Materiały do budowy betonowych nawierzchni lotniskowych

Seminarium „BETON – wiemy jak i dlaczego!” - Kielce, 21.05.2013 r.Targi Autostrada Polska 2013

BETONOWE NAWIERZCHNIE LOTNISKOWE

dr inż. Adam POŚWIATA

dr inż. Mariusz WESOŁOWSKI

W celu utrzymania na odpowiednim, wymaganym poziomie parametrów eksploatacyjnychnawierzchni lotniskowych, niezbędne są normowe i poza normowe badania eksploatacyjne,które pozwalają na odpowiednio wczesne reagowanie i podejmowanie czynnościzwiązanych z utrzymaniem stałej gotowości eksploatacyjnej nawierzchni oraz naprognozowanie zabiegów eksploatacyjno - remontowych. Dlatego też zakres działalnościZakładu Lotniskowego ITWL jest ściśle związany z bezpieczną eksploatacją nawierzchnilotniskowych.

Zakład Lotniskowy Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych jest od dawna niezwykleważną komórką w kraju, wspierającą działalność służb lotniskowych w lotnictwie cywilnymoraz w Siłach Zbrojnych RP.

Zakład Lotniskowy

diagnostyka stanu technicznego nawierzchni lotniskowych i drogowych;

badania nowych materiałów budowlanych i systemów lotniskowych;

konsultacje i nadzór technologiczny przy pracach budowlano - remontowych;

wydawanie opinii i przeprowadzanie ekspertyz z zakresu problematyki lotniskowej i drogowej;

wdrażanie nowych technologii i nowej techniki lotniskowej;

rozwój bazy pomiarowej, opracowywanie nowych metod badawczych.

Główne zadania Zakładu Lotniskowego

udział w przystosowywaniu lotnisk wojskowych dla potrzeb NATO;

opracowywanie technologii szybkiej odbudowy zniszczonych nawierzchni lotniskowych;

badania sprawdzające mobilne, kompozytowe nawierzchnie lotniskowe;

tworzenie Systemu Oceny Nawierzchni Lotniskowych;

badania oddziaływań współczesnej techniki lotniczej na nawierzchnie lotniskowe.

Główne zadania Zakładu Lotniskowego

Betonowe nawierzchnie lotniskowe

Układ konstrukcyjny betonowej nawierzchni lotniskowej Przykładowy przekrój konstrukcyjny nawierzchni sztywnej

Nawierzchnia sztywna dyblowana Nawierzchnia sztywna zbrojona

Inwentaryzacja uszkodzeń

Przykład inwentaryzacji wykonanej przez ITWL

Przykład inwentaryzacjiwykonanej przez

Użytkownika lotniska

Pęknięcia włosowate

Kolejne fazy uszkodzenia płyty betonowej poddanej cyklicznie zmiennym obciążeniom

Odpryski pomarglowe

Sposób naprawy: dokładnie oczyścić uszkodzenie wgłębne; zagruntować powierzchnię; wypełnić ubytek materiałem naprawkowym.

Infrastruktura lotniskowa - Normy

- PN-V 83002:1999 Lotniskowe nawierzchnie z betonu cementowego

- PN-EN 206-1:2003 Beton Cz. 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność

- PN-EN 13877-1:2007 Nawierzchnie betonowe. Cz. 1: Materiały

- PN-EN 13877-2:2007 Nawierzchnie betonowe. Cz. 2: Wymagania funkcjonalne dla nawierzchni betonowych

- PN-EN 13791:2008 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjachi prefabrykowanych wyrobach betonowych

- PN-88/B-06250 Beton zwykły

- PN-EN 197-1:2012 Cement. Cz. 1 Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku

- PN-EN 12390-3:2011 Badania betonu. Cz. 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badania

- PN-EN 12504-1: 2011 Badania betonu w konstrukcjach. Cz. 1: Odwierty rdzeniowe – Wycinanie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie

Dokumenty normatywne

Dokumenty normatywne

WYMAGANIA wg prNO-17-A204:2013 (zastępuje PN-V-83002:1999)Lotniskowe nawierzchnie betonowe.

Wymagania i metody badań nawierzchni z betonu cementowego

Lp. Składnik mieszanki Pochodzenie Ilość [kg/m3]

1 Piasek płukany 0/2 Antoniówka

2 Grys granitowy 2/8 Graniczna

3 Grys granitowy 8/16 Graniczna

4 Grys granitowy 16/22 Graniczna

5 Cement drogowo-mostowy I 42,5 Warta

6 Woda

7 FM-6 Adiment 0,2% wag. cem

8 LPSA-94 Adiment 0,4% wag. cem.

Dane uzupełniające:- Współczynnik w/c - 0,36- Współczynnik c/w - 2,78- Ilość zaprawy [ dm3/m3] - 492- Zawartość powietrza [%] - 5,0- Wskaźnik konsystencji wg stożka [cm] - 1 do 2- Nasiąkliwość betonu [%] - 5,0- Stopień wodoszczelności - W8- Stopień mrozoodporności - F200- Gęstość betonu świeżego [kg/m3] - 2346

Ramowa recepta laboratoryjna na beton cementowy klasy C35/45

Materiały do budowy betonowych nawierzchni lotniskowych

Kruszywa

Cement

Dyble

Pielęgnacja układanego (świeżego) betonu

Dotychczas wydano tylko jedno Orzeczenie dla preparatu NB-1 (SIKA POLAND)

Zabezpieczanie nawierzchni przed nasiąkliwością

Warstwa

Nie zabezpieczone

[%]

Po zabezpieczeniu

[%]

Obniżenie nasiąkliwości

[%]

Nie zabezpieczone

[%]

Po zabezpieczeniu

[%]

Obniżenie nasiąkliwości [%]

