Виды ремонта покрытий аэродромов

Виды ремонта покрытий аэродромов

Председатель Правительства
Российской Федерации
Д.Медведев

УТВЕРЖДЕНА
постановлением Правительства
Российской Федерации
от 17 октября 2017 года N 1258

Классификация работ по содержанию и ремонту аэродромов гражданской авиации, находящихся в федеральной собственности

1. Работы по содержанию и ремонту аэродромов гражданской авиации, находящихся в федеральной собственности (далее — аэродромы), классифицируются на работы по содержанию аэродромов и работы по ремонту аэродромов.

2. Работы по содержанию аэродрома включают:

обследование технического состояния покрытий взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек, перронов, мест стоянок воздушных судов (далее — элементы аэродрома) и конструктивно и технологически связанных с обеспечением безопасной эксплуатации покрытий элементов аэродромов сооружений, включающих в себя грунтовые элементы летного поля, грунтовые основания, водоотводные и дренажные системы, а также специальные площадки (далее — инженерные сооружения);

очистку покрытий элементов аэродрома и инженерных сооружений от пыли, грязи, мусора и других посторонних предметов;

контроль изменения величины коэффициента сцепления колеса с покрытием взлетно-посадочной полосы;

очистку и обновление дневной маркировки и маркировочных знаков покрытий элементов аэродрома и инженерных сооружений;

очистку покрытий элементов аэродрома и объектов инженерной инфраструктуры от снега, слякоти, льдообразований, грязи и посторонних предметов, предупреждение и удаление гололедных и снежно-ледяных образований;

выравнивание убираемого снега за пределами элементов аэродрома с планировкой откосов;

вывоз убираемого снега на площадки складирования, снегоплавильные пункты или за пределы аэродрома.

3. Работы по ремонту аэродромов классифицируются в зависимости:

от вида ремонта (текущий, капитальный);

от типа покрытия аэродрома (жесткий, нежесткий, смешанный).

4. Работы по текущему ремонту аэродромов с жестким типом покрытий включают:

замену отдельных разрушенных плит аэродромных гладких (далее — плиты) или их фрагментов из монолитного бетона (армобетона, железобетона), устранение вертикального смещения плит, перекладку просевших плит с исправлением основания или без исправления основания в объеме, не превышающем 10 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома, замену разрушенных плит, перекладку просевших плит с исправлением основания сборных железобетонных покрытий в объеме, не превышающем 15 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

выравнивание поверхности монолитного покрытия на участках с просадками плит путем устройства выравнивающего слоя на площади, не превышающей 10 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

устранение сколов углов и кромок плит с восстановлением шва, сколов кромок трещин и выбоин в объеме, не превышающем 25 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

ремонт участков покрытия элемента аэродрома с разрушением поверхностного слоя (шелушением) и восстановлением разрушенной части плит ремонтным материалом в объеме, не превышающем 25 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

поверхностную обработку (пропитку) защитными составами поверхности покрытия элемента аэродрома;

очистку деформационных швов от разрушенного заполнителя и их герметизацию, нарезку дополнительных швов расширения;

фрезерование поверхности покрытия для устранения уступов кромок смежных плит и трещин, восстановление сварных соединений стыковых скоб плит сборных железобетонных покрытий;

ремонт укрепленных обочин, отмосток, участков сопряжения кромок покрытия с грунтовой частью летного поля в объеме, не превышающем 25 процентов общей площади обочин элемента аэродрома.

5. Работы по текущему ремонту аэродромов с нежестким и смешанным типами покрытий включают:

выравнивание асфальтобетонного покрытия, в том числе устранение просадок и колей на отдельных участках путем укладки новых слоев асфальтобетона без исправления основания на площади, не превышающей 15 процентов общей площади асфальтобетонного покрытия элемента аэродрома;

устранение просадок, проломов и пучения, замена разрушенного асфальтобетонного покрытия с исправлением основания на участках, не превышающих 10 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

исправление колей, выбоин, эрозии асфальтобетона, сетки трещин с удалением (фрезерованием) разрушенного слоя асфальтобетона и организацией ремонтных вставок из асфальтобетонной или ремонтной смеси на площади, не превышающей 25 процентов общей площади асфальтобетонного покрытия элемента аэродрома;

поверхностную обработку (пропитку) защитными составами поверхности покрытия элемента аэродрома;

герметизацию трещин без сколов кромок, ремонт сколов кромок трещин с организацией ремонтной вставки и герметизацией;

очистку деформационных швов от разрушенного герметизирующего материала и их герметизацию;

ремонт укрепленных обочин, отмосток, участков сопряжения кромок покрытия с грунтовой частью летного поля в объеме, не превышающем 25 процентов общей площади обочин элемента аэродрома.

6. Работы по капитальному ремонту аэродромов с жестким типом покрытий включают:

разборку и восстановление разрушенных участков покрытия (просадки, проломы, вертикальное смещение плит, наличие нескольких сквозных трещин на плите) путем замены разрушенных плит:

из монолитного бетона, железобетона, армобетона на аналогичные конструкции — в объеме от 10 до 100 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

из сборного железобетона, в том числе с исправлением основания, — в объеме от 15 до 100 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

выравнивание поверхности покрытия элемента аэродрома методом укладки нового слоя из асфальтобетона — в объеме от 10 до 100 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

исправление деформированных участков покрытия элемента аэродрома с полной разборкой такого покрытия, исправлением основания, укладкой нового равнопрочного покрытия — в объеме от 10 до 100 процентов общей площади покрытия элемента аэродрома;

ремонт укрепленных обочин, отмосток, участков сопряжения кромок покрытия элемента аэродрома с грунтовой частью летного поля — в объеме, превышающем 25 процентов общей площади обочин элемента аэродрома.

