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

10

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

11

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, погодноклиматических 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

12

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 сданными 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

13

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 попереч ные) Отколы углов, диагональные сквозные трещины наряду со сквозными продольными и поперечными 1 менее 10 - - - п от 10 до 30 менее 30 менее 20 - ш св. 30 не 30 и более от 20 до 30 менее 20 IV норм. не норм. св. 30 20 и более

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

14

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 дефекговке 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).

УДК 625.84785.004.67 ББК 39.513

Лещицкая Т П., Попов В. А. Современные методы ремонта аэродромных покрытий / МАДИ-ТУ. М., 1999.-132с.

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».

сЛ Московский государственный

автомобильно-дорожный институт (технический университет), 1999

3

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,

4

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 одеждах, 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».

6

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

7

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

8

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

9

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 учаслсах (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.