Глава 9. Типи штучних покриттів

9.1. Основні вимоги до штучних покриттів

Внаслідок перезволоження грунтів у періоди бездоріжжя і при інтенсивних дощах грунтові злітно-посадкові смуги (ГЗПС) не можуть забезпечити безперебійну роботу сучасних повітряних суден протягом усього року. При розташуванні ГЗПС на незв'язних, пилеутворюючих грунтах через інтенсивне пилоутворення в суху пору року безпеку експлуатації повітряних суден на аеродромах теж не може бути забезпечена.

З метою повного усунення перерв у льотній роботі повітряних суден та забезпечення цілорічної безперебійної експлуатації аеродрому на льотному полі влаштовують злітно-посадочні смуги з штучними покриттями (ШЗПС), що володіють достатньою несучою здатністю для сприйняття навантажень від коліс повітряних суден, а також досить стабільних, щоб протистояти руйнуючій дії кліматичних факторів, і нечутливих до зміни вологості підстилаючих грунтів. Штучні покриття влаштовують також на магістральних, з'єднувальних і допоміжних руліжних доріжках, місцях стоянок літаків, перонах. Крім заданої стабільної несучої здатності, сучасні штучні покриття аеродромів повинні забезпечувати безпеку льотної роботи повітряних суден. Для цього покриття влаштовують з певними нормованими ухилами, а їхню поверхню - зі збереженням рівності протягом усього періоду експлуатації.

При сприятливих грунтових, гідрогеологічних та кліматичних умовах, що виключають перезволоження і пиловатість льотного поля, штучні покриття на аеродромах нижчих класів можна не влаштовувати.

Штучне покриття аеропорту являє собою складну дорогу інженерну споруду. Тому питаннями здешевлення будівництва аеродромних покриттів, підвищення їх якості і збільшення довговічності при проектуванні аеродромів необхідно приділити серйозну увагу.

При проектуванні штучних покриттів велике значення надається вибору раціональних конструкцій, застосування матеріалів хорошої якості і забезпечення стійкості грунтової основи. До основних вимог, що пред'являються до штучних покриттів, відносяться: міцність, надійність і довговічність; беспильність поверхні; рівність і достатня шорсткість, що створює зчеплення коліс повітряного судна з покриттям; опірність кліматичним і гідрологічним факторам; водонепроникність, що перешкоджає проникненню поверхневих вод в грунтову основу; опірність впливу струменів вихлопних газів реактивних двигунів; стійкість проти шкідливої ​​дії палива і мастильних матеріалів; економічність, простота будівництва при максимальній механізації; простота догляду за покриттям при ремонті та утриманні; можливість використання місцевих будівельних матеріалів; можливість реконструкції покриттів при появі нових типів повітряних суден з великими швидкостями руху і навантаженнями на опору.

9.2. Конструктивні шари штучних покриттів

Конструкція штучних покриттів залежить від величини розрахункових навантажень повітряних суден, схеми опор, інтенсивності експлуатації аеродрому і якості природних грунтових основ. Штучні покриття складаються з декількох конструктивних шарів (рис. 9.1): власне покриття; штучної основи; природньої грунтової основи. Власне покриття і штучна основа можуть складатися з декількох шарів. Штучні і природні основи складають в цілому основу покриття.

Власне покриття - це верхній шар, що безпосередньо сприймає навантаження від коліс повітряних суден і зазнає впливу природних факторів. Верхній шар повинен бути міцним, не допускати проникнення поверхневих вод в основу покриттів, мати гарну морозостійкість, не зношуватися, не допускати ковзання коліс повітряних суден і надмірний знос шин, не піддаватися руйнуванню повітряними струменями повітряних суден з поршневими двигунами і потокам газів реактивних двигунів.

Рис. 9.1. Конструктивні шари покриття: 1 – покриття; 2 – штучна основа; 3 – природна грунтова основа.

Товщину власного покриття визначають розрахунком з урахуванням впливу навантажень від коліс повітряних суден та природних факторів.

Штучна основа підвищує несучу здатність грунтів, особливо в період, коли вони знаходяться в перезволоженому стані; регулює режим вологості підстилаючих грунтів, запобігає витиснення розрідженого грунту через шви покриття при впливі на покриття навантажень від повітряних суден. Штучну основу можна влаштовувати з матеріалів меншою міцності, ніж матеріали, що становлять власне покриття.

Природня грунтова основа, тобто верхні шари грунту, сприймає тиск від навантаження, що передається через покриття, не допускаючи при цьому небезпечних деформацій. Механічні властивості природних грунтових основ у результаті впливу природних факторів сильно змінюються протягом року. Вони схильні до зволоження, просихання, промерзання і відтаювання. Збільшення вологості грунтів приводить до зниження їх несучої здатності, причому тим більше, чим більше в грунті міститься пилуватих і глинистих часток. Промерзання грунту супроводжується акумуляцією льоду в його порах, збільшенням об'єму і розущільнення відталої промерзаючої товщі. Внаслідок цього взимку спостерігається піднімання поверхні грунту, так зване морозне вздимання. Навесні лід в грунті розтає, пори розущільненого грунту заповнюються водою, і стисливість основи різко підвищується, що приводить до значного зниження несучої здатності грунту. Стійкість покриття в цілому значною мірою залежить від підготовки природньої грунтової основи. Перед влаштуванням покриття вона має бути спланована і ущільнена.