7. Работы по капитальному ремонту аэродромов с нежестким и смешанным типами покрытий включают:

выравнивание асфальтобетонного покрытия, в том числе устранение просадок, колей путем укладки новых слоев асфальтобетона — в объеме от 15 до 100 процентов общей площади асфальтобетонного покрытия элемента аэродрома;

исправление деформированных участков, в том числе устранение просадок, проломов и пучения с полной разборкой покрытия, исправлением основания, укладкой нового однотипного и равнопрочного покрытия, — в объеме от 10 до 100 процентов общей площади асфальтобетонного покрытия элемента аэродрома;

исправление дефектных участков асфальтобетонного покрытия (наличие колей, выбоин, сетки трещин, эрозии асфальтобетона) путем удаления (фрезерования) разрушенного асфальтобетона и укладки нового слоя из асфальтобетона на участках — в объеме от 25 до 100 процентов общей площади асфальтобетонного покрытия элемента аэродрома;

ремонт покрытия укрепленных обочин, отмосток, участков сопряжения кромок покрытия с грунтовой частью летного поля — в объеме, превышающем 25 процентов общей площади обочин элемента аэродрома.

Источник

Пособие Современные методы ремонта аэродромных покрытий. Учебное пособие

московский государственный АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Т.П. ЛЕЩИЦКАЯ, В.А. ПОПОВ

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕМОНТА АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Учебное пособие

Рекомендовано УМО вузов РФ по автотракторному и дорожному образованию в качестве учебного пособия по специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы»

Москва 1999

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.П. Носов (МАДИ-ТУ); д-р техн. наук, проф. А. П. Виноградов (ГПИ и НИИ ГА Аэропроект); зам. начальника УРРАиАД ФАС России, канд. техн. наук А.А. Пчелин.

Учебное пособие посвящено проблемам ремонта аэродромных покрытий. Изложены новейшие технологии, машины и материалы европейского уровня, прошедшие апробацию в России.

Наибольшее внимание уделено текущему ремонту, показаны основные способы капитального ремонта. Учтены особенности принятия технических решений в условиях финансовых ограничений.

Изложены основы концепции продления работоспособности искусственных покрытий современными методами, альтернативными капитальному ремонту. Показаны преимущества применения алмазного инструмента в ремонтных технологиях.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы».

1. Организация ремонта аэродромных покрытий

2. Оценка эксплуатационно-технического состояния аэродромных покрытий

3. Виды и причины деформаций и разрушений аэродромных покрытий

3.1. Основные факторы, вызывающие разрушение искусственных покрытий

3.2. Деформации и разрушения жестких покрытий

3.3. Деформации и разрушения нежестких покрытий

4. Концепция восстановления работоспособности искусственных покрытий

5 Текущий ремонт жестких покрытий

5.1. Очередность выполнения ремонтных работ

5.2. Подготовка для ремонта поверхностей жестких покрытий и технические требования к подготовленным поверхностям

5.3. Герметизирующие материалы

5.3.1. Герметики холодного применения

5.3.2. Герметизирующие материалы горячего применения

5.4. Ремонт деформационных швов и трещин

5.5. Технические решения при ремонте жестких покрытий.

5.5.1. Устройство компенсационных швов

5.5.2. Замена разрушенных участков плит на всю толщину

5.5.3. Выравнивание поверхности покрытия

5.5.4. Устранение сколов кромок плит

5.5.5. Герметизация деформационных швов

5.5.6. Консервация трещин

5.5.7. Устранение шелушения

5.5.8. Устранение усадочных трещин

6. Требования к качеству отремонтированных покрытий

7. Текущий ремонт асфальтобетонных покрытий

7.1. Технология ремонта трещин

7.2. Способы устранения поверхностных деформаций и разрушений покрытий

7.3. Ремонт выбоин

7.3.1. Требования и правила подготовки ремонтируемого участка покрытия

7.3.2. Ямочный ремонт покрытий с использованием асфальтобетонной смеси

7.3.3. Струйно-инъекционная холодная технология ямочного ремонта покрытий

8. Оперативный ремонт аэродромных покрытий

9. Капитальный ремонт аэродромных покрытий

9.1. Ремонт монолитных цементобетонных покрытий

9.2. Ремонт асфальтобетонных покрытий

9.2.1. Регенерация асфальтобетона на заводе

9.2.2. Регенерация асфальтобетона «на месте»

10. Применение алмазного инструмента при ремонте аэродромных покрытий

10.1. Устройство алмазных дисковых пил и сверлильных коронок

10.2. Принцип работы алмазного инструмента

10.3. Выбор алмазного инструмента

10.4. Виды алмазных сегментов.

ВВЕДЕНИЕ

Современные аэродромные покрытия представляют собой сложные инженерные сооружения, к эксплуатации которых предъявляются высокие требования. Основой технической эксплуатации аэродромных покрытий является соблюдение эксплуатационных требований, в частности своевременная диагностика состояния покрытий и выполнение строительных мероприятий по проведению планово-предупредительных ремонтов.

В настоящий момент словаря современных терминов в аэродромной и дорожной науке не существует. В данном пособии авторы предлагают следующее толкование основных терминов и понятий, чтобы избежать многовариантности в понимании излагаемого материала.

Аэродромное покрытие (термин «покрытие» означает искусственное покрытие) представляет собой слоистые конструкции, для сооружения которых используется широкий перечень строительных материалов. Согласно принятой терминологии в аэродромном покрытии различают три конструктивных слоя:

— собственно покрытие — верхний слой, непосредственно воспринимающий нагрузки от воздушных судов и воздействие природно-климатических факторов. Покрытие может иметь два или несколько слоев из одинакового материала, но имеющего отличия по составу компонентов, и т. п.;

— искусственное основание — нижележащий слой или несколько слоев, обеспечивающих совместно с покрытием передачу и более равномерное распределение вертикальной нагрузки от воздушных судов на подстилающее грунтовое основание. В состав искусственного основания также входят слои, которые выполняют функции дренирующих, гидроизолирующих, противозаиливающих и другие;

— грунтовое основание — верхняя толща местного или привозного грунта соответствующим образом подготовленного перед устройством искусственного основания. На грунтовое основание в итоге передается вся нагрузка от самолетов и массы слоев покрытий искусственного основания.

