Види й причини деформацій і руйнувань нежорстких аеродромних покриттів

У результаті впливу на покриття різних факторів і погіршення властивостей самого матеріалу, пов'язаного з його старінням, на асфальтобетоннім покритті виникають деформації й ушкодження у вигляді тріщин, хвиль і напливів, викришувань і вибоїв, просідань і проламів, розплавлювань і видувань.

Тріщини на асфальтобетоннім покритті — одне з найпоширеніших і небезпечних руйнувань, які приводять до втрати суцільності й водонепроникності покриття. Через тріщини поверхневі води дістають доступ до нижніх, менш водостійким шарам покриття й до основи, що веде до втрати загальної несучої здатності покриття. Сколювання кромок тріщин під впливом пневматиків повітряного судна й утворення окремо лежачих шматків асфальтобетону й щебеню створюють передумови для влучення їх у двигуни повітряних суден, обшивку фюзеляжу, стулки шасі і т.д.

Основною причиною утворення тріщин є нездатність асфальтобетону при негативних і низьких позитивних температурах сприймати без руйнування розтягувальні напруги від різких перепадів температури. Асфальтобетон втрачає пластичні властивості й стає крихким, не здатним скорочуватися без утворення тріщин. Температурні тріщини шириною від 1 до 25-30 мм формують суцільну сітку тріщин, що розділяє покриття на ділянки. Тріщини на покриттях можуть виникнути також при експлуатації їх повітряними суднами, маса яких перевищуєє розрахункову для даного покриття, або при використанні матеріалів поганої якості. Такі тріщини розташовуються уздовж осі ЗПС у місцях найбільш частого прикладення навантаження від коліс основних шасі повітряних суден.

Після ремонту й посилення цементобетонних покриттів асфальтобетоном у процесі експлуатації можуть з'явитися так звані відображені тріщини над швами й тріщинами плит основи. Основна причина утворення таких тріщин — розкриття швів плит основи при зниженні температури. Ширина таких тріщин досягає 50-80 мм.

Підняття й спучування покриттів узимку при промерзанні, осіданні навесні при відтаванні ґрунтів або просіданні окремих місць при перезволоженні влітку нерідко приводять до утворення на покритті сітки дрібних тріщин, що розвиваються з часом у широкі наскрізні тріщини. Тріщини можуть виникнути також у результаті порушень технології укладання й ущільнення асфальтобетону, особливо в місцях стику змінних робочих захваток, на стиках суміжних смуг укладання, при обладнанні покриття на мокрій основі й защемленні вологи між шарами покриття. Такого виду тріщини приводять до швидкого руйнування покриття й утворення вибоїв.

Щебеневі й гравійні покриття, оброблені органічними в'язкими матеріалами, також зізнають тріщиноутворення, хоча й меншою мірою, чим асфальтобетонні. Тріщини на цих покриттях утворюються в поздовжньому й поперечному напрямках, а також у вигляді дрібної сітки.

Причинами утворення тріщин на щебеневих і гравійних покриттях є: недостатня несуча здатність підстилаючих грунтів, і основи, погане ущільнення ґрунтів, що підстилають, порушення водовідводу й перезволоження ґрунтів і основ, вміст зайвої кількості пиловато-глинистих часток у грунто- гравійному або грунтощебеневій основі.

Хвилі й напливи виникають улітку в жарку погоду при значнім розм'якшенні асфальтобетонного покриття й зниженні його теплотривкості й механічної міцності. Розм'якшенню сприяє тривале нагрівання асфальтобетонного покриття в літню пору за рахунок сонячної радіації. Розм'якшення асфальтобетону може бути викликане нестачею у суміші мінеральних зерен, або надлишком бітуму, а також застосуванням нев'язкого або нетеплотривкого бітуму.

Зсуви є наслідком неякісної підготовки основи, коли покриття укладають на забруднене або недостатньо шорсткувату основу, що порушує зчеплення з покриттям. Усі види хвиль, напливів і зсувів утворюються в результаті прикладення до покриття дотичних навантажень від коліс повітряних суден.

Основними причинами виникнення на щебеневих і гравійних покриттях, оброблених органічними в'язкими матеріалами, хвиль, напливів і зсувів є зайва кількість в'язкого, застосування недостатнє грузлого бітуму, розм'якшення покриття під дією високих температур зовнішнього повітря, дія на покриття навантажень, що перевищують розрахункові.

Викришування поверхні покриттів — результат використання неякісних матеріалів або порушення технології провадження робіт по устрою покриття, що приводять до утворення пористого неводостійкого покриття. Причиною підвищення пористості може бути недостатня кількість бітуму або його перегрів при готуванні суміші. При підвищеній пористості вода проникає в товщу покриття й порушує зчеплення бітуму з поверхнею мінеральних зерен. У зимовий час вода, яка закрита в порах, при многократному заморожуванні збільшується в об'ємі й викликає небезпечні напруги. Із часом у результаті прогресуючих руйнувань і викришувань матеріалу на поверхні покриття виникають вибої.

Просідання й пролами асфальтобетонного покриття відбуваються через надмірні деформації й пошкодження основи і підстилаючого ґрунту. Просідання утворюються звичайно через неякісне й нерівномірне ущільнення при будівництві або через перезволоження ґрунтів, що підстилають, у період експлуатації. Вода, що накопичується в просівших місцях покриття, перебуває там тривалий час, руйнує асфальтобетон, розмиває основу, і при дії експлуатаційного навантаження в місцях просідань можуть виникнути пролами. Просідання й пролами щебеневих і гравійних покриттів, оброблених органічними в'язкими матеріалами, також виникають із- за нерівномірного й неякісного ущільнення ґрунту, що підстилає, або основи. Невеликі вибої, що утворювалися при ушкодженні покриттів аеродромними машинами, також можуть служити початком руйнувань на значних площах. Розплавлювання й видування асфальтобетонного покриття є специфічним дефектом аеродромних покриттів, що виникають при тривалому впливі на них гарячих газів струменів реактивних двигунів. Найбільш піддані цьому виду руйнування ділянки покриття в місцях запуску й випробування двигунів літаків. Теплові машини, які застосовують для видалення ожеледі при неправильному їхньому використанні, також можуть зробити розплавлювання й видування асфальтобетонного покриття. До найбільш характерних дефектів щебеневих і гравійних покриттів, оброблених органічними в'язкими матеріалами, належить нерівномірне зношування поверхневого шару й руйнування його в місцях, підданих інтенсивному впливу навантажень від повітряних суден. Газоповітряні струмені двигунів повітряних суден утворюють відрив і видування мінеральних часток, розплавлювання в'язкого й оголення поверхні основного шару покриття. Розплавлювання бітуму в покритті відбувається також у суху й жарку погоду внаслідок недостатньої температуростійкости в'язкого. У цих умовах при гальмуванні повітряних суден на покритті залишаються сліди від коліс і руйнується поверхневий шар.

66