Электронный фонд правовой
и нормативно-технической документации
Указания по строительству аэродромных покрытий
УКАЗАНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АЭРОДРОМНЫХ ОДЕЖД
Основные положения
В аэропортах гражданской авиации искусственные покрытия строят на взлетно-посадочных полосах (ИВПП), рулежных дорожках (РД), местах стоянок (МС), перронах и специальных площадках, а также на подъездных дорогах. Эти покрытия бывают самыми различными по конструкции и применяемым материалам. Они могут быть жесткими (из монолитного цементобетона, армо- и железобетона, предварительно напряженного бетона) и нежесткими (асфальтобетонные на жестких или нежестких основаниях). Искусственные основания под покрытиями могут быть устроены из мелкозернистого (песчаного) цементо-, керамзито- и шлакобетона (с заполнителем из металлического шлака), а также из щебня, гравия, песчано-гравийных, грунтогравийных и грунтощебеночных смесей и других местных материалов и грунтов, обработанных и не обработанных вяжущим.
Цементобетонные покрытия и искусственные основания представляют собой аэродромные одежды, воспринимающие нагрузки и воздействия от воздушных судов, эксплуатационных и природных факторов. Покрытие - это верхний несущий слой (слои), непосредственно воспринимающий нагрузки от колес воздушных судов, воздействия переменного температурно-влажностного режима окружающей среды, влияния солнечной радиации, ветровой эрозии, а также тепловых и механических газовоздушных струй авиадвигателей. Искусственное основание - несущая часть аэродромных одежд, обеспечивающее совместно с покрытием передачу нагрузок на грунтовое основание. Оно может состоять из отдельных конструктивных слоев и выполнять также дренирующие, противозаиливающие, термоизолирующие, противопучинные, гидроизолирующие и другие функции.
Следует отметить, что в последние годы практически не уделяется внимания проектированию и внедрению предварительно напряженных монолитных цементобетонных (струнобетонных, с безарматурным обжатием и др.) покрытий из-за необходимости изготовления специального дополнительного оборудования и сложности технологии строительства. Вместе с тем эти типы покрытий имеют ряд достоинств и их можно рассматривать как перспективные покрытия.
Основная задача технологии строительства аэродромных покрытий - обеспечение заданных (принятых в проекте) эксплуатационных показателей - устойчивости, прочности (несущей способности), ровности, шероховатости, надежности и долговечности. Технология состоит из технологических процессов, включающих в свою очередь ряд отдельных технологических операций. Например, строительство цементобетонных покрытий на готовом основании может быть разбито на технологические процессы: приготовление, транспортирование и укладку цементобетонной смеси. В свою очередь приготовление цементобетонной смеси включает операции по подготовке материалов, составляющих смесь (очистка, прогрохотка и др.), дозирование и перемешивание. Процесс транспортирования смеси состоит из операций по загрузке на цементобетонном заводе, перемещению транспортных средств и выгрузке на месте укладки смеси. Укладка смеси в покрытие включает операции по распределению, уплотнению, отделке поверхности и уходу за уложенной смесью.
Примерно из подобных технологических процессов и рабочих операций состоит весь комплекс строительства асфальтобетонных покрытий.
Технологические операции, присущие большинству технологических процессов (измельчение материалов, перемешивание компонентов и уплотнение смесей), являются основными, обеспечивающими прочность и долговечность многокомпонентных строительных материалов. Неотъемлемой частью технологического процесса должен быть операционный контроль качества, осуществляемый при выполнении всех операций.
Качество строительных работ зависит от параметров технологических процессов, эффективности воздействия рабочих органов и режима работы средств механизации. Параметры технологического процесса определяют требуемые свойства материалов (агрегатный состав грунта, содержание вяжущего, влажность, консистенцию и др.), а также достигаемые результаты (плотность, толщину, ровность, шероховатость). Параметры технологических операций определяют режим обработки материалов: температуру укладки и твердения, например, цементобетона, число и продолжительность приложений уплотняющих средств и пр. Параметры рабочих органов средств механизации характеризуют эффективность взаимодействия материалов с определенным типом строительных машин, например для фрезерных машин - число ножей фрезы на единицу ширины ротора, скорость вращения ротора; для дорожных катков - тип опорной части (гладкобарабанный или пневмоколесный каток), давление на колесо, давление в шинах. Параметры технологических процессов и операций взаимосвязаны и зависят от параметров рабочих органов машин.