В практике отечественного аэропортостроения используют также термин «аэродромная одежда», при этом подразумевают собственно покрытие и искусственное основание.

— Работоспособность — состояние элементов покрытий, при котором они способны выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией;

— ресурсом называют показатель, характеризующий долговечность покрытия по его наработке от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до наступления критического состояния;

— предельное (критическое) состояние покрытия — состояние покрытия, которое не обеспечивает дальнейшую нормальную эксплуатацию воздушных судов;

— разрушение — повреждение конструкции вследствие проявления дефектов;

— прочность покрытия — способность покрытия оказывать сопротивление нагрузкам без образования в них деформаций, превышающих предельно допустимые;

— несущая способность покрытий аэродромов — способность покрытия в течение заданного срока службы воспринимать максимальную по величине нагрузку, создаваемую воздушными судами;5

— долговечность покрытия (срок службы ) — время нормальной эксплуатации до наступления предельного (критического) состояния покрытия;

— деформация — свойство материала изменять формы и размеры без изменения массы под действием внешних сил

— дефект — несоответствие конструкции установленным параметрам, нормативным требованиям;

— разрушение материала — процесс макроскопического нарушения сплошности материала в результате тех или иных воздействий на него;

— физический износ покрытия — постепенная утрата материалами первоначальных качеств, в результате чего ухудшаются эксплуатационные свойства покрытия.

В пособии изложены методы оценки эксплуатационного состояния аэродромных покрытий, виды и причины деформаций и разрушений покрытий аэродромов, а также указаны способы проведения ремонтов. Наибольшее внимание уделено технологии современных способов текущего ремонта, применению новейших материалов и средств механизации.

Пособие ограничивается рассмотрением основных, наиболее часто встречающихся случаев разрушений и деформаций искусственных покрытий аэродромов, а также важнейших строительных технологий их ремонта.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Для обеспечения постоянной эксплуатационной готовности аэродромных покрытий необходимо своевременное проведение комплексов работ по их эксплуатационному содержанию и ремонту [ 1]. Наиболее совершенным методом организации ремонтных работ на аэродромах является их проведение без прекращения полетов в оптимизированные по времени «технологические окна».

Продолжительность «технологического окна» должна быть достаточной для выполнения задания по ремонтным работам. Кроме этого, необходимо учитывать время подачи к месту ремонтных работ необходимых строительных материалов, средств механизации и людей, обеспечить пропуск их по действующим участкам искусственных покрытий (до, после и во время действия окна).

Системы «технологических окон» следует распространить на первоочередные участки аэродромных покрытий, лимитирующие пропускную способность аэропортов, а также влияющие на безопасность полетов.

В процессе эксплуатации аэродромов происходит разрушение покрытий, которое проявляется в виде различных дефектов. К наиболее характерным деформациям и разрушениям аэродромных покрытий относятся:

— на цементобетонных и других покрытиях жесткого типа — шелушение и выкрашивание верхнего слоя покрытия, образование выбоин, раковин и трещин, отколы углов и краев, вертикальные смещения плит, потеря продольной устойчивости плит, разрушение стыковых соединений, сколы кромок плит и разрушение заполнителей швов;

— на асфальтобетонных покрытиях — трещины, волны, наплывы, сдвиги, шелушение и выкрашивание поверхности покрытия, просадки и проломы, расплавление и выдувание;

— на облегченных и переходных покрытиях — разрушения поверхностной обработки, образования колей, наплывов, волн, сдвигов, трещин и изломов, выбоин, просадок и проломов.

В основе правильной эксплуатации сооружений аэродромов лежит система планово-предупредительных ремонтов. Эта система представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий как по надзору, уходу, так и по всем видам ремонтов, проводимых в установленные сроки для предупреждения преждевременного износа покрытий, а также поддержания аэродромных покрытий в постоянной эксплуатационной готовности, исключая аварийные ситуации.

Ремонт аэродромных покрытий с устранением любых повреждений состоит из подготовительных и основных работ.

Подготовительные работы включают:

— периодический мониторинг, техническое обследование покрытий и сооружений, подлежащих ремонту;

— составление актов дефектовки, проектно-сметной документации, проекта организации и производства работ по капитальному ремонту;

— подбор подрядных ремонтно-строительных организаций и заключение с ними договоров;

— определение потребности в материалах, конструкциях, — деталях, полуфабрикатах, машинах и механизмах;

— установление сроков поставки необходимых материалов и оборудования, согласование их с планами и графиками работ;

— выполнение мероприятий, предусмотренных проектом организации и производства работ по капитальному ремонту.

К основным работам относят подготовку поверхности ремонтируемых участков, приготовление ремонтных материалов, их укладку и окончательную обработку, а также отделку отремонтированных участков.

При выполнении ремонтных работ должны быть соблюдены все технологические требования и правила, что во многом определяет качество ремонтных работ, долговечность покрытия.

При организации производства ремонтных работ необходимо учитывать правила и требования охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной безопасности.

Ремонтные работы на аэродромах подразделяются на текущие и капитальные.

Текущий ремонт аэродромных покрытий осуществляется путем проведения мероприятий, устраняющих мелкие повреждения и неисправности покрытий без снижения их работоспособности.

Работы по своевременному и систематическому предохранению элементов летного поля аэродрома, конструкций и аэродромных покрытий от преждевременного износа относятся к текущему ремонту. Текущий ремонт подразделяется на плановый и непредвиденный (оперативный).

Плановый ремонт, который должен производиться по плану-графику, утвержденному руководителем предприятия, является планируемым по объему и времени его проведения.

Непредвиденный (оперативный) ремонт выполняется по мере возникновения необходимости в процессе эксплуатации аэродрома, аварийных ситуаций, угрожающих безопасности полетов. Повреждения аварийного характера должны устраняться немедленно.

