покрытий предусматривается расклинцовка уплотняемого щебеночного слоя, которая заключается в последовательном распределении и вкатывании в поверхность щебеночного слоя мелкой щебенки уменьшающихся фракций. Повышение связности и водонепроницаемости достигается поверхностной обработкой битумом или укладкой защитных слоев.

Поверх оснований из щебеночных слоев могут быть уложены покрытия из щебня с обработкой органическими вяжущими, асфальтобетоном, сборных железобетонных плит или монолитные бетонные покрытия.

Щебеночные (водосвязные) слои укладываются поверх оснований из песка. В качестве оснований могут также использоваться слои из гравия, шлака, дресвы. Отсутствие фильтрующего основания может быть допущено лишь при благоприятных грунтовых и климатических условиях.

На аэродромах применяются более прочные покрытия из щебня, обработанного органическими вяжущими. Обработка щебеночных слоев ведется методом пропитки, которая может быть облегченной — на 4-6 см и глубокой — до 8 см. Такие покрытия (см. рис.3.5) называются черными щебеночными; они используются на участках, не подверженных прямому действию отходящих газов реактивных двигателей самолетов.

В качестве оснований под черные щебеночные покрытия могут быть использованы слои из щебня без обработки вяжущими или из грунтокаменных смесей (с обработкой вяжущими или без нее). Для пропитки слоя щебня применяются разогретые вязкие битумы. Щебень изверженных и осадочных пород выбирается трех-пяти фракций. Верхний слой собственно покрытия включает мелкий щебень для расклинцовки, которая ведется с розливом битума. Правильный подбор состава и соблюдение технологии позволяют получать покрытия, близкие по качеству к асфальтобетонным. Поверх покрытия предусматривается обработка. В отдельных случаях слои из таких смесей применяются в аэродромных покрытиях и основаниях.

Более целесообразно в этих случаях подбирать специальные смеси из щебня, песка, минерального порошка и вязкого битума. Такие смеси, подобранные по принципу наибольшей плотности и приготовленные в установках, называются асфальтобетонами. Минеральный порошок (каменная мука известковых пород: известняка, доломитов, мергелей) вместе с вяжущими образует так называемое асфальтовое вяжущее вещество, обволакивающее песчаные частицы и щебень. По наибольшей крупности каменного материала различают песчаные асфальтобетоны (до 5 мм), мелкозернистые (до 15 мм), среднезернистые (до 25 мм) и крупнозернистые (до 40 мм). Максимальный размер частиц в слоях асфальтобетона не должен превышать 2/3 (лучше 1/2) толщины слоя.

Толщина собственно покрытий из асфальтобетона, укладываемых в один-три слоя, обычно не более 6-12 см. В качестве несущего слоя основания используются слои из пористого асфальтобетона, состоящего из более крупнозернистых и пористых смесей с меньшим содержанием битума, и, чаще, без минерального порошка. В нижних слоях оснований используются укрепленные вяжущими грунты и грунтокаменные смеси, щебеночные и черные конструктивные щебеночные слои. Асфальтобетонные покрытия не рекомендуются для участков длительной работы реактивных двигателей самолетов (например, на стоянках самолетов), так как они недостаточно устойчивы к действию тепла, горючего и смазочных материалов. На стартовых участках ВПП применяется армирование асфальтобетонных покрытий втопленными металлическими сетками (ячейки 100×100 мм, Ø 2,5-3,5 мм).

Рис. 3.5. Конструкции щебеночных покрытий

Придание поверхности нежестких покрытий связности, водонепроницаемости и общей долговечности осуществляется путем использования защитных слоев из мелкого щебня прочных каменных пород и органических вяжущих, чаще вязких битумов. В зависимости от намеченного срока эксплуатации, вида материала и толщины слоев применяют:

— поверхностную обработку одно- или двукратную с устройством на поверхности покрытия соответственно слоев 1 или 2 см;

— укладку защитного коврика 2-5 см и фракционированного щебня или песчано-гравийной смеси, обработанных битумом, или из мелкозернистого асфальтобетона.

Сборно-разборные металлические покрытия.

Сборными называются покрытия, собираемые на месте из готовых элементов заводского изготовления. Покрытия из элементов, которые могут быть многократно использованы путем сборки и разборки, называются сборно-разборными. В аэродромной практике сборно-разборные покрытия применяются для обеспечения кратковременного и длительного базирования авиации. К нежестким относятся сборно-разборные металлические покрытия, к жестким — сборные покрытия из железобетонных предварительно напряженных плит.

Для летных полей фронтовой авиации применяются плиты трех типов (табл.3.1).

Перфорированные плиты типа ПМП-1-53 изготавливаются прокатом из листовой стали (3 мм) и имеют по три продольных ряда отверстий Ø 51 мм. Развальцовка вниз краев этих отверстий и продольные полукруглые ребра увеличивают жесткость плиты и обеспечивают лучшее сцепление ее с основанием. С обоих продольных краев плит предусмотрены ряды пазов и Г-образные крючья. Торцовые кромки плит креплений не имеют. Для фиксации плит в покрытии от горизонтального сдвига предназначены стальнее пружинные чеки, забиваемые в собранном покрытии по три-четыре с каждой продольной стороны плиты.

Наличие отверстий уменьшает вес плит примерно на 30 % сравнительно со сплошным стальным листом, улучшает маскировку покрытия и сопротивление горизонтальному сдвигу. Вместе с тем отверстия несколько уменьшают жесткость плит, через них выдувается основание или выдавливается разжиженный грунт, что ухудшает состояние покрытий.

Плиты коробчатого сечения типа К-1Д при той же толщине листа (3 мм) плиты имеют большую высоту поперечного сечения; вместо отверстий предусмотрены два ряда продольных полукруглых выпуклостей вверх. Такая конструкция увеличивает жесткость плит и улучшает сцепление пневматиков с покрытием. По одному из продольных краев плит размещены Т-образные крюки, по другой пазы. Кроме этих элементов крепления в плитах предусмотрено устройство для соединения плит по торцам: обжатый торец с отверстиями для соединительных планок, пропускаемых одновременно через отверстия на необжатом торце соседней плиты. Каждая плита снабжается также двумя петлями-фиксаторами и двумя парными отверстиями для них. Шесть дополнительных пазов служат для пропуска планок, скрепляющих плиты в пачки. Для захвата при монтаже покрытия служат отверстия у обоих торцов плит.

Покрытия из плит. Плиты укладывают в покрытия путем последовательного сцепления с ранее уложенными рядами, располагая длинной стороной перпендикулярно продольной оси покрытия. В каждом последующем ряду плиты смещены на половину плиты так, чтобы против середины каждой плиты приходились торцы четырех плит двух соседних рядов (см. рис.3.6). Этим достигаются большая равнопрочность покрытий и взаимная передача усилий между радами и отдельными плитами. В связи со смещением плит по продольным кромкам покрытий образуются зазоры, куда укладываются плиты половинной длины, называемые полуплитами. Для учета плит и расчета площадей покрытий две полуплиты принимаются за одну условную.

Из металлических плит всех типов может быть уложено покрытие взлетно-посадочной полосы, старто-финишные площадки или удлинение существующей взлетно-посадочной полосы (например, цементобетонной), а также рулежных дорожек, мест стоянки, технической позиции подготовки самолетов и площадок технического обслуживания (см. рис.3.7, а, б).

Таблица 3.1

Характеристики	Тип плиты
	ПМП-1-53	К-1Д	ААП
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота профиля Укладочные размеры, мм: длина ширина Полезная площадь одной плиты, м2 Масса, кг одной плиты 1 м2 покрытия Крепление плит в покрытии	3042 411 21 3048 381 1,16 28 24 Пружинными чеками	3085 482 31 3000 420 1,26 43 34 Фиксаторами и торцовыми планками	3095 476 42 3000 400 1,20 19 16 Фиксаторами и торцовыми планками

В плане металлические покрытия укладываются, как правило, прямолинейными участками. Небольшие повороты на рулежных дорожках допустимо устраивать постепенным смещением плит последующих рядов. Для перфорированных плит величина смещения практически не ограничивается (обычно для плавности поворотов применяется смещение рядов на одно-три отверстия). Для плит К-1Д возможное поперечное смещение ограничено из-за фиксаторов величиной сдвига соседних рядов в одну сторону. Такое смещение приводит к невозможности извлечения отдельных плит из собранного покрытия.

Уширения на местах примыканий рулежных дорожек к взлетно-посадочной полосе или старто-финишной площадке, на поворотах рулежных дорожек, на местах стоянки (см. рис.3.7, в) выполняются укладкой рядов с увеличенным количеством плит. Покрытия на технической позиции подготовки самолетов выполняются укладкой бόльшего числа плит в рядах рулежных дорожек.

Примыкание покрытий разных направлений осуществляется нахлестом двух-трех рядов плит одного направления на плиты другого направления. Покрытие взлетно-посадочной полосы при этом размещается поверх покрытий примыкающих рулежных дорожек. Соединение плит в этих местах (крепление кромки покрытия взлетно-посадочной полосы и старто-финишной площадки) предусматривается путем сварки или с помощью скруток из четырех-пяти нитей отожженной проволоки Ø 3-4 мм, концы которой заправляются под плиты. Крепления размещаются не реже чем через 50 мм и обязательно по краям участка примыкания. Проволока для креплений размещается в отверстиях двух-трех первых рядов покрытия рулежных дорожек, которые укладываются до начала сборки покрытия взлетно-посадочной полосы.

Рис. 3.6. Схемы размещения плит в покрытии

Продольные кромки (см. рис.3.7, г) металлических покрытий взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек и мест стоянки во избежание подъема свободных концов плит при эксплуатации крепятся к основанию с помощью деревянных кольев и скруток из четырех-пяти ниток отожженной стальной проволоки Ø 3÷5 мм. Такие крепления предусмотрены через три ряда для перфорированных плит и для всех целых плит коробчатого сечения.

Усиленное крепление продольных кромок (см. рис.3.7, д) применяется для узких взлетно-посадочных полос и старто-финишных площадок. Полуплиты по краям таких покрытий заменяют целыми плитами, внешние концы которых длиной 35-40 см отгибаются вниз под 45°. Отогнутые концы помещаются в приямок и крепятся: перфорированных плит — кольями длиной 50-60 см, забиваемыми через отверстия, а плит коробчатых — к кольям проволочными скрутками.

Рис. 3.7. Схемы укладки металлических покрытий и крепления кромок покрытий.

Поперечные или торцовые кромки покрытий взлетно-посадочной полосы (см. рис.3.7, ж) должны крепиться особо тщательно, так как их подъем или задирание, горизонтальный сдвиг при посадке и торможении самолета могут привести к аварии. Поэтому для двух-трех последних рядов по торцу покрытия взлетно-посадочной полосы отрывается откос. Последний ряд плит крепится к грунту или основанию кольями аналогично креплению продольных кромок. Над этими рядами должны быть помещены уплотненный грунт или грунтокаменная смесь.

В местах примыкания старто-финишной площадки к грунтовой части взлетно-посадочной полосы (см. рис.3.7, з) размещают крепление повышенной прочности. Откос в этом месте проектируется под углом 3-5° к горизонту, и на нем помещается до 12 последних рядов плит взлетно-посадочной полосы. Последний ряд крепится к грунту; может предусматриваться дополнительное крепление одного-двух промежуточных рядов. Поверх плит обязательно делается переходная полоса из оптимальной минеральной смеси.