1 8,1 7,2 11,2 8,0 0,7 91,62 6,3 6,2 2,0 6,5 0,3 95,23 6,6 6,5 2,1 5,9 0,3 95,24 6,3 6,0 3,6 5,5 0,3 93,7

Średnia 6,6 6,4 3,8 6,2 0,4 94,3

Preparat C2HardTM Silcobet-1

0

5

10

15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Rodzaj materiału

nasi

ąkliw

ość

[%]

Środki hydrofobowe Zaprawy

BC

NASIĄKLIWO ŚĆ W WO DZIE

Nasiąkliwość betonu po naniesieniu zabezpieczających powłok ochronnych

Skutki niewłaściwej pielęgnacji nawierzchniw początkowym okresie wiązania i twardnieniabetonu oraz brak zabiegów konserwacyjnych

Efekt „perlenia” na właściwie zabezpieczonej betonowejnawierzchni lotniskowej

HydrofobizacjaWidok głębokości penetracji impregnatudo hydrofobizacji w betonie kl. C35/45

Odporność betonowych nawierzchni lotniskowych na działanie środkówodladzających jest jednym z parametrów decydującym o ich trwałości podczaseksploatacji. Cykliczne zamrażanie i odmrażanie betonu w obecności soliodladzających powoduje m.in. łuszczenie się jego powierzchni.

Powierzchniowe złuszczenia betonowej nawierzchni lotniskowej

Środki odladzające

Badanie „pull-off”

Zasysanie ciał obcych (FOD)

Badania nośności

Identyfikacja konstrukcji nawierzchni

Badania laboratoryjne

Oznaczenie próbki

Wytrzymałość na zginanie

EFL

9/1 (BC) 3,8 MPa

PPS-1

9/2 (BC) 4,9 MPa

9/3 (BC) 4,6 MPa

10/1 (BC) 4,2 MPa

10/2 (BC) 2,2 MPa

10/3 (BC) 4,2 MPa

11/1 (BC) 4,6 MPa

11/2 (BC) 4,0 MPa

11/3 (BC) 4,9 MPa

15/1 (BC) 3,6 MPa

PPS-515/2 (BC) 2,9 MPa

16/1 (BC) 3,5 MPa

16/2 (BC) 2,4 MPa

Badania niszczące wykonuje się zgodniez normą PN-EN 12390-6:2010 Badania betonu.Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przyrozłupywaniu próbek do badania.

Pomiar ugięć sprężystych badanych nawierzchni lotniskowych i drogowych

NośnośćBadania nośności wykonuje się zgodnie z normą NO-A500:2007 Nawierzchnie drogowe i lotniskowe. Badanie nośności oraz aneksem 14 ICAO Standard 9137-AN/898 Part 2 Airport Service Manual.

2

2,01

2,02

2,03

2,04

2,05

2,06

2,07

2,08

2,092,1

2,11

2,12

2,13

2,14

2,15

2,16

2,17

2,18

2,19

B1

B2

B3

B4

B5

B6

RównośćBadania równości wykonuje się zgodnie z normą PN-V-83002:1999 Lotniskowe nawierzchnie z betonu cementowego. Wymagania ogólne i metody badań, normą BN-68/8931-04 Drogi samochodowe. Pomiar równości nawierzchni planografem i łatą oraz wytycznymi ITWL Ocena stanu równości nawierzchni lotniskowych.

-20

-15

-10

-5

00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

[mm

]

[hm]

Pasmo nr 1 (od płn)

wsch.zach.

Maksymalne nierówności zarejestrowane przez planograf

Mapa nierówności badanego obszaru nawierzchni drogi startowej

Badania szorstkości

Badania szorstkości nawierzchni lotniskowych wykonuje się zgodnie z wymaganiami Załącznika 14 doKonwencji o Międzynarodowym Lotnictwie Cywilnym Lotniska, ICAO oraz Advisory Circular No: 150/5320-12C, Federal Aviation Administration.

BC BA BC

0,70 0,68 0,71

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Wsp

ółcz

ynni

k sc

zepn

ości

War tości średnie dla DS z 2 tras pomiarowych, kierunek pomiarów Wsch. -Zach.

Ilość pomiarów

Przykłady betonowych nawierzchni lotniskowych w Polsce

Droga startowa na lotnisku

Przykłady betonowych nawierzchni lotniskowych w Polsce

Płaszczyzna Postoju Samolotów PPS-1 na lotnisku

Przykłady betonowych nawierzchni lotniskowych w Polsce

Droga startowa na lotnisku

Przykłady betonowych nawierzchni lotniskowych w Polsce

Płaszczyzna Postoju Samolotów w Porcie Lotniczym

Przykłady betonowych nawierzchni lotniskowych w Polsce

Droga startowa na lotnisku wojskowym

PODSUMOWANIE

sprawdzone materiały do budowy betonowych nawierzchni lotniskowych; sprawdzona technologia układania betonu – rozruch technologiczny; niezależny nadzór laboratoryjny w trakcie budowy; pielęgnacja świeżego betonu; zabezpieczenie hydrofobowe betonu – zarówno świeżego jak i będącego w eksploatacji; prowadzenie inwentaryzacji uszkodzeń (zaleca się wykonanie inwentaryzacji w okresie wiosennym); stosować sprawdzone technologie napraw poszczególnych typów uszkodzeń; stosować sprawdzone materiały do napraw uszkodzeń betonowych nawierzchni lotniskowych; stosowanie środków odladzających ograniczać do minimum.

Budowa i eksploatacja betonowych nawierzchni lotniskowych

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

Telefon/Fax.: (22) 6-851-324

e-mail: adam.poswiata@itwl.pl mariusz.wesolowski@itwl.pl

Adres:ul. Ks. Bolesława 601-494 Warszawa

Kontakt: