Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ ЖЕСТКИХ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Авторы:
Город:
Воронеж
ВУЗ:
Дата:
21 апреля 2019г.

Эксплуатация аэродромов - сложный, многоуровневый процесс, каждая составляющая которого ответственна за обеспечение его гарантированного срока эксплуатации. 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. Жесткие аэродромные покрытия следует расчленять на отдельные плиты деформационными швами, которые сбросят перенапряжение покрытия и компенсируют температурные удлинения плит, тем самым существенно снизят процессы разрушения плит, обеспечив целостность полотна.

Деформационный шов – конструктивный элемент аэродромного покрытия, обеспечивающий возможность температурного сжатия и расширения плит покрытия, [2].

При отсутствии деформационных швов в ц/б покрытии возникают напряжения, которые приводят к трещинообразованию, сколам, существенному уменьшению несущей способности, снижению эстетической составляющей, что впоследствии приводит к снижению срока эксплуатации цементобетонного покрытия, как следствие и взлетно-посадочной полосы в целом.

Деформационные швы жестких покрытий должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и эксплуатационных жидкостей, а также от засорения их песком, щебнем и другими твердыми материалами.

Основной вид дефекта деформационных швов - это его разгерметизация. Это случается в значительной степени от того, что в период строительства покрытий была неправильно выполнена первоначальная герметизация швов, что приводит к многократному повторению операции по заливке швов во время эксплуатации. Помимо этого, герметизирующий материал разрушается из-за прямого контакта с пневматиками опор самолетов, особенно при торможении. В зоне этого контакта возникают весьма значительные по величине сдвигающие напряжения[3].

Чем выше степень нарушения герметичности швов, тем выше вероятность появления вторичных дефектов.

Нарушение герметизации швов может быть вызвано: механическим повреждением герметика в швах, старением герметика под воздействием климатических факторов, нарушением адгезии герметика к стенкам камеры шва вследствие его старения или нарушения технологии заливки. Основными проявлениями нарушения герметизации шва являются: отслоение герметика, выдавливание герметика из шва, прорастание травы, скопление посторонних предметов (грязи, камней в шве), отсутствие герметика в шве. Степени разрушения герметизирующего материала (заполнителя) деформационного шва оценивается по следующим признакам:

1.                 Слабая: герметик находится в хорошем состоянии в пределах всего шва при минимальном количестве повреждений. К слабой степени проявления повреждений герметика относят также локальное отслоение от стенок шва при сохранении сцепления с цементобетоном.

2.                   Средняя: заполнитель находится в удовлетворительном состоянии, шов заполнен герметиком, но имеются видимые отрывы от стенок, размер которых не превышает 3 мм; вблизи шва наблюдается скопления минеральных частиц, образовавшихся вследствие выплесков; верхний слой заполнителя окислен и утратил эластичность, но полностью заполняет шов.

3.                   Сильная: заполнитель находится в неудовлетворительном состоянии, либо отсутствует на длине, составляющей 10 и более процентов от общей протяженности швов. К сильной степени разрушения относят сплошные отрывы от стенок шва.

4.                   Повреждение герметика в швах учитывают не по принципу “от плиты к плите”, а по его состоянию в пределах всего образца.

Таким образом, герметизация деформационных швов является одним из факторов, обеспечивающим расчетный срок эксплуатации покрытия в целом, а надежность герметизации может определяется степенью водонепроницаемости швов.

Все дефекты герметизации по времени их проявления можно разделить на две группы: летние дефекты, возникающие при положительных температурах и зимние, возникающие при отрицательных температурах.

К числу дефектов, возникающих в летний период относятся, [4]:

1. Выдавливание герметика из камеры шва (рис. 1).

Данный дефект возникает в основном в швах расширения и иногда в швах сжатия, устроенных в искусственных покрытиях. Основной причиной выдавливания герметика из камеры шва является нарушение технологии работ, а именно в тех случаях, когда заполнение камеры шва герметиком осуществляется выше уровня нижней кромки фаски. Такой же эффект может наблюдаться тех случаях, когда заполнение швов производят в холодное время года без учета расширения паза шва сверх расчетного значения в летний период. При этом воздействие транспортной нагрузки способствует отрыву герметика от стенок шва, а при недостаточной глубине заполнения к предельному случаю нарушения герметичности — полному выносу герметика из камеры шва.

2. Образование пузырей на поверхности герметика (рис. 2) может происходить либо в результате подплавления поверхности уплотнительного шнура, испарения растворителя из грунтовочного состава, либо испарения влаги из нижележащих слоев покрытия. Несмотря на высокую вязкость герметика, при температурах воздуха более +30ОС воздушные пузыри могут мигрировать из глубины шва к поверхности, существенно увеличиваясь в объеме за счет теплового расширения. Образование сплошной области мелких пузырей вдоль стенки шва свидетельствует о нарушении технологии проведения работ, выражающееся в недостаточном времени сушки грунтовочного состава, либо применения праймеров, содержащих малолетучие растворители.