Особый тип крепления предусмотрен для участков соединительных рулежных дорожек длиной 20 м, примыкающих к узким взлетно-посадочным полосам или к старто-финишным площадкам (см. рис.3.7, е). С обеих сторон для старто-финишных площадок и со стороны короткой части взлетно-посадочной полосы концы всех плит длиной 80 см отгибаются на 30^о с заглублением в грунт на 30-40 см, где крепятся с помощью кольев или кольев и проволочных скруток.

Основания металлических покрытий. Покрытия из металлических плит укладываются чаще на тщательно спрофилированное и уплотненное грунтовое основание, которое подготавливается на участках с благоприятными грунтовыми и гидрологическими условиями. В этом случае покрытие из перфорированных плит может эксплуатироваться самолетами с одноколесной нагрузкой до 3 т, а из плит коробчатого сечения — до 6 т.

Для уменьшения размокания грунтовых и грунтосодержащих оснований, их выдавливания из перфорации перед укладкой плит рекомендуется расстилка кровельного рулонного материала или пластмассовой пленки, а также укладка соломы, сена и других местных материалов.

Подвопрос № 2.2. Жесткие покрытия.

Цементобетонные покрытия широко применяются в строительстве постоянных аэродромов благодаря своим высоким эксплуатационным качествам. Если расходы при их строительстве выше, чем других типов покрытий, то при правильном содержании затраты на текущий ремонт значительно меньше, а срок службы несравненно больше.

Цементобетонные покрытия характеризуются хорошей видимостью с воздуха, беспыльностью, ровностью и шероховатостью, устойчивостью к эксплуатационным и природным воздействиям, возможностью механизации и индустриализации строительных процессов.

По производству работ при строительстве цементобетонные покрытия разделяются на:

— монолитные, бетонируемые на месте (когда бетонная смесь укладывается на месте работ с разделением покрытий на плиты);

— сборные, собираемые или монтируемые из готовых плит или элементов.

По армированию, характеризуемому коэффициентом армирования µ_а (отношение площадей сечения металла и бетона), различают следующие виды цементобетонных покрытий:

— бетонные, в которых не предусмотрено армирование или имеются арматура и закладные детали для усиления отдельных участков плит;

— армобетонные со сплошным конструктивным армированием металлическими сетками с предельным продольным, µ_а= 0,25 %;

— железобетонные с продольным µ_а > 0,25 %.

Для цементобетонных покрытий может предусматриваться усиление в виде предварительного напряжения (преднапряжения), которое обусловит возможность увеличения длины плит, уменьшения их толщины и снижения, µ_а за счет использования высокопрочной стали.

Для сборных покрытий, как правило, применяют железобетонные преднапряженные плиты, изготавливаемые в заводских условиях.

Толщина покрытия h₁ определяется расчетом и принимается не менее 14 см для преднапряженных покрытий и 16 см для прочих жестких покрытий. Толщина h₂ (оснований) в ряде случаев устраивается без расчета по местным грунто-гидрологическим условиям.

Рис. 3.8. Конструкции жестких покрытий:

а — однослойных; б — двухслойных

Монолитные бетонные покрытия не могут быть уложены без разделки на отдельные плиты из-за технологии укладки смеси и необходимости предотвращения произвольного растрескивания. Технология укладки смеси в основном определяет ширину одновременно бетонируемой полосы. Эта ширина ограничена наибольшим рабочим захватом комплекта бетоноукладочных машин. В нашей стране такой захват принят равным 7 м (в дальнейшем предполагается увеличение захвата до 7,5-8,0 м). Размеры плит определяются главным образом способностью бетона противостоять растягивающим усилиям, которые появляются почти сразу после укладки смеси в процессе схватывания и твердения. Растягивающие усилия будут действовать на затвердевший бетон и в процессе эксплуатации. Появление этих усилий объясняется:

— усадочными явлениями, присущими твердеющим смесям с гидравлическими вяжущими; величина усадки зависит от гранулометрического состава смеси, расхода и вида цемента, водоцементного отношения, уплотнения и температурно-влажностных условий твердения, использования пластифицирующих и воздухововлекающих добавок; размеры плит будут зависеть от того, насколько набор прочности опережает рост растягивающих усилий в самом бетоне из-за усадки и сопротивления при этом сдвигу по основанию;

— температурными деформациями, связанными с изменением линейных размеров плит; сравнительно большой коэффициент линейного расширения бетона α=1×10^-5 определяет сдвиги бетона по основанию и возникновение по этой причине значительных растягивающих усилий;

— короблением покрытий, возникающим в основном из-за неравномерности нагрева или остывания плит по толщине в течение суточного колебания температуры, при нагреве солнцем, работе двигателей и т.д.

Суммарное действие собственных растягивающих напряжений и напряжений, возникающих от самолетной нагрузки, при превышении прочности бетона на растяжение приводит к образованию трещин. У бетонных покрытий это приводит к значительной потере прочности и разрушению (в покрытиях с армированием появление трещин не так существенно, но также ведет к разрушению покрытия). Для уменьшения растягивающих напряжений предусматривается разрезка покрытий швами на прямоугольные плиты.

Стремясь к уменьшению числа поперечных швов, которые ухудшают ровность покрытия и увеличивают его общую водопроницаемость, максимальные размеры плит назначаются по расчету и опыту эксплуатации с учетом технологии их устройства — обычно в пределах 5 м; в связи с этим при укладке механизированным способом полосу покрытий шириной 7 м разрезают вдоль на две части 3,5 м (см. рис.3.9, а). Соотношение сторон плит выдерживается в пределах от 1:1 до 1:1,5.

Конструкции швов и стыковых соединений. Швы, предназначенные для свободного уменьшения размеров плит в плане (под действием усадочных и температурных деформаций), называются швами сжатия. Ширина их 1-3 мм. С повышением температуры швы сжатия могут сомкнуться, а дальнейшее повышение температуры вызовет повышенные напряжения сжатия по кромкам плит, сколы и даже выпирание. Для предупреждения таких явлений предусматриваются швы расширения (или температурные швы). Расстояние между швами расширения по длине монолитных покрытий (кроме преднапряженных) назначаются в зависимости от температуры самого жаркого месяца в году в пределах 40-90 м. Ширина швов расширения зависит от расстояния между ними, от упругости прокладок и может быть в пределах 15-20 мм.

Швы могут быть выполнены по типу сквозных (см. рис.3.9, б, в, г). При этом швы расширения, которые через указанные расстояния заменяют швы сжатия, имеют конструкцию температурного компенсатора и включают эластичные прокладки из досок мягких пород, пластмасс и т. п. Продольные швы сжатия, расположенные по краям бетонных полос, укладываемых механизированным способом, образуются смазкой края уложенной полосы горячим битумом (1-2 мм) или приклеиванием тонкой прокладки (3 мм). Верхняя часть всех швов на глубину не менее 40 мм должна быть залита упругой водонепроницаемой и теплоустойчивой мастикой. С этой целью в швах формируется верхняя часть, куда мастика заливается в горячем состоянии. Устройство сквозных швов сжатия и расширения ослабляет прочность покрытия на углах и сторонах плит, в связи, с чем рядом со сквозными швами в плиты помещаются арматурные каркасы.

При механизированной укладке поперечные швы сжатия, а также продольные швы, делящие укладываемую полосу на части по 3,5 м, выполняются по типу ложного шва (см. рис. 3.9, г). Ложный шов сжатия представляет собой местное ослабление сечения плиты не менее чем на 1/4 толщины плиты. Для ослабления сечения снизу в бетон помещается нижняя прокладка; верхнее ослабление сечения может быть осуществлено разрезанием бетона или вводом в него при бетонировании верхней прокладки, например из пластмассовой ленты. При возникновении в бетоне растягивающих усилий покрытие разрушается по ослабленному сечению. После такого разрыва ложный шов работает в покрытии как сквозной шов сжатия.

Расход стали, при армировании краев и углов плит может быть значительно сокращен или полностью устранен путем устройства по краям плит стыковых соединений. Стыковые соединения обеспечивают частичную передачу нагрузок с загруженной плиты на соседние, благодаря чему покрытие становится более равнопрочным по площади.

Конструкция стыковых соединений выбирается по технико-экономическим и эксплуатационным показателям. При назначении конструкции учитываются местные грунто-гидрологические условия, назначение участков покрытий, технология производства работ. На одном участке покрытия могут быть приняты различные стыковые соединения для продольных и поперечных швов.

Штыревые стыковые соединения (см. рис.3.9, д, е) могут быть использованы для продольных и поперечных швов сжатия и расширения. Стальные стержни, или штыри, длиной 40-50 см и диаметром 20-25 мм располагаются в швах по середине толщины покрытия через 40 см друг от друга. Для поддержки штырей при бетонировании и для усиления краев плит рекомендуется применять легкие арматурные каркасы. В швах расширения обеспечивается жесткая заделка только половины каждого стержня в одну из соседних плит, чередуясь по длине шва. Другая половина штыря для предупреждения сцепления с бетоном смазывается битумом или обертывается толем, картоном. Кроме того, на не заделываемый конец штыря должна надеваться гильза из жести или картона, в свободное пространство которой помещается пробка из древесины мягких пород или войлока. Такая конструкция соединения обеспечивает движение не заделанных концов штырей внутри плит пи деформации бетона. В швах сжатия пробки не устанавливаются, и оба конца штырей смазываются тонким слоем битума. Швы сжатия со штыревым соединением выполняются чаще по типу ложных швов.

Шпунтовое стыковое соединение (см. рис.3.9, ж) применяется только в продольных швах сжатия (при толщине плит от 22 см). Формирование гребня и паза шпунта осуществляется с помощью приставной опалубки; отформированный край плиты перед бетонированием соседней полосы должен смазываться горячим битумом. Верхняя часть шва глубиной не менее 40 мм разделывается под заливку мастикой. Стыковые соединения этого типа не требуют расхода металла, но несколько хуже обеспечивают передачу нагрузок, чем штыревые.

Монолитные армированные покрытия. Стремление уменьшить количество швов, а также упростить производство работ привело к армированию плит металлическими сетками.

Армобетонным называются покрытия, конструктивно армированные сравнительно небольшим количеством металла. Такие покрытия лучше сопротивляются нагрузкам, чем бетонные; появление трещин незначительно снизит прочность таких покрытий; количество и протяженность поперечных швов значительно сокращены, что обеспечивает лучшую водонепроницаемость и ровность покрытия.

В зависимости от расчетной толщины армобетонные покрытия (см. рис.3.10) при ширине плит 7 м (или до 7,5 м из расчета на новый тип укладчиков) проектируют:

— при толщине 16-22 см — с расстоянием между поперечными швами сжатия до 20 м;

— при толщине 24-26 см — до 25 м;

— при толщине 28-30 см — до 30 м.

По технико-экономическим и технологическим соображениям при большей толщине переходят на двухслойные покрытия, в которых армобетон укладывается на жесткие основания по разделительной прослойке.

Продольное армирование назначается в зависимости от толщины покрытия и длины плит в пределах 0,1-0,25 %.

Расход продольной арматуры Ø 10-12 мм, располагаемой в верхней трети сечения, достигает 3,5-6,2 кг/м² площади покрытия. Поперечная арматура применяется тех же диаметров, что и продольная, но расход ее составляет 1,5-2,0 кг/м².

Армирование осуществляется сварными сетками с размерами в плане 2,4×6,0 м (или 7×7 м) со стыкованием их внахлестку на 35 см в продольном и 15 см в поперечном направлении без совпадения поперечных стыков по ширине плиты; сетки между собой не соединяются. В углах плит могут предусматриваться дополнительные сетки, закрепляемые вверху сечения. При бетонировании предусматривается защитный слой для арматуры не менее 5 см. Для поддержки арматуры используются металлические [ - образные стойки требуемой высоты, приваренные к сеткам.