Графики производства текущего ремонта составляются на месяц или квартал. В них указываются объекты, подлежащие ремонту, наименование и объемы работ, сроки выполнения и исполнители. В графиках предусматривается первоочередное выполнение тех видов работ, которые обеспечивают нормальную эксплуатацию и сохранность отдельных элементов летнего поля аэродрома или конструкции.

Текущий ремонт производят, как правило, в перерывах между полетами, без прекращения летной эксплуатации по мере необходимости в течение года на всей площади покрытия.

Ограниченность времени, отводимого на текущий ремонт покрытий, и необходимость поддержания их в постоянной эксплуатационной готовности, обуславливают требования проводить такой ремонт в сжатые сроки, квалифицированно и с высоким качеством.

Для сокращения времени на производство ремонта покрытий в «технологические окна» необходимо осуществить следующие мероприятия:

— выполнить в сжатые сроки все подготовительные работы;

— применять те технологии ремонта, которые позволяют выполнить максимальный объем подготовительных работ, не препятствуя работе авиации;

— сконцентрировать на наиболее важных участках (или на наиболее трудоемких работах) большее количество машин, механизмов и рабочей силы с целью выполнения максимального объема работ в минимальные сроки;

— максимально увеличить выработку в отдельные окна;

— использовать наиболее эффективные материалы или технологии, позволяющие ускорить формирование покрытий.

Капитальный ремонт аэродромных покрытий производят с целью восстановления и повышения эксплуатационных качеств аэродромных покрытий. При капитальном ремонте предусматривается выполнение значительных по объемам работ по устранению имеющихся разрушений покрытий с восстановлением при необходимости искусственного основания.

Подготовка к устройству новых слоев при капитальном ремонте покрытий производится в основном такими же методами и по той же технологии, как и при текущем ремонте.

Капитальный ремонт проводится с прекращением летной эксплуатации и предусматривает восстановление разрушенного покрытия (основания) на больших площадях.

Основными документами проекта организации ремонтных работ являются: план и профиль ремонтируемого искусственного покрытия, календарный график выполнения работ по срокам, график поступления необходимых строительных материалов, характерные поперечные профили, схемы размещения ремонтных подразделений с указанием времени занятия соответствующего участка работ каждым подразделением, схема размещения строительных материалов, схема допустимых перемещений в границах летного поля механизмов, машин и рабочих, план расположения по фронту работ средств связи, ремонтных машин и механизмов, схема эвакуации механизмов, машин и рабочих по окончании производства работ или в экстренных случаях.

При производстве работ без прекращения летной эксплуатации капитальный ремонт покрытия производится в ночное или дневное время в специально назначенные перерывы между полетами.

При этом должны быть обеспечены безопасность производства работ и летной эксплуатации аэропорта, полностью закончен ремонт участка покрытия проектной ширины.

Необходимость и назначение вида ремонта зависит от технического состояния искусственных покрытий (сооружений), элементов аэродрома, оцениваемого критериями предельного состояния, при которых дальнейшая эксплуатация покрытий недопустима.

На критерий оценки предельного состояния главное влияние оказывает степень разрушения покрытия, в особенности его поверхностного слоя, поэтому оценка производится путем количественного определения степени разрушения, деформирования, неровностей и износа покрытия на момент обследований.

Степень разрушения аэродромных покрытий определяется на основании данных их обследования, по результатам которых составляются акты и планы дефектов покрытий с выводом о степени соответствия состояния покрытий требованиям НГЭА и оценкой их технического состояния [ 2].

Для определения технического состояния аэродромных покрытий и прогнозирования сроков их службы рекомендуется использовать различные методы оценки.

По результатам обследований рекомендуется строить графики зависимостей значений оценки технического состояния от времени эксплуатации покрытия и посредством экстраполяции определить примерный ресурс, который позволит судить о долговечности покрытия, прогнозировать его дальнейшее состояние и вовремя наметить проведение тех или иных ремонтных мероприятий.

Назначение вида ремонта взаимосвязано со сроками службы покрытий до капитального ремонта. Примерная периодичность капитальных ремонтов покрытий может использоваться для планирования ремонтных мероприятий [ 1].

2. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

В процессе эксплуатации аэродромных покрытий под воздействием колесных нагрузок воздушных судов, эффектов струйного воздействия реактивных двигателей, погодно-климатических и гидрогеологических факторов происходит постепенное снижение прочности всей аэродромной конструкции, связанное с внутренними необратимыми изменениями в отдельных слоях. Природные факторы (температура, осадки, колебания уровня грунтовых вод и др.) оказывают отрицательное влияние на работу аэродромных одежд, а также состояние поверхности покрытия.

В процессе строительства аэродромов неизбежны отклонения от проектных размеров конструкций и свойств строительных материалов в пределах, допустимых нормами и правилами на приемку строительных работ.

Чтобы предотвратить преждевременное разрушение аэродромных покрытий, необходимо соблюдение эксплуатационных требований, создание системы контроля за состоянием покрытия и конструкции на разных этапах их эксплуатации, организация системы планово-предупредительных ремонтов. Развитие методов оценки несущей способности и эксплуатационного состояния аэродромных покрытий вызвано условиями обеспечения безопасности полетов современных воздушных судов. С появлением новой авиационной техники требования к аэродромным покрытиям существенно возрастают, что предопределяет развитие методов оценки несущей способности и эксплуатационного состояния, особенно поверхности аэродромных покрытий. Первые дефекты в момент их появления не оказывают заметного влияния на состояние покрытия. В то же время первые дефекты способствуют, с момента их появления, развитию разрушения, вызывая снижение эксплуатационных качеств покрытия. В результате разносторонних исследований разработана система обобщенной оценки состояния покрытия. Такая система дает возможность оценить эксплуатационные качества покрытия и назначить необходимые ремонтные работы.