3.   Отслоение герметика от стенки шва (рис. 3) при положительных температурах происходит в результате недостаточной очистки камеры шва от загрязнений, а также проведения герметизации на влажном покрытии. Обычно такие дефекты имеют протяженность от нескольких метров и локализованы на одной из стенок шва. Другой причиной возникновения подобных дефектов могут быть низкие адгезионные свойства герметизирующего материала. В любом случае, при обнаружении подобных дефектов на стадии устройства швов необходимо прекратить работы по герметизации и выявить причину отслоения. Предельным следствием отслоений может становится полный вынос герметика из камеры шва под воздействием транспортных средств.

4.     Сколы кромок плит в зоне швов (рис. 4) в основном происходят под воздействием транспортных средств в местах, где разница уровней смежных кромок швов превышает 3мм. Одной из причин возникновения разницы уровней смежных кромок швов является нарушение технологии устройства цементобетонных покрытий, либо вертикальные сдвиги смежных плит, а также по причине кристаллизации воды, проникающей в конструкцию покрытия через негерметичные деформационные швы. Сколы кромок, хотя и не могут рассматриваться, как дефекты герметизации, инициируют их возникновение, и в первую очередь – отслоения герметика. Другой причиной возникновения сколов кромок являются ошибки на стадии проектирования, когда в конструкции швов не предусматривается устройство фасок, специально предназначенных для снижения нагрузок на кромки швов.


В зимний период при отрицательных температурах эластичность битумно-полимерных герметиков снижается, а растягивающие напряжения от сжатия покрытия увеличиваются. Для обеспечения герметичности деформационного шва герметик должен обладать достаточной деформативностью при минимальных температурах эксплуатации, чтобы компенсировать температурные деформации покрытия. К числу дефектов, возникающих зимний период, относятся, [5]:

1. Адгезионные отслоения герметизирующего материала (рис. 5)составляют основную долю дефектов, образовывающихся при отрицательных температурах. Как правило, отрыв от одной из стенок шва. В таких случаях причиной возникновения такого дефекта в равной степени могут являться недостаточная эластичность герметика, некачественная подготовка швов перед заполнением или же комбинация этих двух факторов. На практике оказывается достаточно сложным установить истинную причину преждевременной разгерметизации, именно в силу равнозначности этих двух факторов. Косвенным подтверждением  несоответствия  низкотемпературных  свойств  герметика  климатическим  условиям эксплуатации,     является     возникновение     такого     характера     дефекта     на      протяжении всего загерметизированного участка.

2.  Равномерно  чередующиеся  отрывы  герметика  (рис.  6)  однозначно  указывают  на недостаточные адгезионные свойства, либо применение некачественного праймера. Такие дефекты возникают в тех случаях, когда температура хрупкости герметика соответствует фактическим условиям эксплуатации, а прочность сцепления со стенками швов существенно меньше напряжений, возникающих на границе контакта.

3.   Когезионное разрушение (рис. 7) характеризуется растрескиванием самого герметика. При этом сцепление со стенками камеры остается надежной. В противоположность предыдущему случаю, когезионное растрескивание, является однозначным признаком того, что температура хрупкости герметика превышает фактическую минимальную температуру эксплуатации.


У цементобетонных плит нет возможности для горизонтального перемещения при температурном расширении. В этих условиях интенсивно идет образование сколов, разрушение плит, нарушается ровность покрытия, создаются условия для потери продольной устойчивости (коробления). Для устранения причин образования этих дефектов необходимо предусмотреть мероприятия по сбросу перенапряжений покрытия, компенсации температурных удлинений плит. Устройство деформационных швов - главная мера по предотвращению коробления и торможению процессов разрушения плит. Если шов располагается в нужном месте, имеет правильные параметры, герметичен, то возможность образования трещин и сколов в бетоне сводится к минимуму.

Восстановление герметизации деформационных швов – важный этап работы по продлению эксплуатационного ресурса покрытий. Большую роль на эффективность работы герметика в швах и его срок службы оказывает деформативность герметизирующих материалов. Использование современных технологий производства, высококачественных полимерных материалов, комплексных пластификаторов и стабилизаторов, позволяют производить такие герметизирующие материалы, которые обеспечивают длительный срок бездефектной эксплуатации, [1].

 

Список литературы

 

1. Вторушин В.Н., Попов В.П. Как обеспечить долговечность покрытий // Аэропорты. Прогрессивные технологии. 1999. №4. С. 17–21.

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

3. Обзор герметизирующих материалов для аэродромных покрытий 26 ЦНИИ. М.: Изд-во МО РФ, 2001.

4. Рекомендации по поддержанию по поддержанию искусственного покрытия ВПП аэропорта Минеральные Воды в эксплуатационном состоянии на основании результатов его обследования и испытания: Отчёт о НИР / ГПН и НИИ ГА «Аэропроект». М., 1993. 42 с.

5. Смирнов B.C., Ключников Г.Я. Диагностика повреждений аэродромных покрытий. М.: Транспорт, 1984. 121 с.