Прочность и долговечность построенных покрытий в значительной степени зависят от структуры материалов. Структура представляет собой совокупность устойчивых связей компонентов материала, обеспечивающих целостность и сохранность основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях. При строительстве аэродромных покрытий используют различные материалы, у которых взаимосвязанность компонентов сильно отличается. Следовательно, дорожно-аэродромные строительные материалы имеют различные типы структурных связей, которые согласно положениям физико-химической механики дисперсных систем могут быть коагуляционными, кристаллизационными (контактными) и конденсационными.
Коагуляционные структуры типичны для грунтовых материалов (масс), обработанных битумом, и асфальтобетонных смесей, состоящих из жидкой и газообразной фаз, в которых распределены твердые частицы различных размеров и минералогического состава. В материалах, имеющих коагуляционную структуру, частицы твердой фазы разъединены тонкими пленками жидкой фазы, обладающими упругостью и вязкостью. Именно наличие тончайших “смазочных” водных прослоек в местах сцепления (контакта) твердых частиц приводит к их слипанию (сцеплению) и определяет свойства коагуляционных структур. Регулируя количество и качество жидкой фазы, а также процесс уплотнения, можно получить требуемые прочности материалов. Для коагуляционных структур характерна сравнительно малая прочность по сравнению с кристаллизационными и конденсационными структурами.
Типичными кристаллизационными структурами являются цементные растворы и бетоны, изготовленные на основе разнообразных минеральных вяжущих материалов. Прочность материалов такой структуры зависит от количества и свойств вяжущего, от соотношения компонентов и водоцементного фактора, регулирование которыми с одновременным выполнением на должном уровне технологических операций позволяет достичь требуемой плотности и прочности материалов.
Типично конденсационными структурами являются материалы органических пространственных полимеров - отвержденные смолы, битумы и материалы, полученные на их основе, при достаточно низкой температуре. При повышенной температуре битумы, например, становятся коагуляционными структурами.
При предельном уплотнении коагуляционных структур, т. е. при сильном уменьшении объема жидкой фазы и толщин ее прослоек, и в дальнейшем при удалении остатков свободной воды, например подсушиванием без химических изменений, такие структуры постепенно переходят в кристаллизационные. Этот переход объясняется тем, что в таких случаях возникают собственные силы сцепления между частицами мелких фракций как следствие непосредственных контактов. Они являются самым прочным “клеющим” веществом, Межмолекулярные силы, взаимодействуя, достигают большой величины и образуют монолит - каменную структуру, прочность которой находится на уровне контактных структур.
Таким образом, изготовление новых многофазных строительных материалов различных структур базируется на исходных компонентах, которые должны быть размельчены - диспергированы. Это обеспечивает нарушение (уничтожение) слабых связей в компонентах и увеличение удельной поверхности, способствующей повышению скорости химических реакций при образовании материалов нового качества. Чтобы получить новый материал гомогенным (однородным), необходимо компоненты после их размельчения тщательно перемешать, а чтобы он был прочным с долговечной структурой минимальной пористости, - уплотнить до оптимальной плотности. Эти основные теоретические положения технологии строительства покрытий, вытекающие из физико-химической механики, т. е. размельчение, перемешивание и уплотнение составляющих компонентов, применимы ко всем типам аэродромных покрытий.
Размельчение - первая и одна из основных технологических операций при строительстве оснований из грунтов, обработанных и не обработанных вяжущими материалами, приготовлении щебня, дроблении гравия, минерального порошка, цемента, битумных эмульсий и пр. Задача размельчения - получить из исходного материала требуемое количество фракций заданных размеров и формы. От качества размельчения (размерности и однозначности) во многом зависят эффективность последующих технологических операций и прочностные показатели покрытия.