Исследования и разработка ряда документов по данному вопросу выполнены 22 отделом ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» под руководством д.т.н., проф. Виноградова А.П.

Важное значение при оценке эксплуатационного состояния жестких покрытий уделяется классификации разрушений и деформаций поверхности плит, принятой в нормативных документах. Так, категория разрушения жестких покрытий по СНиП 2.05.08-85 определяется в соответствии с данными таблицы 2.1 [ 3].

В основе определения необходимости проведения и назначения вида ремонта лежит оценка технического состояния покрытий и сопоставление его с принятыми критериями, при которых эксплуатация покрытия недопустима по условиям обеспечения безопасности взлетно-посадочных операций. Оценка технического состояния производится путем количественного определения степени разрушения и износа покрытий на момент обследования.

Таблица 2.1 Категории разрушения жестких аэродромных покрытий

Категория разрушения плит

Число плит, имеющих разрушения, %

Шелушение глубиной свыше 1 см

Отколы кромок в местах швов

Сквозные трещины (продольные и поперечные)

Отколы углов, диагональные сквозные трещины наряду со сквозными продольными и поперечными

Прочность и несущая способность покрытия могут быть достаточными, однако наличие на поверхности покрытия большого количества дефектов может привести к предельному его состоянию из-за снижения безопасности полетов в результате возможного попадания в двигатели продуктов разрушения поверхности покрытия [ 4].

Степень разрушения покрытий определяется на основании данных всестороннего их обследования, по результатам которых проводится оценка их технического состояния; составляются акты дефектов по элементам летного поля, планы дефектов искусственных покрытий с указанием их вида и объема, акт с выводом о степени соответствия состояния покрытий требованиям норм годности к эксплуатации аэропортов, аэродромов и их оборудования.

Все деформации, разрушения поверхностного слоя и конструкции покрытия в целом оцениваются количественно путем простейших инструментальных измерений на характерных участках покрытий (концевые и средние участки ИВПП, МС, РД и т.д.). Пригодность аэродрома к эксплуатации рекомендуется определять на основе анализа характера и количества дефектов по сравнению с допустимыми. Однако степень ремонтного вмешательства зависит не только от вида и количества дефектов, но и от их численных характеристик, в том числе и отличных от предельных.

Существующие в настоящее время методики оценки состояния покрытий основаны на визуальной дефектовке покрытий, «весовой» градации дефектов по степени их серьезности и определении интегральной оценки состояния покрытий с учетом плотности распространения дефектов по площади покрытия.

Дефектация аэродромных покрытий выполняется с целью постоянного наблюдения за их эксплуатационно-техническим состоянием. Определение состояния покрытий аэродрома проводится по элементам летного поля, раздельно для ВПП, каждой РД и МС. Процесс дефектации включает в себя два вида работ: периодические визуальные обследования и инструментальные испытания, которые проводятся при необходимости [ 5]. Периодичность дефектации покрытий аэродрома составляет, как правило, один раз в год. В тех случаях, когда покрытия эксплуатируются самолетными нагрузками, превышающими расчетные, периодичность дефектации должна быть уменьшена (таблица 2.2).

Таблица 2.2 Периодичность дефектаций покрытий

Соотношение PCN / ACN

Количество дефектаций в год

В соответствии с существующей методикой [ 4, 5] оценка состояния жесткого покрытия по результатам дефектаций определяется по формуле:

где Д_о — обобщенный показатель повреждений покрытий;

Д_тр — показатель растрескивания плит;

Д_ск — показатель повреждения швов;

Д_пл — показатель повреждений поверхности плит;

Д_уст — показатель наличия уступов плит;

Показатель Д_о определяется по формуле:

где N ₁ — количество плит с повреждениями (дефектами);

N_o — общее количество плит.

Значения коэффициентов весомости следует принимать:

Общая оценка эксплуатационно-технического состояния покрытия дается с использованием численного значения показателя, определяемого по формуле:

Величина S не должна быть менее 2,5. В противном случае состояние покрытия следует признать неудовлетворительным.

Оценку технического состояния асфальтобетонных покрытий следует производить по результатам дефектации с помощью следующей формулы:

где P_i — показатель состояния по всем видам повреждений, определяемый по таблице 2.3 [ 5].

Таблица 2.3

Показатели состояния покрытия в зависимости от степени дефектности

Степень дефектности по классификатору

Показатель состояния для нежестких покрытий P_i

Значение показателя состояния для нежестких покрытий рекомендуется принимать пропорционально объему повреждений, в соответствии с «Руководством по ремонту аэродромных сооружений», разработанном в ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект».

Для оценки состояния при обследовании покрытий необходимо пользоваться классификаторами дефектов (таблица 2.4), которые позволяют учесть особенности обнаруженных дефектов.

Для пользования классификатором необходимо отнести обнаруженное повреждение (дефект) к одному из приведенных описаний, определить объем дефектов и по этим двум признакам оценить состояние покрытия по пятибалльной шкале (таблица 2.5).

Таблица 2.4

Классификатор дефектов

Продольные, поперечные трещины в асфальтобетоне

Среднее расстояние между трещинами (м)

Частая сетка трещин на асфальтобетоне

Процент поврежденной площади покрытия

Процент поврежденной площади покрытия

Колея в асфальтобетонном покрытии

Глубина колеи (мм)

Трещины в плитах бетонного (армобетонного) покрытия

Процент плит, имеющих трещины

Сколы кромок бетонных (армобетонных) плит

Процент плит, имеющих сколы

Шелушение бетона на поверхности

Процент плит, с шелушением поверхности

Уступы в швах, трещинах

Высота уступа (мм)

Примечание: Допустимые неровности в виде уступов или волн составляют 25 мм для ИВПП и 30 мм для РД и МС .

Общая оценка состояния покрытия производится с использованием данных таблицы 2.5 [ 5].