Рис. 3.9. Конструкция монолитного бетонного покрытия взлетно-посадочной полосы

Поперечные швы сжатия (через 20-30 м) и расширения (через 40-90 м) (см. рис.3.10, а) устраиваются со штыревым соединением, а продольные — со шпунтовым (см. рис.3.10, в), размеры элементов которого назначаются по толщине покрытия.

Армобетонные покрытия могут устраиваться со сквозными швами, но при этом требуется специальное армирование краев плит или устройство подшовных плит шириной 2 м и толщиной 15-20 см из бетона марки 250 (см. рис.3.10, б).

По технико-экономическим показателям в отдельных исключительных случаях целесообразно переходить на сплошное двухслойное армирование покрытий. В таких покрытиях, называемых железобетонными, вся нагрузка рассчитывается на восприятие арматурой, а снижающая – только на бетон. Расход арматуры в таких покрытиях достигает 12-22 кг/м² и более, но толщина плит может быть меньше, чем у бетонных, на 15-25 %. Расчет железобетонных покрытий исходит из допустимости появления в растянутой зоне трещин, раскрытию которых мешает арматура.

Армирование железобетонных плит осуществляется объемными каркасами, изготовляемыми из верхних и нижних сеток, между которыми приварены стальные стержни. В качестве арматуры используют стальные стержни Ø 12-16 мм обычно периодического профиля. Стержни располагаются в сетках неравномерно: для восприятия наибольших растягивающих напряжений большее армирование предусматривается по краям и углам плит и по низу средней части. Защитные слои для верхней и нижней арматуры принимается не менее 3-5 см.

На ранее построенных аэродромах размер железобетонных плит в плане назначался до 7×7 м. Опыт показал, что появление трещин, закрывающихся при снятии нагрузки, не представляет существенной опасности для прочности покрытия, в связи с чем, длина плит в настоящее время принимается равной 20-30 м, а ширина — по захвату бетоноукладочных машин. Поперечные швы устраиваются сквозными или со штырями, а продольные усиливаются шпунтовым или штыревым соединением. Величина каркасов, соединяемых до бетонирования, определяется местными возможностями; соединение каркасов производят также внахлест, обеспечивая при этом несовпадение стыков верхних и нижних сеток и общего поперечного стыка.

Предварительно напряженные цементобетонные покрытия. Большие эксплуатационные достоинства цементобетонных покрытий сочетаются со сравнительно высокой строительной стоимостью и связаны с доставкой и переработкой больших количеств материалов. Вместе с тем прочность бетона и металла в покрытиях используется не полностью. Известное в строительной практике качественно новое применение этих материалов в виде преднапряженных конструкций нашло свое отражение и в строительстве аэродромных покрытий.

Преднапряжение значительно повышает сопротивление покрытия растягивающим напряжениям, позволяет экономить в покрытиях до 15-30 % бетона (по объему) сравнительно, например, с железобетонными покрытиями.

Рис. 3.10. Конструкция армобетонного покрытия

При строительстве монолитных покрытий преднапряжение осуществляется после набора бетоном прочности на сжатие примерно 60-70 % от проектной. По опыту строительства и эксплуатации, минимальная величина обжатия плит в продольном направлении — 20 кг/см², а в поперечном (для плит шириной до 7 м) — до 10-12 кг/см².

В принципе предварительное обжатие может осуществляться с помощью арматуры или силовых устройств (так называемое безарматурное преднапряжение), а также в их комбинациях.

Преднапряженные покрытия могут быть монолитные, сборно-монолитные и сборные. В монолитных покрытиях предполагается единая технология укладки бетонной смеси по всей (или большей части) площади покрытия; в сборно-монолитных часть покрытия (или отдельные его элементы) получает преднапряжение и укладывается в покрытие в виде готовых конструкций; в сборных покрытиях основной объем работ выполняется из готовых плит.

Монолитные преднапряженные покрытия конструируются из расчета укладки обычными бетоноукладочными машинами. Длина плит может быть допущена значительно большей, чем в бетонных и железобетонных покрытиях, и достигает, например, 50-100 м. Однако длина плит ограничивается опасностью потери продольной устойчивости при сжатии, потерями сжимающих усилий по длине плиты (из-за трения по основанию), а также трудностями производственного характера. Наиболее рентабельное решение найдено в конструкции Б.С.Раева-Богословского и А.С.Ткаченко, которая используется в нашей стране с 1956 г. (см. рис.3.11).

Рис. 3.11. Схема монолитного преднапряженного покрытия

В продольном направлении проволока или стальные стержни натягиваются на участках 500-1000 м, по концам которых размещены упорные (анкерные) плиты со шпорами, входящие в общую площадь покрытия. После бетонирования и набора бетоном прочности 0,7-0,8 от проектной, проволоку в местах крепления к анкерным плитам отпускают; одновременно покрытие и арматура разрезаются поперечными швами расширения на участки длиной по 50-100 м. Самозаанкеривающаяся в бетоне проволока сжимает каждую плиту, создавая тем самым преднапряжение. Поперечное армирование в таких покрытиях предусмотрено ненапрягаемым или может быть с преднапряжением пучковой или стержневой арматурой (с напряжением после затвердения бетона и инъектированием раствора). Под угловыми и краевыми участками плит у поперечных швов предусмотрено усиление в виде подкладных плит.

Начиная с 1950 г. В нашей стране был испытан ряд конструкций сборных преднапряженных плит аэродромных и дорожных покрытий, лучшие из которых широко используются в настоящее время. Заводское изготовление плит в значительной степени позволяет устранить сезонность в работе, сократить длительный пусковой период, расходы на строительство подсобных сооружений, непроизводственные простои рабочей силы и механизмов, обеспечивает однотипность и равнопрочность плит, экономию в расходе материалов и их транспортировке, рациональное использование оборудования и др.

Теоретические расчеты и натурные испытания ряда конструкций позволили установить наиболее целесообразную форму, размеры и армирование сборных плит.

Лучшими строительными и эксплуатационными показателями обладают типовые преднапряженные железобетонные плиты типа ПАГ (плита аэродромная гладкая). Основные характеристики плит представлены в табл. 3.2.

Плиты снабжены продольной стержневой преднапрягаемой арматурой, располагаемой в два слоя. У ПАГ-14 верхний слой из 4 Ø 14 мм и нижний из 5 Ø 14 мм из стали класса А-IV. Распределительная арматура обычная, ненапрягаемая из холоднотянутой проволоки Ø 5 мм класса А-III выполняется в виде верхней и нижней сеток из 51 Ø 5 мм с шагом 100 мм, а по торцам плиты из сеток 4 Ø 10 мм с шагом 130 мм.

Для взаимного соединения плит в покрытии предусмотрены стыковые скобы по боковым сторонам и торцам каждой плиты; боковые скобы называются совмещенными и используются для захватов при монтаже. Для лучшего заполнения швов и предупреждения сколов по кромкам плит устраиваются фаски.

Все типы выпускаемых плит при приеме на заводе не должны иметь трещин на гранях; величина искривлений не допустима более 5 мм на всю длину или ширину плиты; местные утолщения у торцов не должны превышать 3 мм. На гранях плит допустимы местные неровности до 5 мм. Верхняя поверхность плит для придания шероховатости обрабатывается брезентовой лентой или капроновой щеткой. Плиты могут иметь отклонения по длине (+8, -4) мм, а по высоте и ширине ±5 мм. Плиты с незначительными отклонениями от технических условий могут быть использованы в покрытиях на второстепенных участках и на краях.

Сборные плиты укладывают в покрытия длинной стороной (рис. 3.12) вдоль оси ВПП и РД при прямолинейности и полном совмещении всех продольных и поперечных швов, ширина которых 8-12 мм. В швах предусмотрено соединение плит между собой путем электросварки стыковых скоб. Через 18-30 м по длине и через 10-20 м по ширине покрытия устраиваются температурные швы, в которых сварка отсутствует (это необходимо для предупреждения выпирания плит кверху при расширении с повышением температуры). Швы между плитами обеспечиваются упругим и водонепроницаемым заполнителем, например из резинобитумного вяжущего РБВ-25 (РБВ-35, РБВ-50). Температурные швы заполняются мастиками на всю высоту. Все остальные швы в целях экономии мастики снизу на 2/3 по высоте заполняются песчано-цементной смесью, в которой на 1 м³ песка расходуется 250 кг цемента марки 300-400. Верхняя часть этих швов, не менее 4-5 см также заполняется мастикой. Песчано-цементное заполнение несколько улучшает взаимную передачу усилий на соседние плиты.

Таблица 3.2

Тип плиты	Толщина, м		Размер в плане, м	Масса, т	Объем бетона, м3	Расход арматуры на плиту, кг
						напрягаемой	ненапрягаемой	общий
ПАГ-14 ПАГ-18 ПАГ-20	14 18 20		2×6 2×6 2×6	4,2 5,4 6,0	1,68 2,16 2,40	72,6 87,1 101,5	70,4 105,9 136,0	143,0 193,0 237,5
Примечание.		Плиты изготавливают из бетона класса по прочности на растяжение при изгибе B btb 3,6 и класса прочности на сжатие В 25.

Сборные железобетонные плиты при необходимости можно демонтировать из покрытий и перевозить для укладки на новом месте. Они успешно используются для срочного ремонта, особенно в местах, где бетонирование на месте в силу разных причин невозможно.

Уширение покрытия (см. рис. 3.12, а) на местах примыкания РД к ВПП, РД, МС выполняют укладкой дополнительных рядов плит; при необходимости края выравнивают (в плане) бетонированием на месте. В местах примыкания под углом, отличающимся от 90^о, к другим типам покрытий обычно предусматривается переходной участок из армированного бетона, укладываемого на месте работ.

Под сборные покрытия используют песчаные основания толщиной не менее 4-5 см. Под тяжелые нагрузки и при неблагоприятных грунтовых и грунто-гидрологических условиях устраивают искусственные основания из грунтов, укрепленных вяжущими или камневидными добавками, а также из щебня и гравия.

Поверх искусственных оснований обязательно предусматривается выравнивающий слой из песчано-цементной смеси толщиной 2-3 см (но не более 6 см). Смесь имеет тот же состав, что для засыпки швов.

Рис. 3.12. Конструкция покрытия взлетно-посадочной полосы из плит ПАГ-14

Заключение

Успех боевых действий авиации во многом зависит от правильной эксплуатации аэродрома авиационной частью и своевременного обеспечения эксплуатационной готовности аэродрома силами и средствами аэродромно-эксплуатационного подразделения авиационно-технической части.

Это обусловливает необходимость глубокого и всестороннего знания специалистами инженерно-аэродромной службы устройства и эксплуатационных характеристик искусственных аэродромных покрытий, как основы выбора способов эксплуатационного содержания и текущего ремонта аэродромов.

Задание на самостоятельную работу студентам:

Перенести в конспект и изучить:

• требования к дневной маркировке искусственных покрытий и высотных препятствий на приаэродромной территории (ст. 111-126 [2]);

• требования к светоограждению препятствий (ст. 127-131 [2])

Литература:

1. Руководство по эксплуатации аэродромов государственной авиации (РЭАГос.А) — М.: Воениздат, 2006. — 256 с.

2. Нормы годности к эксплуатации аэродромов государственной авиации (НГЭАГосА.А). — М.: Воениздат, 2006.

3. Основы эксплуатации аэродромов и аэродромной техники.  М.: Воениздат, 1994. — 420 с.

4. Основы строительства и эксплуатации аэродромов. Часть 1. Проектирование, строительство и эксплуатация аэродромов. — М.: Воениздат, 2001. — 416 с.