Перемешивание - важная и сложная технологическая операция, обеспечивающая однородность многокомпонентных составов материалов. Неоднородность перемешивания приводит к образованию мест концентрированных напряжений в материале - местам начала разрушений. Задача перемешивания - равномерно распределить один однофазный или многофазный материал в другом материале. Эта операция особенно важна при создании таких многокомпонентных систем строительных материалов, какими являются цементо- и асфальтобетонные смеси или грунты, обрабатываемые органическими и неорганическими вяжущими, а также улучшение скелетными добавками.
Уплотнение - завершающая технологическая операция, имеющая решающее значение для формирования структуры и получения необходимой прочности. Сущность уплотнения состоит в увеличении количества и силы сцепления связей в материале, что упрочняет структуру. Чем больше связей между частицами материала и крепче эти связи, тем прочнее материал. Эффект уплотнения создаваемых композиций материалов зависит от правильного выбора метода уплотнения, типа машин и технологических режимов (скорости, числа и продолжительности воздействий уплотнителей), а также технологических условий (температуры, влажности, осадков и пр.).
Технологические условия и сроки строительства оснований и покрытий
Аэродромные покрытия и искусственные основания под покрытия строят только после выполнения всего комплекса подготовительных, осушительных и земляных работ. Вследствие этого в поток строительства должны включать только те виды работ, которые непосредственно связаны с конкретным типом покрытия или основания не только своей технологической последовательностью, но и границами участков производства работ. Все другие виды работ (освоение территории, устройство дренажно-водосточных систем и пр.) технологически можно выполнять независимо от выполнения работ по строительству покрытия или основания, но с определенным опережением по времени, обеспечивающим фронт потока работ, что должно быть отражено в общем календарном графике строительства.
Такие работы, как окончательная планировка и уплотнение грунтового основания, целесообразно включать в технологический процесс строительства покрытий, хотя они технологически являются завершающими операциями при земляных работах и подготовке грунтового основания. Это объясняется тем, что готовое грунтовое основание в период времени между окончанием его подготовки и началом строительства покрытий может быть повреждено и нарушено вследствие воздействия атмосферных осадков. Поэтому всякий раз перед началом строительства покрытий необходимо проверить состояние грунтового основания, исправить и окончательно его подготовить. Такого рода стыкуемые работы имеются, как правило, во всех случаях строительства различных типов покрытий. Даже земляные работы на участках строительства покрытий (возведение насыпей или разработка выемок высотой или глубиной в пределах до 0,5 м) могут не выделяться в самостоятельный поток, а включаться в общий поток по устройству покрытия.
Строительство аэродромных покрытий, весьма различных по применяемым материалам и конструктивным решениям, выполняют на сосредоточенных и достаточно больших площадях. Это требует специфической для такого строительства организации работ, учитывающей не только технологические особенности производства работ каждого типа покрытий, но и возможные технологические сроки их выполнения. Внесение же изменений в технологию из-за неблагоприятных природно-климатических условий, например зимних отрицательных температур, удорожает производство работ и отражается на качестве. Только в некоторых, хотя и очень редких, случаях сезонность практически не влияет. на условия выполнения строительно-монтажных работ, например, при укладке сборных железобетонных плит (заводского изготовления) на подготовленное (в летний период) основание. Однако в этом случае несколько изменяются исходные позиции производства работ (необходима очистка основания от снега, льдообразования и пр.).
Продолжительность летнего строительного сезона для различных видов работ при устройстве аэродромных покрытий зависит от географического расположения и природно-климатических условий района строительства. Поэтому при разработке календарных планов и проекта организации работ необходимо назначать такие сроки строительства, которые позволяют выполнять технологические процессы без дополнительных мероприятий. Применительно к возможным календарным срокам ведения работ, требуемые технологические сроки могут быть обобщены для следующих групп аэродромных покрытий и оснований:
Чтобы получить полный доступ к этому и другим документам, приобретайте доступ к Информационной сети «Техэксперт» - лидеру в области комплексного обеспечения предприятий нормативно-технической документацией.
доступны в системах «Техэксперт» и «Кодекс»