Таблица 2.5

Показатели состояния покрытий

Показатель состояния жестких покрытий S

Показатель для нежестких покрытий Р_о

3. ВИДЫ И ПРИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЙ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

3.1. Основные факторы, вызывающие разрушение искусственных покрытий

Основными факторами, действующими на покрытие в период эксплуатации, являются: эксплуатационные и природно-климатические. В процессе эксплуатации под воздействием нагрузок от воздушных судов на искусственные покрытия передаются:

— усилия, вызывающие вертикальные и горизонтальные напряжения в конструктивных слоях покрытия;

— силовое и температурное воздействие газовой струи реактивных двигателей самолетов и тепловых машин в случае борьбы с гололедом.

Помимо воздействий самолетных нагрузок и газовых струй, аэродромные покрытия в процессе эксплуатации постоянно подвергаются агрессивному воздействию целого ряда природных факторов в зависимости от гидрологических и гидрогеологических условий местности, климата, геологии, рельефа, растительного покрова. Учет влияния природных факторов является непременным условием проектирования всех типов аэродромных покрытий.

Природные факторы весьма разнообразны. Они действуют на покрытие раздельно и в различных сочетаниях в зависимости от климатических, гидрогеологических и других условий. Особенно велико влияние температуры воздуха; воздействие сезонных, суточных перепадов температуры воздуха; количество и распределения по сезонам года осадков, промерзания грунтов, режима снегового покрова, силы, направления и продолжительности преобладающих ветров. Наибольшее влияние на сроки службы аэродромных покрытий оказывают температура и влажность окружающего воздуха, поскольку от их хода и периодичности зависят водно-тепловой режим искусственных оснований и подстилающих грунтов, температурные напряжения и деформации искусственных покрытий. Кроме того, на эксплуатационное состояние аэродромных покрытий, в общем случае влияют правильность принятых технических решений при проектировании (оптимальное конструирование и точность расчетов покрытий, полный учет условий местности, учет роста интенсивности движения воздушных судов в перспективе); качество строительства (достаточное уплотнение оснований, качество исходных материалов, качество производства работ) и эксплуатационного ухода.

3.2 . Деформации и разрушения жестких покрытий

Жесткие аэродромные покрытия (бетонные, армобетонные, обычные и предварительно напряженные железобетонные) в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок от воздушных судов и природно-климатических факторов постепенно изнашиваются, а когда напряжения и деформации, возникающие в плитах, превышают допустимые значения, — разрушаются.

К характерным дефектам и разрушениям жестких покрытий относятся: шелушение поверхностного слоя бетона, образование трещин, отколы углов и краев плит, вертикальные смещения плит, коробление, разрушение стыковых соединений и заполнителей швов [ 4].

Шелушение покрытия представляет собой отслаивание от поверхности плит тонких слоев бетона в виде чешуек толщиной 2-5 мм или тонких лещадок до 40 мм и выкрашивание мелких частиц, составляющих бетон — песка, щебня, цементного камня. Шелушение покрытий происходит в результате нарушения связности цементного камня и заполнителей, что характерно для бетонов, имеющих невысокие показатели адгезии цементного камня к заполнителям, что может быть следствием применения некачественных материалов и нарушения технологии бетонных работ. На процесс шелушения покрытий значительно влияют эксплуатационные факторы: многократное приложение нагрузок от воздушных судов; действие высоких температур и напора газовых струй реактивных двигателей; применение противогололедных химических реагентов.

Последствиями шелушения покрытия являются:

— уменьшение толщины покрытия, что снижает несущую способность;

— увеличение влагозадержания на поверхности покрытия, что способствует развитию дальнейшего разрушения, особенно в период заморозков и оттаивания;

— на покрытиях, поврежденных шелушением, более интенсивно образуется гололед;

— шелушение поверхности покрытия способствует выкрашиванию крупного заполнителя бетона и является началом поверхностного разрушения, что приводит к образованию раковин, выбоин, а затем к сколам и проломам плит.

Выбоины образуются, в основном, в результате развития уже имеющихся выкрашиваний цементобетона под воздействием повторяющихся динамических нагрузок от воздушных судов. Обычно они имеют вид воронкообразных круглых или овальных углублений размером 5 -10 см в плане и глубиной до 8 -10 см.

Раковины имеют такую же форму, как и выбоины, но меньших размеров. Причиной их образования является применение неморозостойких крупных заполнителей, которые быстро разрушаются и выпадают из покрытия. Раковины могут появляться в результате недоуплотнения бетонной смеси и некачественной отделки поверхности покрытия.

Трещины по характеру могут быть волосными, поверхностными и сквозными. Силовые трещины в бетонных покрытиях образуются в тех случаях, когда напряжения, возникающие в бетоне, превышают предел его прочности.

Волосные трещины (с раскрытием менее 0,1 мм) в виде густоразвитой сетки или короткие по диагонали образуются преимущественно при усадке бетона. Усадка бетона является результатом плохого подбора состава бетонной смеси или несоблюдения правил ухода за бетоном в начальный период твердения. Волосные параллельные трещины образуются также при недостаточном защитном слое над арматурой. Поверхностные трещины бывают главным образом усадочного и температурного происхождения и возникают при короблении плит и совместном действии изменения температуры и эксплуатационной нагрузки от воздушных судов. Поверхностные трещины постепенно увеличиваются в глубину и длину и часто разветвляются в разных направлениях. Образованию поверхностных трещин способствуют такие факторы, как несоблюдение требований к подбору состава смеси, неправильный уход за свежеуложенным бетоном и др.