5. Демин Б.И., Лещицкая Т.П., Серебренников В.А. Строительство аэродромов. Справочник/Под ред. Б.И. Демина. — М.: Транспорт, 1992. — 278 с.

Начальник учебной части – заместитель начальника

кафедры ВВС и РЭБ ФВО ЮФУ

подполковник

В. Кущев

Введение

В процессе эксплуатации аэродромные покрытия под воздействием климатических и эксплуатационных факторов подвергаются разрушению, что проявляется в виде различных дефектов.

Успешное выполнение задач по обеспечению постоянной готовности аэродрома к полетам достигается:

• глубоким знанием и неуклонным выполнением всем личным составом установленных Руководством по эксплуатации аэродромов авиации Вооруженных Сил (РЭА-93) [1];

• постоянной профилактической работой по предупреждению предпосылок к летным происшествиям и устранению недостатков в инженерно-аэродромном обеспечении полетов;

• высокой организацией труда личного состава, постоянным изучением и внедрением передового опыта;

• высокой ответственностью всего личного состава за безопасность и регулярность полетов самолетов;

• содержанием в исправном состоянии аэродромно-эксплуатационной техники и умелым ее использованием в работе;

• бережным хранением, правильным использованием и экономным расходованием материальных и денежных средств.

Вопросы занятия

Вопрос № 1. Организация ремонта, содержания и предполетной подготовки искусственных покрытий взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянки

Постоянную эксплуатационную готовность аэродромных покрытий обеспечивают своевременным проведением комплекса работ по эксплуатационному содержанию и ремонту покрытий.

Содержание покрытий заключается в их повседневном осмотре и эксплуатационном уходе.

При осмотре покрытий особое внимание уделяют осевому и взлетно-посадочным участкам взлетно-посадочных полос, подвергающимся наибольшему эксплуатационному воздействию. Повседневный осмотр покрытий производят в утренние часы, а в дни полетов — перед их началом, в ходе и после полетов. Эксплуатационный уход за покрытиями всех типов включает:

• очистку поверхности от посторонних предметов, снега и гололедных образований;

• уборку воды из пониженных мест;

• обновление маркировки покрытий;

• устранение мелких дефектов.

В некоторых случаях производят мойку и поливку покрытий.

Периодический осмотр покрытий производят осенью перед началом зимней эксплуатации, весной после весенней распутицы, а также после стихийных бедствий. В результате этих осмотров составляют ведомость дефектов, обнаруженных вновь и не устраненных после предшествующей дефектовки. Изменения состояния покрытия отмечают на дефектовочном плане.

Дефекты устраняют в результате проведения текущего или капитального ремонтов. Ремонт покрытий состоит из подготовительных и основных работ (см. рис.3.13).

Текущий ремонт проводят в перерывах между полетами авиации, без прекращения летной работы на аэродроме, а капитальный  с прекращением летной работы на период ремонта.

Ограниченность времени, отводимого на текущий ремонт покрытий, необходимость поддержания их в постоянной эксплуатационной готовности обуславливают требования проводить такой ремонт в сжатые сроки, квалифицированно и с высоким качеством. Текущий ремонт включает проведение небольших по объему работ (на площади, как правило, не более 1000 кв.м), связанных с устранением появившихся на покрытии повреждений в виде отслаивания и выкрашивания его верхнего слоя, выбоин, раковин, трещин, сколов кромок, отколов углов и краев плит, вертикальных смещений плит, разрушений заполнителя швов, с заменой полностью или частично разрушившихся плит новым бетоном или сборными элементами и плитами.

Текущий ремонт покрытий должен производиться силами и средствами аэродромно-эксплуатационных подразделений немедленно, как только будут обнаружены дефекты.

Рис. 3.13. Порядок ремонта искусственных аэродромных покрытий

Капитальный ремонт покрытий заключается в выполнении значительных объемов работ: по устройству нового слоя покрытия или выравнивающего слоя при разрушении на больших площадях, исправлению участков с вертикальным смещением плит (более 1% общего количества плит в покрытии), замене разрушившихся плит новыми (более 1% общего количества плит в покрытии) с восстановлением искусственного основания, а при необходимости — и дренажно-водосточной системы. К капитальному ремонту относятся также усиление (наращивание) существующего цементобетонного или железобетонного покрытия цементобетонном, железобетоном или асфальтобетоном.

Методы и технология работ при капитальном ремонте покрытий такие же, как и при текущем ремонте, только при капитальном ремонте в большей степени можно применить высокопроизводительные машины и механизмы для приготовления, транспортировки и укладки ремонтных материалов.

Капитальный ремонт может производиться как аэродромно-эксплуатационным подразделением, так и специализированными организациями, например, инженерно-аэродромной частью в зависимости от объемов и видов работ.

Строгое соблюдение всех правил выполнения ремонтных работ во многом определяет их качество, долговечность отремонтированных участков и как следствие этого — долговечность всего покрытия, на котором производится ремонт, безопасность производства полетов на нем.

Подвопрос № 1.1. Виды деформаций и разрушений искусственных аэродромных покрытий, причины их возникновения

За последние годы широкое распространение получили железобетонные покрытия из сборных предварительно напряженных плит типа ПАГ.

К наиболее характерным деформациям и разрушениям покрытий относятся (см. рис.3.14):

• шелушение (отслаивание) и выкрашивание верхнего слоя покрытия;

• образование выбоин, раковин и трещин;

• отколы углов и краев плит;

• вертикальное смещение плит;

• разрушение стыковых соединений;

• сколы кромок плит;

• разрушение заполнителей швов.

Рис. 3.14. Основные дефекты покрытий аэродрома

1 – шелушение поверхности; 2 – нахлест резинобитумного вяжущего;

3 – трещины (с растрескиванием бетона); 4 – оголение арматуры; 5 – сколы кромок плит;

6 – раковины

Шелушение и выкрашивание покрытия  это механическое разрушение верхнего слоя на глубину 3-10 мм. При несвоевременном ремонте эти повреждения становятся очагами выбоин, оголения арматуры, проломов плит и других дефектов, ведущих к разрушению покрытия. Шелушение и выкрашивание вызываются следующими причинами:

• применением бетона низкого качества;

• нарушением технологии отделки поверхности покрытия;

• неудовлетворительным уходом за бетоном;

• применением агрессивных химических реагентов для борьбы с гололедом;

• твердением бетона при температуре наружного воздуха ниже 0°С;

• действием высокой температуры и силы газовой струи авиационных реактивных двигателей.

Применение бетона низкого качества. В верхнем слое покрытия плохо связанный с заполнителем цементный камень под действием атмосферных факторов (замерзание и оттаивание воды, скапливающейся на покрытии) или внешней нагрузки сначала растрескивается, а затем отслаивается и выкрашивается.

Нарушение технологии отделки поверхности покрытия. Для создания ровности покрытия уложенную бетонную смесь нередко заглаживают или затирают иногда с добавлением воды, цемента и песка. В результате создается непрочный, пористый и плохо схватывающийся с нижележащей бетонной смесью слой, который впоследствии под действием нагрузок быстро отслаивается, и образуется неровная поверхность с оголенным крупным заполнителем.

Неудовлетворительный уход за бетоном в начальный период его твердения. В жаркую или сухую ветреную погоду, когда происходит интенсивное испарение влаги из свежеуложенного бетона, отсутствие надлежащего ухода за ним (систематического увлажнения или предохранения различными способами от быстрого высыхания) приводит к образованию на поверхности покрытия большого количества мелких усадочных трещин, которые и способствуют началу процесса отслаивания поверхностного слоя бетона.

Применение агрессивных химических реагентов для борьбы с гололедом. Некоторые химические реагенты, применяемые для борьбы с гололедом на аэродромах, например реагент НКМ (соединение нитрата кальция с мочевиной химическая формула Ca (NO₃)₂ 4 CO (NH₂)₂), коррозируют цементобетон. Поэтому их используют только для борьбы с гололедом на асфальтобетонных покрытиях. Применять их на цементобетонных покрытиях запрещено. Нарушение этого условия приводит к шелушению и выкрашиванию поверхностного слоя покрытий, и особенно интенсивно этот процесс происходит, если такие реагенты применяют многократно.

Твердение бетона при температуре наружного воздуха ниже 0 °С. В таких условиях бетон набирает прочность крайне медленно, что приводит к снижению его качества и как следствие этого  к быстрому разрушению поверхности покрытия, проявляющемуся в виде выкрашивания и шелушения.

Действие высокой температуры и газовой струи от реактивных двигателей самолетов и тепловых машин на поверхностный слой покрытия особенно оказывается при длительной работе последних на одном месте. В верхнем слое покрытия вначале образуется множество трещин, а затем происходит отрыв из покрытия частиц в виде пластинок толщиной 2-3 мм.

Выбоины возникают в результате наличия малопрочных участков бетона с отслоившимся или выкрошившимся верхним его слоем. Многократное приложение колесных нагрузок приводит к углублению уже имеющихся на покрытии разрушений или к образованию новых. Выбоины обычно имеют овальное очертание и глубину 3-5 см.

Раковины образуются в случае слабого сцепления крупного заполнителя с цементным камнем при недостаточной морозостойкости крупных заполнителей или из-за попадания в верхний слой бетонного покрытия кусков грунта, древесины и других включений, легко разрушаются от действия воды и морозов.

Трещины  наиболее распространенный вид разрушения покрытий, вызываемый появлением в бетоне напряжений, превышающих предел его прочности. Такие напряжения в бетоне являются следствием: различных деформационных процессов, происходящих в основании покрытия, усадки бетона при его твердении, резких температурных колебаний покрытия и воздействия на него внешних нагрузок.

Деформационные процессы, происходящие в основании покрытий, проявляются в виде просадок или вспучивания подстилающих грунтов, возникающих вследствие недостаточного уплотнения их при производстве работ, неравномерного увеличения объема при переувлажнении, пучинистых явлений при замораживании и оттаивании и др. Деформация основания ведет к образованию на покрытии поверхностных и сквозных трещин различной формы и размеров, излому плит, осадке, их перекосу и короблению.

Усадка бетона, превышающая допустимые пределы, является результатом плохого подбора состава смеси или несоблюдения правил ухода за бетоном в начальный период твердения. При усадке бетона на покрытии образуется густая сетка волосных трещин, развивающихся в различных направлениях по всей площади плиты. Позднее волосные трещины могут перерасти в поверхностные или даже сквозные.

Колебания температуры бетонных плит в результате сезонных и суточных колебаний температуры воздуха сопровождаются изменением их линейных размеров. Действия сил трения между нижней поверхностью плиты и основанием, отсутствие необходимого количества температурных швов или плохая конструкция стыковых соединений в них препятствуют свободному изменению линейных размеров плит. В результате на покрытии появляются трещины, главным образом поперечные, раскалывающие его на отдельные части.

Трещины от действия внешних нагрузок наиболее интенсивно развиваются в местах приложения подвижных многократно повторяющихся нагрузок, вызывающих значительные растягивающие напряжения. Наибольшее количество трещин проявляется на магистральных рулежных дорожках и других интенсивно эксплуатируемых участках покрытия, а также на угловых и краевых участках плит, если они не усилены арматурой или подшовными плитами.

Причиной образования трещин является также эксплуатация покрытий нагрузками, значительно превышающими допустимые расчетные.

Отколы углов и краев плит являются дальнейшим развитием трещин под действием внешних нагрузок. Обычно укладку бетонной смеси и ее уплотнение в углах и краях плит из-за некоторого неудобства работ производят менее тщательно, чем на ее центральной части. В результате бетон на таких участках плиты оказывается менее прочным.

