Повреждение бетонных покрытий на примере аэродромных плит

Дата: 19.05.2021

Бетонные покрытия — это жесткие конструкционные системы, используемые при строительстве аэропортов, дорог и автомагистралей, а также полов в промышленных цехах. Особенно они необходимы там, где есть высокие нагрузки и где требуется устойчивость к остаточной деформации. Эти поверхности подвержены тяжелым классам нагрузки. Одновременное действие эксплуатационной нагрузки и неблагоприятных погодных условий приводит к повреждению бетонных покрытий.

Дорожные и аэродромные плиты относятся к группе конструкций, наиболее подверженных воздействию циклически изменяющихся тепловых полей и периодически возникающих дождевых вод (вызывающих разрушение грунта). Также такие конструкции подвержены статическим и динамическим переменным нагрузкам. Например, от посадки и руления самолетов, часто весом 200 тонн.

Поверхность аэропорта имеет характерную специфику эксплуатации. Независимо от типа покрытия аэропорта, компоненты и материалы, из которых оно построено, должны характеризоваться соответствующими параметрами, которые обеспечат безопасность его использования.

Аэродромные плиты

Основным материалом для возведения покрытия аэропорта является цементный бетон, поскольку свойства бетона во многом определяют его качество. Что касается механических свойств, при проектировании покрытия аэропорта особенно важно учитывать его устойчивость к растяжению при сгибании. Это имеет решающее влияние на размер бетонных плит. Кроме того, проектировщики учитывают другие свойства бетона, например: эластичность, прочность на сжатие и растяжение, тепловое расширение, устойчивость к погодным условиям и множественным нагрузкам.

Для производства аэродромных плит используется бетон с заполнителем из каменной крошки (обычно гранитной), а в качестве наполнителя — песок. Цемент, используемый для изготовления бетона, должен соответствовать определенным стандартам.

К типам бетонных конструкций дорожного покрытия относятся:

• неармированные и незастроенные бетонные поверхности,
• бетонные, неармированные, анкерные поверхности,
• железобетонные покрытия с дисперсными волокнами,
• бетонные покрытия из катаного бетона,
• предварительно напряженные бетонные покрытия,
• сборные бетонные поверхности.

Строительство и условия эксплуатации бетонных покрытий

В бетонных покрытиях из цементобетона отмечается множество видов повреждений от единичных или комплексных причин. Многие из них имеют характер и условия появления, аналогичные тем, которые встречаются на дорожных покрытиях.

Популярные бетонные покрытия для аэропортов — это двухслойные системы со слоем скольжения, выполненные в виде сплошной плиты с усадочными надрезами. Эти надрезы выполняются в свежеуложенном бетоне шириной 5-10 мм и глубиной несколько сантиметров, чаще всего в модуле 5 x 5 м. В результате усадки бетона сплошная плита распадается на отдельные плиты, которые свободно опираются на фундамент. Дальнейшая усадка открывает вновь образованные трещины до уровня примерно 3 мм. Зазоры между плитами заделываются, чтобы защитить конструкцию и ее фундамент от проникновения дождевой воды и химических средств защиты, действие которых вызывает разрушение основания.

Типичный уплотнительный материал — битумная мастика. Правильно спроектированное и построенное бетонное покрытие не должно быть преждевременно повреждено. Однако, как показывают наблюдения, повреждения покрытия аэропорта — обычное явление. В большинстве случаев за их создание отвечает наложение деструктивных действий. С одной стороны, одновременное воздействие негативных факторов не всегда учитывается при проектировании, а с другой — в значительном количестве случаев ущерб возникает в результате производственных (технологических) или эксплуатационных ошибок.

В случае повреждения покрытия аэропорта стандартные задачи технических служб безопасности аэропорта (уборка снега, противообледенительная обработка) дополнительно сопровождаются устранением последствий трещин в виде битых фрагментов бетона. Эти фрагменты представляют прямую угрозу для самолета, поскольку их засасывание в двигатель самолета может привести к авиакатастрофе или, в лучшем случае, к дорогостоящему ремонту.

Другой риск — это дефекты высотой более нескольких миллиметров, возникающие на краях компенсаторов или в местах трещин. Они образуются в результате склейки соседних плит или их поврежденных фрагментов, а созданные пороги высотой 2–3 см создают опасность для дорожного движения. Поэтому они должны быть оперативно удалены с плит аэропорта. Рассмотренные примеры повреждений не возникают внезапно — они являются производными от деструктивных процессов, механизм которых достаточно сложен.

Автор:
Алексей Гришин