Сквозные трещины возникают обычно от совместного действия эксплуатационной нагрузки и температурно-усадочных факторов при недостаточной несущей способности покрытия. Кроме этого, сквозные трещины развиваются из поверхностных под действием последующих приложений нагрузок и погодно-климатических факторов. На угловых участках плит, особенно если они не армированы, а также на участках плит около дождеприемных колодцев часто образуются косые трещины. Они сильно разветвляются и имеют выкрошенные кромки. Трещины на краевых участках плит вдоль швов образуются из-за некачественной нарезки швов, неправильной установки устройств в швах. Сквозные трещины наиболее интенсивно развиваются в тех местах покрытия, где прилагается многократно повторная колесная нагрузка — на концевых участках ИВПП, МРД. Причиной их появления является концентрация растягивающих напряжений в бетоне верхнего слоя над швами (в случае несовмещения швов в верхнем и нижнем слоях) вследствие проявления горизонтальных и вертикальных смещений плит нижнего слоя в зоне швов. Основная опасность сквозных трещин состоит в том, что они снижают несущую способность бетонных и армобетонных плит и создают условия для проникновения воды через покрытие в грунтовое основание.

Отколы углов и краев плит являются дальнейшим развитием трещин на этих участках под давлением колесной нагрузки. Таким разрушениям способствует недостаточная прочность бетона из-за плохого уплотнения, неправильная установка штыревых соединений в швах, а также наличие зазоров между плитой и искусственным основанием, в результате чего углы плит работают на изгиб как консоли. Под действием эксплуатационных нагрузок эти слабые участки плит (края и углы) откалываются и обычно проседают или раскалываются на более мелкие части.

Разрушение кромок плит — результат плохой разделки швов. Сколы кромок наблюдаются при наличии уступов между соседними плитами. Скалываются кромки и при температурном расширении бетона, когда соседние плиты в швах сжатия с большей силой упираются друг в друга.

С обломов кромок обычно начинается разрушение стыковых соединений. При шпунтовом шве сначала разрушается полочка шпунта, а затем откалывается зуб шпунта. Разрушение штыревого соединения начинается с образования трещин вдоль линии размещения штырей, из-за их смещения при бетонировании, а затем происходят сколы краевых участков плит. Разрушение кромок плит увеличивает ширину швов и создает большие неровности на покрытии, что особенно сказывается при воздействии динамических нагрузок.

Просадки и перекосы плит покрытий — результат потери несущей способности искусственного основания или подстилающего грунта при недостаточном уплотнении в процессе строительства, неравномерной осадке и вымывании оснований из-под покрытия. Смещению плит в вертикальном направлении способствует также пучение грунта зимой. Вертикальные смещения и перекосы плит создают опасные условия для эксплуатации воздушных судов.

Коробление плит возникает из-за отсутствия свободы их перемещения при температурных напряжениях, а также при некачественном выполнении стыковых соединений между плитами и потери продольной устойчивости.

Классификация основных видов разрушений жестких покрытий и способы их ликвидации представлены на рис. 3.1.

3.3. Деформации и разрушения нежестких покрытий

Под воздействием различных нагрузок на покрытие и в зависимости от ухудшения физико-механических свойств самого материала, связанного со старением вяжущего, на асфальтобетонном покрытии возникают деформации и повреждения в виде трещин, выкрашивания верхнего слоя покрытия с образованием выбоин, волн, сдвигов и наплывов, размягчения поверхности покрытия, просадок, расплавлений и выдуваний [ 4].

Трещины являются наиболее распространенным и опасным видом деформации асфальтобетонного покрытия. Основной причиной образования трещин является появление в асфальтобетоне растягивающих напряжений, превышающих силы внутреннего сцепления и сопротивления его разрыву. Растягивающие напряжения возникают главным образом при резких перепадах температуры. При быстром и резком понижении температуры асфальтобетон теряет пластичность, становится хрупким и, как следствие, теряет деформативную способность.

При усилении цементобетонных покрытий асфальтобетоном в процессе эксплуатации могут появиться отраженные трещины над швами и трещинами плит основания. Основная причина образования таких трещин — раскрытие швов плит основания при понижении температуры, то есть вертикальное и горизонтальное перемещение кромок швов и трещин, а также эти трещины могут быть результатом плохой подготовки бетонного покрытия к усилению или недостаточной толщины слоя усиления. Трещины могут также возникать из-за неоднородности подстилающих грунтов или переувлажнения отдельных мест и в результате наличия пучинистых грунтов.

Рис. 3.1. Классификация способов ремонта жестких покрытий в зависимости от вида их разрушения

Выкрашивание поверхности покрытий — результат нарушения технологии производства работ по устройству покрытий или использования некачественных материалов, приводящих к образованию пористого неводоустойчивого покрытия. Если в асфальтобетонной смеси использован щебень, поверхность зерен которого покрыта пылеватыми или глинистыми частицами, препятствующими хорошему сцеплению с битумом, то плотность и водоустойчивость покрытия будут неудовлетворительными и выкрашивание асфальтобетона неизбежно. Применение влажных минеральных материалов или укладка смеси в дождливую погоду, при которой в покрытии образуется защемленная влага, нарушают сцепление битума с минеральным материалом и при замораживании вызывает опасные напряжения. При недостатке битума нарушается связность покрытия, а при перегреве смеси ослабляется способность битума к сцеплению с минеральным материалом. Выкрашивание покрытия ведет к образованию выбоин.

Сдвиги и волны образуются из-за недостаточной температуроустойчивости асфальтобетона и плохого сцепления его с основанием. Асфальтобетон под действием солнечных лучей за счет солнечной радиации размягчается, теряет устойчивость и прочность. При действии на покрытие касательных нагрузок, возникающих при торможении самолетов, происходит сдвиг асфальтобетона с образованием бугров и волн. Сдвиги и волны могут возникать в результате плохо подобранного состава смеси. Если асфальтобетон укладывается на загрязненное основание, сцепление покрытия с основанием ухудшается, что при приложении к покрытию горизонтальных усилий приводит к образованию сдвигов слоя асфальтобетона с разрывами на нем.

Расплавление и выдувание асфальтобетонного покрытия происходит при длительном воздействии на него горячих газов, струй реактивных двигателей. Наиболее подвержены этому виду разрушения участки покрытия в местах запуска и опробования двигателей самолетов. Применяемые в настоящее время асфальтобетонные смеси из-за недостаточной теплоустойчивости битума и относительно слабого сцепления между собой частиц минеральных материалов в асфальтобетоне не могут практически противостоять длительному воздействию горячих газов, истекающих из реактивных двигателей с большой скоростью.