Кроме того, при вымывании основания из-под покрытия чаще всего провисают углы и края плит. Действие внешней нагрузки на более слабые и притом работающие как консоль части плит приводит к их облому. Отколы плит происходят также в местах стыковых соединений, где неправильно установлены штыри (с перекосом или в разных плоскостях).

Вертикальное смещение плит. Неровности на покрытии в виде уступов, просадок и т.д. ухудшают условия взлета и посадки самолетов с покрытия, и способствует его разрушению.

Вертикальные смещения плит образуются главным образом вследствие деформационных процессов, происходящих в основании покрытий, описанных выше, и некачественной укладки бетонной смеси или сборных элементов в покрытие.

Разрушение стыковых соединений происходит главным образом под действием внешних нагрузок, при деформациях плит, вызываемых пучением грунтов основания и температурными напряжениями.

Разрушение стыковых соединений начинается обычно с обломов кромок, образующих паз шпунтового соединения или паз соединения на вкладышах и шпонках. Затем происходит откол зуба шпунта или полок вкладышей. Разрушение штыревых соединений начинается с образования трещин вдоль линии размещения штырей, а затем оно перерастает в сколы краевых участков плит, соединенных штырями. Чаще всего разрушение штыревых соединений является следствием смещения штырей от проектного положения при бетонировании.

Разрушение кромок плит происходит чаще всего в тех случаях, когда швы в покрытии нарезаны не полностью, со смещением пазов в сторону от заложенных в покрытие деревянных прокладок, а также когда покрытие каким-либо образом замоноличено или при недостаточной ширине швов расширения.

Скалывание кромок может происходить под действием внешних нагрузок у широких (температурных) швов, не доверху заполненных мастикой, и на участках с неровностями в виде уступов между плитами.

Распространены случаи сколов кромок плит вследствие некачественной очистки швов перед заполнением их мастикой. При этом камневидные материалы, попавшие в шов, заклинивают его и при температурных подвижках плит вызывают сколы кромок.

Разрушение заполнителя швов проявляется в виде его выкрашивания, выплавления и выдувания. Выкрашивание происходит обычно при отрицательных температурах наружного воздуха, когда заполнитель теряет эластичность, становится хрупким. Выплавление и выдувание — результат действия на заполнитель горячих газов, выходящих из реактивных двигателей. В жаркие дни заполнитель может расплавляться и под действием солнечных лучей. В большинстве случаев разрушение заполнителя является главным образом следствием его недостаточной температуроустойчивости и пластичности. Выкрашивание, отслоение и последующее выдувание заполнителя может быть следствием нарушения технологии заливки швов — без очистки их от пыли и без обработки праймером.

Подвопрос № 1.2. Производство работ по эксплуатационному содержанию искусственных аэродромных покрытий

Асфальтобетонные покрытия

Раковины, образовавшиеся в результате выкрашивания отдельных щебенок, очищают от пыли и грязи щетками, грунтуют 50% раствором битума или РБВ и заполняют пескобитумной смесью, которую на месте приготавливают вручную из горячей грунтовки или горячего битума и сухого песка. Пескобитумную смесь уплотняют ручной трамбовкой.

Трещины шириной до 1 мм без продувки промазывают горячей грунтовкой, присыпают мелким горячим песком и затирают горячим «утюгом».

Указанные выше работы выполняют в сухую погоду на теплом покрытии по окончании зимнего сезона, а затем по мере обнаружения — при предполетных осмотрах покрытия.

Цементобетонные покрытия

Особенности содержания цементобетонных покрытий включают:

• уход за швами и сквозными трещинами;

• проведение защитной пропитки поверхности покрытий нефтеполимерными и другими составами.

Уход за швами и сквозными трещинами заключается в удалении (срезании) лишнего и дозаливке недостающего в них заполнителя. Излишки возвышающегося над поверхностью покрытия заполнителя срезают лопатами, а дозаливку недостающего производят на незагрязненных участках с помощью заливщиков швов или леек.

Защитную обработку поверхности покрытий пропиточными составами производят с целью повышения их стойкости к воздействию погодно-климатических и эксплуатационных факторов. Эти работы выполняют на вновь уложенных покрытиях, на покрытиях с большим количеством усадочных трещин и на участках покрытий после удаления прошелушившегося поверхностного слоя цементобетона. Защитной пропитке подвергают сухие чистые бетонные поверхности.

Облегченные аэродромные покрытия

Содержание покрытий включает:

• очистку механическими щетками от пыли, грязи и слабо связанного с покрытием материала присыпки;

• периодическую укатку в теплое время года катками на пневматических шинах;

• присыпку песком с последующим прикатыванием катками участков с избыточным количеством вяжущего материала в слое поверхностной обработки;

• удаление воды из пониженных мест.

Упрощенные аэродромные покрытия

Содержание упрощенных покрытий включает выполнение работ по уплотнению и укатке покрытий, уборку посторонних предметов (камней, щебня и пр.), обеспечение водоотвода с поверхности покрытия, уход за дерновым покровом.

Подвопрос № 1.3. Производство работ по ремонту цементобетонных аэродромных покрытий

Ремонт участков покрытия с отслоившимся и выкрошившимся верхним слоем

Ремонт мест с поверхностным разрушением бетонного покрытия на глубину до 5 мм заключается в удалении отслоившихся частиц верхнего слоя покрытия с последующей защитной пропиткой его нефтеполимерными составами.

Ремонт мест с поверхностным разрушением бетонного покрытия на глубину до 10 мм заключается в создании взамен разрушившегося нового верхнего слоя, прочность которого и сцепление со старым бетоном предотвращает дальнейшее разрушение покрытия.

Такой защитный слой в виде коврика на взлетно-посадочных полосах устраивают из материалов, приготовленных на основе полимерных вяжущих (эпоксидные, полиэфирные смолы и др.), а на рулежных дорожках и местах стоянки самолетов — на основе резинобитумного вяжущего.

Подготовка поверхности разрушившегося покрытия к ремонту включает следующие работы:

удаление отслоившегося и выкрошившегося верхнего слоя бетона специальными (фрезерными или шероховальными) машинами или ручным инструментом;

удаление с поверхности покрытия пыли и мусора путем очистки, продувки и промывки ее поливомоечными машинами, вакуумно-уборочной машиной, а на небольших площадях – ручными металлическими щетками с продувкой с помощью компрессорной станции;

просушка поверхности покрытия после выпадения осадков или ее промывки.

Устройство коврика из полимерных вяжущих включает приготовление и нанесение эпоксидного клея на поверхность бетона, а затем равномерную присыпку поверхности эпоксидного клея слоем песка и каменой мелочи с последующим уплотнением ручными катками.

Эпоксидный клей наносится на подготовленную поверхность старого бетона равномерным слоем с расходом клея не более 1 кг на 1 м² обрабатываемой поверхности покрытия. Вслед за этим вручную с помощью сит-носилок производят равномерное распределение смеси крупнозернистого песка с цементом в соотношении 3:1, которую сразу же уплотняют ручными катками. После твердения защитного коврика, остатки смеси песка с цементом сметаются с поверхности покрытия.

Устройство коврика из резинобитумного вяжущего (РБВ) производят в следующей последовательности. На подготовленную поверхность старого бетона наносят грунтовочный слой холодной мастики «Изол» или подогретый праймер (50%-ый раствор РБВ в бензине или керосине) с расходом 0,3-0,5 л/м². Вслед за этим с помощью заливщиков швов или леек на подгрунтованную поверхность бетона разливают предварительно разогретое резинобитумное вяжущее и с помощью скребков равномерно его распределяют. Затем по горячему РБВ ровным слоем рассыпают подогретую до температуры плюс 150-170 °С смесь крупнозернистого песка с цементом в соотношении 3:1 с последующим вдавливанием ее с помощью ручных катков.

Во всех случаях при устройстве коврика вновь уложенный слой ремонтного материала после уплотнения должен быть на одном уровне с поверхностью покрытия.

Заделка выбоин и раковин на покрытии

Ремонт участков плит покрытия, осуществляется путем удаления (вырубки) малопрочного слоя бетона и последующей заделки дефектного места асфальтобетоном, полимербетоном или высокопрочным цементобетоном с использованием для склейки старого и нового бетона эпоксидного или коллоидного цементного клея.

Выбоины и раковины заделывают следующим образом. Поврежденное место оконтуривают нарезчиком швов на глубину 3-5 см. Затем с помощью пневмоинструмента внутри контура вырубают бетон на глубину дефекта, обычно 7-10 см. Стенки вырубки должны быть вертикальными или наклонными под углом, образующими уширение к низу. После тщательной очистки вырубленного места от осколков бетона и пыли, грунтуют стенки и дно вырубки тонким слоем эпоксидного клея. Вслед за этим в вырубку укладывают приготовленную полимербетонную смесь на основе эпоксидной смолы. Эту работу необходимо выполнять не позднее 20-30 мин после обработки поверхности полимерным клеем. Уложенный полимербетон разравнивают рейками или скребками. Затем на поверхность ремонтируемого участка наносят с помощью сит-носилок слой песка и уплотняют ручными катками или трамбовками.

При использовании ремонтных смесей из асфальтобетона, щебня с битумом выбоины и раковины, образующиеся на рулежных дорожках, после их оконтуривания, вырубки и очистки от осколков бетона и пыли обрабатывают тонким слоем праймера на основе РБВ с расходом 0,3-0,5 л/м². Затем на подгрунтованную поверхность укладывают в один слой горячую песчаную или мелкозернистую асфальтобетонную смесь, черный щебень или черную каменную мелочь. Уложенный материал укатывают 5-тонными катками или уплотняют ручными трамбовками в зависимости от площади выбоины.

Глубокие выбоины на ВПП заделывают литым или жестким высокопрочным бетоном с жесткостью 20-30 с. После очистки вырубленного места стенки и дно обильно увлажняют водой в течение нескольких часов. Затем на увлажненную поверхность наносят тонкий слой цементопесчаного раствора в соотношении 1:1, приготовленного на цементе М500 или М600 с В/Ц-0,35. Вслед за этим укладывают приготовленный к этому времени литой или жесткий высокопрочный бетон.

Склеивание свежеуложенного жесткого бетона со старым также производят путем нанесения на сухие стенки вырубленного участка тонкого слоя эпоксидного клея. Крупность щебня в бетонной смеси при заделке выбоины не должна превышать 10-20 мм. Уложенную смесь уплотняют трамбовками или площадными вибраторами, а поверхность отделывают с помощью жестких волосяных щеток и реек с резиновой лентой. При укладке литого бетона уплотнение не требуется.

Уход за бетоном после укладки осуществляется путем систематического увлажнения его водой по уложенным по поверхности мешковине, рогоже или слою песка. Для укрытия также можно использовать различные пленкообразующие материалы (разжиженный бензином или керосином битум марки БН-IV в соотношении 1:1,5, битумные и дегтевые эмульсии), которые наносят на поверхность свежеуложенного бетона.

Заделка поверхностных и сквозных трещин

Мелкие поверхностные трещины в целях предотвращения развития их в глубокие, широкие и сквозные трещины заделывают путем нанесения на всю площадь поврежденного участка защитного пропиточного состава на основе нефтеполимерных смол или праймера на основе РБВ. Резинобитумное вяжущее рекомендуется применять при ремонте только рулежных дорожек.

Ремонтируемый участок покрытия с трещинами очищается от пыли и масляных пятен с помощью поливомоечных машин или волосяных и металлических щеток, промывается водой и высушивается.

При ремонте резинобитумными материалами на подготовленную сухую поверхность наносят равномерный тонкий слой праймера. При большом количестве мелких трещин праймер наносят в два слоя: первый — сразу же после просушки поверхности покрытия, а второй — после просыхания первого слоя праймера.

