Конструкции искусственных покрытий
Основные требования, предъявляемые к искусственным покрытиям. Классификация искусственных покрытий.
Введение
Л Е К Ц И Я № 30
Полковник Д. Ершов
« » ____________2012 г.
Учебная дисциплина: «Проектирование автомобильных дорог и ВАД»
Специальность: 271502 – Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей
Специализация «Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие военных мостов и переправ»
Тема: Основные принципы проектирования аэродромных покрытий
Автор: к.т.н. И. Барышников
Время: 2 часа
Обсуждена на заседании ПМК № 2
Протокол № __
« __ » ________ 2012 г.
г. Балашиха - 2012г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Учебные вопросы
1. Основные требования, предъявляемые к искусственным покрытиям. Классификация искусственных покрытий
2 . Общие принципы проектирования аэродромных покрытий.
3 . Основные принципы расчёта прочности покрытий.
Заключение
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
Графопроектор, слайды, плакаты по теме.
Литература.
А. ОСНОВНАЯ: 1. Глушков Г.И. и др. Изыскания и проектирование аэродромов. М, Транспорт, 1992, 463 с, стр. 337-340, 346-349.
2. СНиП 2.05.08-85. Аэродромы. Государственный комитет СССР
по делам строительства, М. ,1985 г.
3. СНиП 32-03-96. Аэродромы. Минстрой России, 1996г.
Б. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1. Глушков Г.И. и др. Изыскания и проектирование аэродромов. М., Транспорт, 1981, 615 с.
Аэродромные покрытия представляют собой конструкции, воспринимающие нагрузки от воздушных судов, эксплуатационных и природных факторов. Они должны обеспечивать безопасность полётов, удовлетворять требованиям прочности, устойчивости и долговечности. Искусственные покрытия являются самыми дорогостоящими сооружениями аэродрома, поэтому при их возведении особое внимание должно быть уделено тому, чтобы их сооружение осуществлялось с минимальными затратами при безусловном удовлетворении предъявляемых к ним требований.
К основным требованиям, предъявляемым к искусственным покрытиям, относятся:
прочность;
ровность и достаточная шероховатость, создающая сцепление колёс с покрытиями;
сопротивляемость климатическим и гидрологическим факторам;
беспыльность поверхности;
водонепроницаемость, исключающая проникновение поверхностных вод в грунтовое основание;
сопротивляемость воздействию струй реактивных двигателей;
стойкость против вредного действия топлива и смазочных материалов;
экономичность и простота строительства при максимальной механизации;
простота эксплуатационного содержания и ремонта;
возможность использования местных строительных материалов;
возможность реконструкции покрытий при появлении новых типов самолётов с увеличенными скоростями движения и нагрузками на опоры.
Конструкции искусственных покрытий зависят от расчётных нагрузок, создаваемых опорами воздушных судов, интенсивности эксплуатации аэродрома, качества естественных грунтовых оснований и наличия местных строительных материалов.
Искусственные покрытия состоят из следующих конструктивных слоёв (рис. 1): собственно покрытие, искусственное основание, естественное грунтовое основание. В свою очередь, собственно покрытие и искусственное основание могут состоять из нескольких слоёв.
Рис.1. Конструктивные слои покрытия:
1 – собственно покрытие; 2 – искусственное основание;
3 – естественное грунтовое основание
Собственно покрытие – это верхний слой, непосредственно воспринимающий нагрузки от колёс ВС и подвергающийся воздействию природных факторов. Он должен быть прочным, не допускать проникновения поверхностных вод в основание покрытий, иметь хорошую морозостойкость, хорошо сопротивляться истиранию, не допускать скольжения колёс ВС и чрезмерного износа шин, не подвергаться разрушению потоками газов реактивных двигателей. Толщину собственно покрытия определяют расчётом, исходя из величины нагрузки от колёс ВС, заданной интенсивности эксплуатации и деформативных характеристик грунтов основания.
Искусственное основание повышает несущую способность грунтов, особенно в период, когда они находятся в переувлажнённом состоянии, регулирует режим влажности подстилающих грунтов, предотвращает выжимание разжиженного грунта через швы покрытия при воздействии на покрытие нагрузок от ВС и предупреждает разрушение покрытий от пучения. Как правило, искусственное основание устраивают из материалов меньшей прочности, чем материалы собственно покрытия.
Естественное грунтовое основание воспринимает давление от нагрузки, передаваемое через покрытие, не допуская при этом опасных деформаций.
Механические свойства естественных грунтовых оснований в результате воздействия природных факторов значительно меняются в течение года и ряда лет. Грунты основания подвержены увлажнению, высыханию, промерзанию и оттаиванию. Увеличение влажности грунтов приводит к снижению их несущей способности. Промерзание грунта сопровождается образованием льда в его порах и увеличением объёма. Вследствие этого зимой отмечается подъём поверхности грунта, называемый пучением. Весной лёд в грунте тает, поры разуплотнённого грунта заполняются водой, и сжимаемость грунтового массива резко повышается, что приводит к значительному снижению несущей способности основания.
Устойчивость покрытия в значительной степени зависит от тщательности подготовки естественного грунтового основания. Перед устройством покрытия оно должно быть спланировано и уплотнено.
Классификация искусственных покрытий
Аэродромные покрытия классифицируют:
а) по характеру работы при воздействии нагрузок от колёс ВС;
б) по капитальности – сроку службы и степени совершенства.
По характеру работы под нагрузкой аэродромные покрытия делят на два типа: жёсткие и нежёсткие.
Жёсткие покрытия обладают способностью воспринимать растягивающие напряжения, вызываемые действием нагрузки от ВС и другими факторами. Под нагрузкой покрытие работает как плита на упругом основании: деформации покрытия упругие, а давление плиты на грунт мало. Благодаря большой распределительной способности плиты диаметр чаши прогиба значителен, а прогибы покрытий под нагрузкой невелики (рис. 2).
Рис. 2. Схема работы покрытий под нагрузкой:
а – жёстких; б - нежёстких
К жёстким относят покрытия из монолитного предварительно напряжённого железобетона, сборных предварительно напряжённых железобетонных плит, монолитного железобетона, бетонные и армобетонные покрытия, а также асфальтобетонные покрытия на цементобетонном основании.
Нежёсткие аэродромные покрытия воспринимают растягивающие напряжения в меньшей мере. Сопротивление нагрузкам обуславливается преимущественно сопротивлением подстилающего грунта сжатию и боковому выпиранию.
Прогибы нежёстких покрытий под нагрузкой значительны, а диаметр чаши прогиба имеет малые размеры. В период распутицы несущая способность грунта существенно снижается, а деформации покрытий носят упруго-пластический характер.
К покрытиям нежёсткого типа относят асфальтобетонные; щебёночные из прочных материалов подобранного состава, обработанные органическими вяжущими материалами; грунтощебёночные, грунтогравийные и грунтовые, обработанные вяжущими материалами.
В зависимости от срока службы и степени совершенства искусственные покрытия разделяются на капитальные и облегчённые.
Капитальные покрытия применяются на аэродромах, предназначенных для эксплуатации дальних магистральных ВС. Они допускают большое количество взлётно-посадочных операций и имеют большой срок службы. К капитальным покрытиям относят все жёсткие покрытия, а также покрытия из асфальтобетона.
Облегчённые покрытия применяют на аэродромах, предназначенных для эксплуатации средних ВС. К облегчённым относятся все нежёсткие покрытия, кроме асфальтобетона.