Рис. 3.2. Классификация способов ремонта нежестких покрытий в зависимости от вида разрушения

Просадки асфальтобетонного покрытия являются следствием неравномерной осадки основания и подстилающего грунта, образующейся обычно при некачественном и неравномерном их уплотнении в процессе строительства или при переувлажнении подстилающих грунтов в период эксплуатации. При несвоевременном устранении причин, вода скапливается в просевших местах покрытия, разрушает асфальтобетон, проникает в основание и при действии внешней нагрузки может привести к пролому покрытия.

Классификация характерных дефектов асфальтобетонных покрытий и рекомендуемые способы их ликвидации представлены на рис. 3.2.

4. КОНЦЕПЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

До недавнего времени в нашей стране не использовались специальные технологии восстановления работоспособности покрытия. Как правило, выполнялись только капитальные ремонты посредством укладки нового слоя. Специалистами фирмы «Ирмаст-Холдинг», совместно с учеными ГПИ и НИИГА «Аэропроект», разработана новая концепция проведения ремонтных мероприятий. «Ирмаст-Холдинг» — это ведущая в СНГ в своей области компания, объединяющая предприятия, специализирующиеся на проведении комплекса мероприятий по продлению ресурса аэродромных и дорожных покрытий.

Основные моменты концепции восстановления работоспособности покрытия заключаются следующем.

Эксплуатационно-технический ресурс аэродромного покрытия продлевается за счет периодического выполнения ремонтных работ, направленных на устранение возникающих повреждений, не допуская их развития и накопления.

Большой вклад в развитие концепции восстановления работоспособности искусственных покрытий внес д.т.н., проф. Виноградов А.П., в вопросы прогнозирования сроков службы — д.т.н., проф. Носов В.П.

Сегодня мы располагаем всем необходимым для того, чтобы реально уйти от сложившейся практики постоянного устройства новых слоев (выполнения капитального ремонта) покрытия. Мы имеем [ 6, 7, 8, 9]:

— ряд специальных современных ремонтных технологий, позволяющих восстанавливать утраченные эксплуатационные свойства покрытий и продлевать срок их службы;

— профессионально подготовленные специализированные организации, способные выполнять ремонтно-восстановительные работы на современном уровне;

— положительный опыт эксплуатации зарубежных и российских аэродромов, где за счет ежегодного проведения восстановительных ремонтов продлевался срок службы покрытия;

— теоретический аппарат расчета покрытий на надежность, позволяющий оценивать и прогнозировать сроки ремонта, предупреждая наращивание повреждений.

Изменение показателя эксплуатационного состояния аэродромного покрытия может быть представлено в виде кривой износа покрытия (рис. 4.1) [ 7 , 10]. Такие кривые разрабатываются для любого реально существующего искусственного покрытия, находящегося в определенных климатических и грунтово-геологических условиях. По оси ординат откладываются показатели эксплуатационного состояния покрытия S по обычной пятибалльной шкале, по оси абсцисс — срок службы покрытия t . Износ покрытия при t = 0 (новое покрытие) нулевой, оценка S = 5 ( таблица 2.5).

Рис. 4.1. Прогнозирование срока службы покрытия

Как показывает опыт эксплуатации отечественных аэродромов, примерно через 20 лет ( t = 20) на покрытии накопится такое количество дефектов, что показатель эксплуатационного состояния достигнет закритической отметки S = 2. Проведение ремонтных работ позволит повысить оценку S до максимально возможной для покрытия в этом возрасте S = 4.

Эти мероприятия позволят увеличить срок службы покрытия, как это видно из графика, примерно на 8 лет. Однако этого же эффекта, но с меньшими финансовыми затратами, можно было достигнуть, проведя ремонт покрытия при достижении им оценки S = 3. На графике это решение отмечено траекториями 1 — 2 и 3 — 4. Если принять стоимость ремонта по траектории 1 — 2 за 100 %, то суммарные затраты на проведения ремонтов в точках 1 и 3 (траектории 1 — 2 . 3 — 4) составят 168 %. Эта цифра получена с учетом дисконта, связанного с отсроченным на 4 года вложением средств во второй ремонт. Более крупные ремонтные мероприятия по устранению дефектов, накопившихся за 20 лет эксплуатации, (траектория 5-4) обойдутся в 1093 % стоимости. Очевидно, что стоимость комплекса работ, объединенных понятием «текущий ремонт», много меньше затрат на капитальный ремонт (в 8 -12 раз), а продление срока службы может быть не меньшим — до 8 лет.

Затраты на эксплуатационное содержание и ремонт цементобетонных покрытий могут быть весьма небольшими, если эти мероприятия проводятся своевременно, правильно проведена диагностика и определены технические решения. Стоимость «отложенного» ремонта возрастает пропорционально времени отсрочки (рис. 4.2). Необходимость в текущем ремонте при его невыполнении перерастает в требование проведения планового ремонта.

Рис. 4.2. Стоимость ремонтных работ

Рис. 4.3. Развитие основных дефектов

Придется ликвидировать дефекты на 2 стадии их развития (рис. 4.3) Это дороже в 4 — 5 раз. Ремонт дефектов на 3 стадии развития будет стоить в 16 раз больше, чем на 1 стадии.

Для того, чтобы на покрытии не развивались и не накапливались повреждения, ремонтные работы целесообразно проводить как специализированными подрядными организациями, так и силами аэродромных служб, в зависимости от видов и объемов повреждений (табл. 4.1). Небольшой объем работ по устранению ряда некрупных разрушений выполняется силами эксплуатационной службы в порядке регламента технического обслуживания покрытий. Определенные виды дефектов, для ремонта которых требуется мощная и дорогостоящая техника, ремонтируются специализированными фирмами.

Источник