Сквозные трещины заделываются резинобитумными вяжущими. Предварительно трещины должны быть разделаны и тщательно очищены от каменной мелочи, пыли, грязи для обеспечения сцепления ремонтного материала с бетоном.

Разделку с целью удаления отколовшихся кусков бетона вдоль трещины выполняют пневматическим инструментом, шлифовальными машинами или вручную зубилами. Очистку и продувку трещин сжатым воздухом выполняют непосредственно перед заливкой трещин герметизирующими материалами. Для очистки трещин применяют металлические крюки.

При использовании для заделки трещин резинобитумного вяжущего подгрунтовку стенок и кромок трещин выполняют праймером. Резинобитумное вяжущее после разогрева до жидкого состояния заливают в трещины с помощью заливщика швов или леек.

Норма расхода мастики для герметизации трещин шириной 0,3-1,0 мм составляет 0,1-0,15 кг, а при ширине от 1 до 3 мм — 0,15-0,3 кг на один погонный метр трещины.

Ремонт плит, имеющих сколы углов и краев, разрушенные стыковые соединения

Плиты со сколами углов и краев ремонтируют высокопрочным бетоном с жесткостью 20-30 с, быстротвердеющим высокопрочным бетоном на портландцементе с ускорителями твердения, полимербетоном, асфальтобетоном и резинобитумными вяжущими.

При использовании быстро твердеющего и жесткого высокопрочного бетона нарезчиком швов в теле плиты у скола нарезают борозду глубиной 3-5 см. Затем с помощью пневмоинструмента вырубают место скола плиты на глубину 7-10 см и удаляют куски бетона. После очистки, промывки водой, просушки и продувки поверхности бетона в местах скола на эту поверхность наносят тонкий слой эпоксидного клея с расходом 0,4-0,6 кг/м².

Как правило, в вырубленное место дополнительно устанавливают арматурную сетку, которую приваривают к основной арматуре.

Для устройства шва у места скола укладывают доску толщиной 10-20 мм, смазанную отработанным машинным маслом или обернутую толью, рубероидом или полиэтиленовой пленкой.

В подготовленное место ремонта скола укладывают цементобетонную или полимербетонную смесь и укрепляют вибратором или вручную. На поверхность уложенной бетонной смеси наносят пленкообразующие материалы (разжиженный бензином или керосином битум марки БН-IV), а затем засыпают песком, который периодически увлажняют. Когда бетонная или полимербетонная смесь затвердеет, доску, уложенную в шов, удаляют и восстанавливают деформационный шов.

При заделке кромок плит с небольшими по площади и глубине разрушениями (до 5 см) используют резинобитумное вяжущее. Грунтовку очищенной поверхности скола в этом случае выполняют праймером.

В качестве временной меры, имеющей целью быстро отремонтировать дефектные места на рулежных дорожках и предотвратить дальнейшее разрушение плит, допускают заделку сколов углов и краев плит холодной или горячей асфальтобетонной смесью, литым асфальтом, щебнем или каменной мелочью, обработанных битумом.

Технология ремонта с применением этих материалов аналогична заделке выбоин на покрытии.

Ремонтировать монолитные бетонные покрытия со сколами плит, как со штыревыми соединениями, так и со сквозными швами можно путем замены разрушившейся части покрытия сборными железобетонными плитами типа ПАГ, если их размер соизмерим с дефектным местом.

Ремонт покрытия включает три операции: удаление разрушившегося бетона, заделку проемов сборными железобетонными плитами и изоляцию стыка между монолитными и сборными элементами покрытия.

Устранение превышения кромок плит и выравнивание поверхности покрытия

Превышения кромок плит, образующие на покрытии поперечные и продольные уступы, устраняются путем их шлифования машинами ударного действия или заделкой пониженных мест и неровностей различными ремонтными материалами.

Перед заделкой пониженных мест ремонтными материалами на основе эпоксидных смол на поверхность той части покрытия, которая подлежит выравниванию, наносится насечка пневматическим инструментом для лучшего сцепления укладываемых материалов со старым бетоном.

Дальнейшие работы: очистка, промывка, просушка поверхности и грунтовка ее, а также укладка выравнивающего слоя — выполняется так, как и при ремонте поверхностных разрушений бетонных и железобетонных покрытий.

Восстановление заполнения швов герметизирующим материалом

Восстановление заполнения швов производят в следующей последовательности. Из шва удаляют остатки старого заполнителя, грязь и выкрошившийся бетон с помощью металлических щеток, крючков и сжатого воздуха. Затем на очищенную поверхность стенок шва наносят тонкий слой праймера с расходом 0,3-0,5 л/м².

После этого с помощью заливщика швов или леек шов заполняют резинобитумным вяжущим, разогретым до температуры 180-220 °С в установке для разогрева битума или битумных котлах или другим герметизирующим материалом.

Ремонт участков с просевшими плитами

Пониженные места, образовавшиеся на покрытии в результате просадки на глубину до 10 см, могут быть устранены путем выравнивания поверхности различными ремонтными материалами, а при глубине более 10 см — наращиванием нового слоя бетона после устранения причины просадки.

При наращивании покрытия на поверхности осевшей плиты делают насечку, и после очистки производят выравнивание поверхности ремонтными составами на основе эпоксидных смол, так же как и при ремонте поверхностных разрушений бетонных покрытий.

Наращивание нового слоя бетона производят литым или жестким высокопрочным бетоном, так же как и при ремонте глубоких выбоин.

Замена разрушенных плит

Замена разрушенных плит может осуществляться двумя способами:

• с использование монолитного бетона;

• укладкой сборных железобетонных плит типа ПАГ.

Первый способ ремонта применяют в тех случаях, когда может быть прекращена эксплуатация цементобетонного покрытия не менее чем на 8-10 часов.

Этим способом, главным образом, ремонтируют покрытия РД и МС при замене части разрушенной плиты.

При подготовке места для бетонирования с помощью пневмоинструмента (бетоноломы, отбойные молотки) взламывают часть или всю поврежденную плиту, удаляют разрушенный бетон, ремонтируют основание и обрабатывают праймером грани смежных плит.

Бетонную смесь приготавливают на высокопрочных (марки М500 или М600) быстротвердеющих портландцементах или глиноземистом цементе. Водоцементное отношение должно быть не более 0,35-0,40.

Бетонную смесь укладывают обычным способом с тщательным уплотнением глубинными вибраторами и виброрейкой.

После окончания ремонта с использованием бетона на быстротвердеющем цементе эксплуатация покрытия допускается не ранее, чем через 6 часов при температуре воздуха более 15 °С. С понижением температуры окружающего воздуха срок выдержки бетона увеличивается до 8-10 часов.

Второй способ ремонта покрытия позволяет выполнять работы по замене разрушенных плит как монолитного, так и сборного покрытий в минимально короткие сроки и начать эксплуатацию покрытий сразу после окончания ремонта.

При выполнении подготовительных работ на монолитных плитах, подлежащих частичной замене, нарезают борозду глубиной 3-5 см с помощью нарезчика швов и с помощью пневмоинструмента вырубают дефектный участок покрытия.

При замене сборных плит покрытия удаляют заполнитель швов, разрезают места соединения стыковых скоб. Затем из покрытия удаляют разрушившуюся плиту, обломки бетона, ремонтируют и уплотняют основание.

Новую плиту вначале пробуют укладывать на основание. Эту операцию выполняют с целью проверки соответствия размеров плиты размерам места укладки, а также плотность прилегания ее к основанию. Во время опускания плита должна находиться в положении, параллельном основанию. При необходимости исправляют подготовленное основание, после чего плиту окончательно укладывают на место. По вновь уложенным плитам делают несколько проходов гружеными автомашинами или пневмошинными катками. После укладки плит сваривают стыковые соединения скоб и заделывают швы.

Таким же методом могут устраняться превышения кромок плит и выравнивание поверхности покрытия.

Подвопрос № 1.4. Производство работ по ремонту асфальтобетонных аэродромных покрытий

Текущий ремонт асфальтобетонных покрытий включает устранение выбоин, крупных раковин, выжигов, выкрашиваний, просадок, волн, сдвигов, колей и трещин.

Для ремонта покрытия применяют асфальтобетонные смеси заводского приготовления, соответствующие ГОСТ 9128-84. Желательно применять мелкозернистые смеси типов А или Б и песчаные типа Г. Допускается применение смеси типов В и Д. Марки смесей по возможности должны быть наиболее высокими.

В тех случаях, когда асфальтобетонные заводы, расположенные вблизи аэродрома, выпускают не асфальтобетонные, а дегтебетонные или дегтеасфальтобетонные смеси, они допускаются к применению для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий.

При отсутствии асфальтобетонных заводов в районе аэродрома приготовление небольших объемов асфальтобетонных смесей производят на месте.

При ремонте асфальтобетонных покрытий соблюдают следующие требования:

• работы проводят в сухую погоду (нельзя работать во время дождя или снегопада, в сырое время года покрытие должно быть просушено с помощью тепловой машины);

• при температуре воздуха плюс 5 °C и выше применяют горячие смеси и разогретый вязкий битум БНД 60/90 или БНД 90/130, а при температуре ниже плюс 5 °C — минус 15 °C — теплые смеси, разогретый и разжиженный битум БНД 60/90 или БНД 90/130 или разогретые вязкие битумы БНД 130/200, БНД 200/300 и жидкие битумы марок СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/200;

• температура горячей асфальтобетонной смеси при укладке должна быть не ниже 120 °C, теплой — 100 °C;

• инструмент для работы с асфальтобетонными смесями и отделки поверхности (металлические утюги, лопаты, грабли) должен быть подогрет в передвижной жаровне на колесах. Запрещается подогревать инструмент на кострах;

• вырубленный асфальтобетон собирают и складируют для последующего вторичного использования.

Устранение выбоин и крупных раковин

Устранение производят ямочным ремонтом покрытия, который проводится в такой последовательности:

• поврежденное место отмечают прямыми линиями, образующими прямоугольник;

• по этим линиям производят вырубку асфальтобетона на глубину выбоины или раковины;

• вырубку тщательно очищают, продувают сжатым воздухом и смазывают разжиженным в бензине битумом с расходом 0,2-0,3 л на 1 м²;

• при температуре воздуха 5 °C и более в вырубку слоями толщиной до 50 мм укладывают горячую асфальтобетонную смесь, которую послойно уплотняют нагретыми металлическими трамбовками, а при большой площади ремонта — катками, и заглаживают горячими металлическими утюгами сопряжение отремонтированного места со старым покрытием;

• при температуре воздуха ниже плюс 5 °C, но не ниже минус 15 °C после очистки вырубки ее прогревают тепловой машиной, после чего немедленно промазывают разжиженным битумом, укладывают в вырубку теплый асфальтобетон, уплотняют его и затирают места сопряжения горячим утюгом.

Устранение просадки и колей глубиной более 30 мм

Просадки и колеи ликвидируют путем укладки на дефектное место двух слоев асфальтобетона, нижнего и выравнивающего. Работы производят в такой последовательности:

• прямыми линиями оконтуривают просевший участок покрытия и по его границам полосой вырубают асфальтобетон на глубину не менее 30 мм;

• очищают место вырубки и сохраняемую поверхность просевшего покрытия и смазывают их разжиженным битумом;

• укладывают на ремонтируемое место нижний слой асфальтобетонной смеси и выравнивают с таким расчетом, чтобы после уплотнения его поверхность находилась на 30-50 мм ниже требуемой;

• после уплотнения нижнего слоя укладывают и уплотняют верхний, выравнивающий слой.

На участках с просадкой глубиной менее 30 мм асфальтобетон вырубают по всей площади и укладывают только один выравнивающий слой.

Ликвидацию просадок, когда площадь участков велика, проводят при капитальном ремонте покрытия.

Устранение выжигов

Участки с выжженной поверхностью, с начавшимся выкрашиванием асфальтобетона, а также места покрытия, на которых остались отпечатки шин, очищают от грязи, промазывают разогретым битумом, присыпают каменными высевками или крупнозернистым песком и укатывают катками. При возможности применяют высевки и крупнозернистый песок, обработанный битумом.

Устранение волн и сдвигов

Волны и сдвиги на небольших участках устраняют вырубкой асфальтобетона на глубину не менее 30 мм с последующим заполнением этих мест асфальтобетонной смесью. Если волны и сдвиги образовались на значительной площади, то проводят замену асфальтобетона на всем участке.

Заделка трещин

Заделку трещин начинают с очистки от пыли, грязи и осколков асфальтобетона вначале металлическими крючками и затем сжатым воздухом. Трещины шириной до 5 мм с помощью жесткой щетки промазывают разогретым битумом БНД 60/90 или БНД 90/130. Трещины шириной 5-10 мм заполняют горячей смесью битума и минерального порошка в пропорции 1:1, а шириной более 10 мм — песчаной асфальтобетонной смесью. В трещинах смеси уплотняют проволочными крюками или металлическими пластинами соответствующей толщины. Затем места ремонта трещин затирают горячим песком с помощью горячего металлического утюга.

Если трещины образуют на поверхности участки площадью менее 500 см², то асфальтобетон на этих участках вырубают на глубину трещины и проводят ямочный ремонт поверхности.

Если покрытие сильно изношено и разрушение его проходит с такой большой интенсивностью, то текущим ремонтом не обеспечивается поддержание его в эксплуатационном состоянии, назначают капитальный ремонт, при котором проводят укладку нового слоя асфальта.

Подвопрос № 1.5. Производство работ по ремонту металлических аэродромных покрытий

В процессе осмотров металлических покрытий проверяют:

надежность стыковых соединений плит (закрепление торцевых планок, запорных вкладышей);

состояние и целостность элементов стыков (крюков, перемычек, фиксаторов, кромок плит);

величину волнообразных деформаций;

состояние крепления продольных и торцовых кромок покрытия и сопряжений взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек и мест стоянки.

Обнаруженные в ходе осмотров дефекты устраняют следующим образом:

• отдельные трещины на плитах заваривают с помощью электро- или газосварки;

• приподнятые продольные кромки покрытия крепят проволочными скрутками к кольям или дополнительно устанавливают анкеры;

• небольшие отгибы кромок плит выправляют молотком;

• вышедшие из зацепления крепежные элементы плит К-1Д (фиксаторы) восстанавливают на их прежнем месте, выступающие консоли перекошенных крюков выправляют.

Текущий ремонт покрытия заключается в замене плит 4-й и 5-й категорий износа и восстановлении основания под плитами.

Извлечение отдельной плиты К-1Д из покрытия в целях ее замены выполняют в такой последовательности:

• удаляют в извлекаемой и соседней плите, перекрывающей ее торец, торцовые планки;

• утапливают с помощью рычага все фиксаторы, препятствующие сдвижке этих двух плит;

• сдвигают обе плиты до выхода их крюков из пазов соседних плит;

• освобождают торец извлекаемой плиты, приподняв ломом торец соседней плиты;

• приподнимают края соседних плит и вынимают плиту из покрытия.

Разборку участка покрытия производят после извлечения одного ряда плит и раскрепления продольных кромок покрытия на разбиваемом участке.

Укладку новой плиты, на место извлеченной производят в обратном порядке. При этом фиксаторы укладываемых плит К-1Д необходимо заранее утопить с помощью рычага, а после укладки плит на место поднять их тем же рычагом.

Допускается в виде исключения укладка в покрытие плит с отломанными фиксаторами. В этом случае при сборке покрытия производится сдвижка нескольких рядов плит в одну сторону, а затем такого же числа рядов в другую.

Последовательность разборки покрытия из плит АСП-4:

• кромки покрытия в границах ремонтируемого участка освобождают от крепления;

• в центре участка при помощи бульдозера выдвигают один или несколько рядов плит;

• покрытие разбирают в обе стороны от вскрытого проема.

Плиты 3-й и 4-й категории износа подлежат ремонту. Ремонт включает:

• правку общих продольных деформаций и местных повреждений (ликвидация отгибов полок элементов стыков плит АСП-4, восстановление формы крюков, фиксаторов, углов плит К-1Д и т.д.);

• сварочные работы.

Правку местных деформаций плит, а также общих продольных деформаций (если объем работ небольшой) производят вручную. При большом объеме ремонтных работ для правки плит К-1Д применяют специальные правильные машины.

При выполнении сварочных работ особое внимание обращают на правильное положение привариваемого элемента плиты (полки стыка, крюка или фиксатора), на качество поверхности сварного шва, который во избежание порезов пневматиков авиаколес не должен иметь острых выступающих кромок.

Отремонтированные плиты можно использовать для повторной укладки в покрытие на рулежных дорожках, местах стоянки и на крайних по ширине участках взлетно-посадочной полосы; их использование на среднем участке взлетно-посадочной полосы шириной, равной 1/3 ширины, не допускается.

Восстановление основания покрытия, заключающееся в подсыпке грунта или материала искусственного основания и его уплотнении, производят при образовании блюдец и зависаний покрытия и совмещают с заменой дефектных плит. После восстановления основания и укладки плит производят прикатку покрытия до полной его осадки. Ремонт сопряжений кромок покрытий с грунтовой частью летного поля состоит в подсыпке, планировке и укатке грунта.

Подвопрос № 1.6. Производство работ по ремонту упрощенных аэродромных покрытий

Ремонт упрощенных покрытий включает выполнение работ по восстановлению дернового покрова, заделку выбоин, колей и просадок.

Исправление неровностей поверхности покрытия включает:

• рыхление верхнего слоя покрытия рыхлителей, дисковыми или зубовыми боронами;

• увлажнение рыхлительного слоя до оптимальной влажности грунта и перемешивание его дисковыми боронами или автогрейдером;

• планировку слоя автогрейдером и уплотнение его катками на пневматических шинах до плотности не ниже 0,98 от максимальной стандартной.

Заделку колей и выбоин в покрытии выполняют в следующем порядке:

• дефектный участок и окружающую часть покрытия вскрывают с помощью рыхлителя и автогрейдера или вручную с устройством выемки прямоугольного очертания с вертикальными стенками;

• выемку очищают от каменных материалов и грязи;

• дно и стенки выемки смачивают водой;

• выемку заделывают смесью каменных материалов с грунтом при оптимальной влажности с тщательным послойным ее уплотнением трамбовка.

Просадки покрытия, которые, как правило, возникают от переувлажненного основания, устраняют в такой последовательности:

• устанавливают и устраняют причину переувлажнения;

• выбирают покрытие на всей площади просадки;

• заменяют переувлажненный грунт в основании грунтом с оптимальной влажностью и уплотняют его;

• по уплотненному основанию укладывают покрытие.

При заделке небольших по площади участков смесь готовят в стороне от дефектных мест. При разрушениях на значительных площадях приготовление ремонтного материала производят на месте укладки смеси. Для этого на подготовленное и уплотненное грунтовое основание в расчетном количестве укладывают каменный материал, а поверх него слой оптимальной грунтовой смеси. Перемешивание производят дисковыми боронами, разрыхлителями или другими смесителями. После предварительной планировки смеси автогрейдерами покрытие уплотняют и выравнивают чередующимися проходами катков на пневматических шинах и планировочных средств. Катки применяют вначале легкие (для первых 4-6 проходов), затем средние или тяжелые (для последующих 6-10 проходов).

Для ремонтных работ применяют смесь, аналогичную той, из которой состоит покрытие, или специальную смесь из местных каменных материалов. Оптимальную грунтовую смесь подбирают исходя из гранулометрического состава местных грунтов и имеющихся добавок.

При подборе оптимальной грунтовой смеси в тяжелые грунты добавляют песок, в легкие — суглинок.

Подвопрос № 1.7. Производство работ по ремонту облегченных аэродромных покрытий

Ремонт покрытий из минеральных материалов и грунтов, укрепленных органическими вяжущими

Текущий ремонт покрытий из минеральных материалов и грунтов, укрепленных органическими вяжущими, включает:

• заделку выбоин, колей, трещин, а также срывов верхнего слоя покрытий;

• устранение неровностей на отдельных участках;

• восстановление слоя поверхностной обработки.

Работы по текущему ремонту производят сразу после появления повреждений на покрытии в сухую погоду при температуре воздуха не ниже плюс 5 °С. Кроме того, весной после оттаивания и просыхания грунта, а также осенью до наступления дождей производят тщательный осмотр покрытия и ремонт всех дефектных участков.

Для текущего ремонта эксплуатируемых черных покрытий создают годовые запасы ремонтного материала в следующих количествах на 100 тыс. м² покрытия:

для покрытий, построенных способом смешения на месте грунтогравийного и грунтощебеночного материала или грунта, обработанного жидким битумом,  50 м³ и жидкого битума  10 т;

для покрытий, построенных способом пропитки, щебня фракционного 40-20, 20-10, 10-5 и 5-3  25 м³ и битума марки БНД 90/130 или БНД 60/90  5 т.

При заделке выбоин и колей на покрытиях, простроенных способом пропитки, дефектные места вырубают на глубину конструктивного слоя с удалением материала. Стенки вырубки делают вертикальными, и их поверхность смазывают горячим битумом марки БНД 90/130 или БНД 60/90 или разогретым до 60°С жидким битумом. При переувлажнении грунта основания последний подсушивают или заменяют на грунт оптимальной влажности и тщательно уплотняют.

Заделку вырубки производят холодным или горячим способом. При холодном способе применяют холодные каменные материалы, обработанные битумом (черный щебень фракции 5-10 мм или черные высевки фракции до 5 мм, которые приготовляют смешиванием их с жидким битумом в установках).

При заделке горячим способом применяют сухой чистый щебень и битум, разогретый до температуры 150-180 °С. При этом после очистки и просушки поверхность вырубки смазывают тонким слоем горячего битума, а затем рассыпают щебень фракции 20-10 мм (клинец). По выровненному и уплотненному слою клинца разливают биту, а вслед за этим рассыпают каменную мелочь фракции 10-5 мм, которую также разравнивают и уплотняют. Расход битума  до 1,5 л на 1 м².

Трещины шириной до 5 мм заделываются розливом по предварительно очищенной поверхности горячего битума с расходом 1 л на 1 м² и россыпью по нему чистого песка или каменных высевок фракции до 5 мм с последующим уплотнением. Заделку трещин производят весной и осенью в утренние часы, когда они максимально раскрываются.

Сквозные трещины шириной более 5 мм устраняют вырубкой покрытия вдоль трещин по обе стороны от них на всю глубину пропитки и на ширину не менее 10-15 см и последующей заделкой вырубки холодным или горячим способом.

Заделку выбоин, колей в покрытии, построенном способом смешения на месте, производят путем ямочного ремонта в такой последовательности:

покрытие в дефектном месте вскрывают на всю толщину слоя рыхлителем, стенки выемки вручную делают вертикальными;

основание и стенки выемки смазывают битумом марки БНД 200/300 или БНД 130/200;

в извлеченный материал добавляют вяжущее и минеральный материал, смесь тщательно перемешивают (приготовление ремонтной смеси производят автогрейдером в стороне от дефектных мест или вручную в их пределах), перемешивание составляющих производят до получения однородной по цвету массы; составы смесей для ремонтных работ должны соответствовать составам, из которых построено покрытие;

выемку заполняют тщательно перемешанной смесью с превышением над поверхностью покрытия на величину расчетной осадки массы, ожидаемой в процессе уплотнения;

заделанные места тщательно планируют и уплотняют послойно трамбованием вручную с последующей укаткой катками;

избыток смеси срезают автогрейдером;

производят поверхностную обработку площади дефектного места.

Верхний слой покрытий восстанавливают поверхностной обработкой.

Одиночная поверхностная обработка включает:

очистку поверхности покрытий от грязи и пыли;

предварительную пропитку покрытия розливом жидкого битума (медленногустеющего, среднегустеющего) или дегтя Д-1 с расходом до 1 л на 1 м²;

основной розлив битума марки БНД 200/300 или БНД 130/200, подогретого до температуры 140-170 °С, по норме 1,5-2 л на 1 м²;

россыпь каменой мелочи (5-10 мм), высевок или песка по норме 1,2-1,5 м³ на 100 м² сразу же после розлива битума;

укатку 5-8-тонными катками за 2-3 прохода;

окончательную укатку легкими катками или автомашинами.

При двойной поверхностной обработке после розлива вяжущего по норме 3,0-3,5 кг на 1 м² производят россыпь клинца (10-15 мм) по норме 1,2 м³ на 100 м² и его укатку. Второй розлив вяжущего материала производят с расходом 1,5-2 л на 1 м², россыпь каменных высевок (3-5 мм) по норме 0,4 м³ на 100 м² и осуществляют окончательную укатку покрытия. Используют те же вяжущие материалы, что и при одиночной поверхностной обработке.

Розлив вяжущего материала производят автогудронатором. Каменный материал рассыпают по горячему вяжущему немедленно после его розлива.

Сразу после россыпи каменного материала производят укатку. В процессе укатки избыток каменного материала сметают, а места с избытком вяжущего дополнительно засыпают каменной мелочью. Окончательное формирование слоя поверхностной обработки производят укаткой катками и автомашинами, подвозящими материалы.

Ремонт покрытий из грунтов, укрепленных органическими вяжущими

Текущий ремонт покрытий из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, включает:

• заделку выбоин, колей;

• восстановление защитного слоя.

Заделку выбоин и колей производят в такой последовательности:

покрытие в дефектном месте вскрывают на всю толщину слоя и удаляют, стенки выемки делают вертикальными;

дно и стенки выемки смачивают водой;

дефектное место заделывают увлажненной грунтоцементной смесью или смесью грунта с другими вяжущими материалами и активирующими добавками;

заделанные места тщательно планируют и уплотняют послойным трамбованием вручную с последующей укаткой катком; избыток смеси срезают автогрейдером;

восстанавливают защитный слой.

Оценку качества ремонта производят внешним осмотром и проверкой прочности и ровности покрытия. Прочность покрытия проверяют проходами груженых автомобилей или рулением самолетов с полной полетной массой, для которых предназначено покрытие. При этом глубина следа на покрытии, построенном способом смешения, не должна превышать 2 мм, а на покрытиях, построенных способом пропитки, колея должна отсутствовать. Ровность покрытия проверяют 3-метровой рейкой. При этом зазор под рейкой не должен превышать 5 мм.

Подвопрос № 1.8. Маркировка аэродрома

Для повышения уровня безопасности при взлете, посадке и рулении воздушных судов искусственные покрытия ВПП, РД и МС должны иметь дневную маркировку.

Работы по маркировке искусственных аэродромных покрытий организует и проводит комендант аэродрома (см. функциональные обязанности [1]) 2 раза в год, весной и осенью. В процессе эксплуатации в зависимости от состояния покраски производят обновление маркировочных линий.

Маркировочные знаки на покрытиях наносят красителями белого цвета с помощью маркировочных машин или вручную (краскопультами, валиками, кистями и т.п.) по специальным шаблонам. Средний расход краски при нанесении маркировочных линий в 2 слоя составляет 400-500 г/м².

Для маркировки искусственных покрытий аэродрома разрешается применять белые эмали ЭП-5155 (ТУ 6-10-1085-75), НЦ-25 или НЦ-32 (ГОСТ 5406-73). Температура поверхности покрытия должна быть не ниже плюс 10 °C. В районах сухого климата могут быть использованы белые силикатные краски, а также известь. Поверхность покрытия перед покраской тщательно очищают от пыли, грязи, отслоившейся старой краски и масляных пятен.

На поверхности искусственной взлетно-посадочной полосы наносят маркировочные знаки порога, полосы точного приземления, осевой линии, линий, выделяющих часть взлетно-посадочной полосы шириной 22,5 м (18 м), линий выхода с взлетно-посадочной полосы на рулежную дорожку, а также цифровые знаки, обозначающие номер порога взлетно-посадочной полосы.

Продольную ось искусственной взлетно-посадочной полосы маркируют пунктирной линией с шагом 30 м и шириной 0,5 м.

Порог искусственной взлетно-посадочной полосы маркируют параллельными прямоугольными полосами, расположенными симметрично оси искусственной взлетно-посадочной полосы на удалении 15 м от торца и не более 3 м от кромок. Ширина полос и расстояние между ними должны быть 1,8-2,0м; длина — 30 м, а расстояние между двумя полосами, ближайшими к оси, — 3,6-4,0 м.

Цифровые знаки номера порога состоят из двухзначных чисел, обозначающих магнитный курс посадки (МК_пос).

Номер порога определяют в зависимости от направления ИВПП в соответствии с табл. 5.1 [1].

Параллельные ИВПП дополнительно со стороны захода на посадку маркируются латинскими буквами «L» (левая) и «R» (правая), которые располагаются между знаками порога и цифрами, обозначающими номер порога ВПП.

Полосу точного приземления маркируют парами прямоугольных знаков, расположенных параллельно оси искусственной взлетно-посадочной полосы на удалении 300 м от торца полосы. Размер знаков: ширина — 8 м; длина — 50 м.

Двумя пунктирными линиями с шагом 150 м выделяют узкие полосы шириной 22,5 м (18 м) для тренировки летного состава при полетах с узких взлетно-посадочных полос. Ширина полос 3 м; длина — 22,5 м.

Центр искусственной взлетно-посадочной полосы обозначают окружностью диаметром 15 м и шириной линии 0,5 м.

На рулежных дорожках обозначают осевые линии и места ожидания перед выруливанием на взлетно-посадочную полосу.

Продольную ось рулежной дорожки на прямолинейных участках и на поворотах наносят пунктирной линией шириной 0,15 м с шагом 15 м.

Места ожидания перед выруливанием на искусственную взлетно-посадочную полосу маркируют четырьмя поперечными линиями, двумя сплошными и двумя пунктирными на расстоянии не ближе 50 м от кромки искусственной взлетно-посадочной полосы. Ширина линий и расстояние между ними 0,15 м, шаг пунктирных линий 0,9 м.

На местах стоянок, централизованной заправке и технической позиции подготовки самолетов обозначают: оси руления самолетов (линии заруливания, разворотов и выруливания); зоны особой чистоты; ограничительные линии стоянок самолетов.

Линии заруливания, разворотов и выруливания на техническую позицию подготовки самолетов предназначены для обозначения движения самолетов на технических позициях.

Таблица 3.3

Выписка из Руководства по эксплуатации аэродромов авиации Вооруженных Сил (рэа-93), таблица 5.1

Значения номера порога ИВПП в зависимости от МК посадки

МК посадки, град	Номер порога ВПП	МК посадки, град	Номер порога ВПП
05  14	01	185  194	19
15  24	02	195  204	20
25  34	03	205  214	21
35  44	04	215  224	22
45  54	05	225  234	23
55  64	06	235  244	24
65  74	07	245  254	25
75  84	08	255  264	26
85  94	09	265  274	27
95  104	10	275  284	28
105  114	11	285  294	29
115  124	12	295  304	30
125  134	13	305  314	31
135  144	14	315  324	32
145  154	15	325  334	33
155  164	16	335  344	34
165  174	17	345  354	35
175  184	18	355  004	36

Ограничительные линии стоянок предназначены для определения места остановки самолета и наносятся перпендикулярно осевой линии заруливания, сбоку от нее в поле зрения летчика.

Зоны особой чистоты выделяют на площадках для запусков (опробования) двигателей, а также в местах остановки самолетов на рулежных дорожках и взлетно-посадочной полосе. На эталонной газовочной площадке минимальные размеры зоны особой чистоты должны иметь форму круга под каждым воздухозаборником диаметром 3-5 м, в зависимости от типа самолета.

На стоянках, на которые осуществляется заруливание самолетов летчиками, зоны особой чистоты следует наносить под каждым воздухозаборником в виде эллипсов, (перпендикулярная направлению движения самолета) ось которых должна быть не менее вышеуказанных размеров, а большая — на 1-2 м больше.

Дополнительно к маркировке искусственных покрытий предусматривают установку дневных ориентиров по оси взлетно-посадочной полосы между дальним приводным радиомаркером (ДПРМ) и ближним приводным радиомаркером (БПРМ), призм обозначения боковых границ полосы подхода к взлетно-посадочной полосе, начала и конца взлетно-посадочной полосы, полосы точного приземления и использование табельного комплекта аэродромно-стартового имущества АСИ-3.

Маркировочные знаки изготавливают из любых материалов, причем каркасные выполняют с ослабленными сечениями конструктивных элементов. Окраску производят оранжево-красной дневной флуоресцентной эмалью и черной краской, цвет остается неизменным для любого периода эксплуатации.

Комплект АСИ-3 предназначен для обозначения направления посадки на взлетно-посадочной полосе, маркировки рулежных дорожек, мест стоянок и специальных площадок.

Он состоит из трех комплектов сигнальных полотнищ размерами 9×2 м и 12×2 м для выкладывания посадочного Т и флажков (белого, черного и красного цветов).

Посадочный Т-образный знак выкладывают на удалении 150-200 м от начала взлетно-посадочной полосы и в 10-15 м от ее кромки слева по заходу самолета на посадку. Цвет применяемых сигнальных полотнищ и флажков зависит от фона местности, района расположения аэродрома и периода эксплуатации (зимой — черный, летом — белый, осенью и весной — красный).

Кроме систематических работ по эксплуатационному содержанию и текущему ремонту проводят предполетную подготовку аэродрома, контроль за состоянием аэродромных покрытий в ходе полетов и их осмотр после полетов.

Подвопрос № 1.9. Предполетная подготовка аэродрома к производству полетов и контроль состояния покрытий перед полетами и в ходе полетов

Предполетная подготовка аэродрома производится в дни полетов перед их началом и должна оканчиваться за 30 минут до вылета разведчика погоды или одиночных самолетов. Подготовка включает в себя:

• проверку комендантом аэродрома или замещающим его лицом состояния искусственных покрытий взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек, мест стоянки, технической позиции подготовки самолетов, уплотнения и укатанности грунтовой полосы, концевых и боковых полос безопасности;

• проверку технического состояния аэродромных тормозных установок, исправности и правильности установки маркировочных знаков;

• очистку покрытий взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек и мест стоянки от пыли, грязи и посторонних предметов летом, а также уборку снега и гололедных образований зимой;

• устранение недопустимых дефектов и повреждений;

• контрольный осмотр и окончательную очистку покрытий взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек и технической позиции подготовки самолетов;

• сдачу подготовленного аэродрома руководителю полетов с запись в журнале учета состояния и готовности аэродрома к производству полетов: