CC BY
41
УДК 006.06
Смирнова Г.Е., Найденова Н.С., Османова О.С.
КАЧЕСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
Смирнова Галина Егоровна, к.х.н., доцент кафедры стандартизации и инженерно-компьютерной графики, Найденова Надежда Сергеевна, магистрант 1 курса факультета инженерной химии (ФИХ); e-mail: nnaydenova94@mail.ru,
Османова Ольга Сергеевна, студент 4 курса факультета инженерной химии (ФИХ); Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9
Прочность, устойчивость и долговечность определяют качество и безопасность аэродромных покрытий. Эти показатели, зависят, в том числе, от состава и качества используемых при строительстве, ремонте и реконструкции материалов. Качество исходных строительных материалов и готовых цементобетонных и асфальтобетонных конструкций аэродромных покрытий регламентируется стандартами и определяется в испытательных лабораториях, имеющих соответствующую область аккредитации.
Ключевые слова: качество строительных материалов, аэродромные покрытия.
QUALITY OF BUILDING MATERIALS FOR AERODROME COATINGS
Smirnova G.E., Naydenova N.S., Osmanova O.S.
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Strength, stability and durability determine the quality and safety of aerodrome coatings. These indicators depend on the composition and quality used in the construction, repair and reconstruction of materials. The quality of the initial building materials and finished cement-concrete and asphalt-concrete structures of aerodrome coatings is regulated by standards and is determined in testing laboratories that have a corresponding area of accreditation.
Keywords: quality of building materials, aerodrome coatings.
Одним из условий экономического роста страны, конкурентоспособности национальной экономики является развитие транспортной инфраструктуры.
Федеральный закон от 9.02.2007 г. № 16-ФЗ «О транспортной безопасности» (ред. от 6.07.2016 г.) определяет объекты транспортной инфраструктуры как технологические комплексы, включающие в себя, в том числе, «аэродромы, аэропорты, объекты систем связи, навигации и управления движением транспортных средств».
В Федеральном законе указывается, что требования к транспортной безопасности объектов транспортной инфраструктуры, формируются, в том числе, на этапе их проектирования и строительства и подлежат нормативно-правовому регулированию в сфере строительства, архитектуры,
градостроительства.
Современный аэродром является сложным комплексом инженерных сооружений, включающим искусственные покрытия, служебно-техническую территорию, коммуникации, радиотехническое и светосигнальное оборудование. Основной элемент аэродрома - взлетно-посадочные полосы (далее ВПП) c искусственными покрытиями [1].
Перед началом строительства ВПП снимают грунт и удаляют рыхлую породу, заменяя её на более прочные материалы. Таким образом, подготавливают необходимое основание в форме «корыта», в которое укладывают геотекстиль, а сверху насыпают песок. Затем следует ещё один
слой геотекстиля с расположенным на нём щебнем. Поверх щебня укладывается бетон толщиной до 25 см. Финишным слоем является слой прочного марочного бетона толщиной в 40 см. Между слоями бетона располагают геомембрану. Такая сложная конструкция значительно увеличивает срок службы ВПП, предотвращая её деформацию и проникновение влаги, и позволяет воспринимать и выдерживать значительные нагрузки от воздушного транспорта [2].
В своде правил, СП 121.13330.2012 «Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96», аэродромные покрытия определяются как конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия от воздушных судов, эксплуатационных и природных факторов.
Аэродромные покрытия состоят из верхнего и нижнего слоев, которые, в свою очередь, могут быть многослойными. Верхние слои непосредственно воспринимают нагрузки от колес воздушных судов, воздействия природных факторов (переменного температурно-влажностного режима, многократного замораживания и оттаивания, влияния солнечной радиации, ветровой эрозии), тепловые и механические воздействия газовоздушных струй авиационных двигателей и механизмов, предназначенных для эксплуатации аэродрома, а также воздействие антигололедных химических средств. Нижние слои (искусственные и грунтовые основания), обеспечивают совместно с покрытием
передачу нагрузок на грунтовое основание, а также могут выполнять дренирующие,
противозаиливающие, термоизолирующие,
противопучинные, гидроизолирующие и другие функции [3].
Прочность, устойчивость и долговечность, в зависимости от гидрогеологических условий эксплуатации, определяют качество и безопасность аэродромных покрытий. Эти показатели, зависят, в том числе, от состава и качества используемых при строительстве, ремонте и реконструкции материалов.
Например, авторы публикации Каргин Р.В. и др. отмечают, что для обеспечения долговечности асфальтобетонных покрытий и слоев усиления, применительно к аэродромам, необходимо осуществить подбор оптимального состава и толщины асфальтобетона [4].
Со временем в процессе эксплуатации на аэродромном покрытии могут возникнуть такие дефекты как:
- шелушение поверхности из-за периодических механических нагрузок и многократных циклов замораживания и оттаивания;
- раковины и выбоины вследствие
динамических нагрузок газовоздушных струй от двигателей воздушных судов;
- трещины из-за воздействия сульфатов и щелочно-силикатной реакции;
- разрушение бетонных плит в результате силовых нагрузок;
- просадки и проломы плит из-за потери несущей способности грунта основания.
Известно, что срок службы асфальтобетонного покрытия взлетно-посадочных полос и других элементов аэродрома составляет 10 лет, цементобетонного - 20-25 лет [5].
Основные положения Федеральных законов «О техническом регулировании», «О радиационной безопасности населения», Технических регламентов о безопасности зданий и сооружений и требованиях пожарной безопасности, стандартов, сводов правил и других документов, в частях, регламентирующих безопасность строительных материалов,
рассмотрены авторами настоящей статьи в предыдущих публикациях [6,7,8].
В таблице 1 представлен перечень некоторых действующих стандартов на материалы различных марок, используемые при сооружении аэродромных покрытий.
Номер государственного стандарта Название стандарта
ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».
ГОСТ 30515-2013 «Цементы. Общие технические условия».
ГОСТ 8736-2014; ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Технические условия»; «Песок для строительных работ. Методы испытаний».
ГОСТ 5180-2015; ГОСТ 25584-90 «Грунты. Методы определения физических характеристик»; «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации».
ГОСТ 8269.0-97 ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний»; «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».
ГОСТ 26633-2015; ГОСТ 10180-2012; ГОСТ 18105-2010; ГОСТ 28570-90 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»; «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам»; «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности»; «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».
ГОСТ 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия».
Постановлением Правительства РФ от 01.12.2009 г. № 982 установлено, что большинство видов цемента (портландцемент, цемент глиноземистый, цемент шлаковый, цемент суперсульфатный и аналогичные гидравлические цементы, неокрашенные или окрашенные, готовые или в форме клинкеров) подлежат подтверждению соответствия в виде обязательной сертификации. Для строительных материалов, не вошедших в перечни [9], на каждую партию оформляются документы о качестве, содержащие результаты приемосдаточных испытаний [7].
Подтверждение соответствия строительных
материалов, используемых в аэродромных покрытиях, требованиям стандартов проводят в испытательных лабораториях, аккредитованных на техническую компетентность в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» и СДА-15-2009 «Требования к испытательным лабораториям». СДА-15-2009 (действует до февраля 2018 г.) устанавливает требования к испытательным лабораториям (ИЛ), которые проходят аккредитацию в Единой системе оценки соответствия в области промышленной,
экологической безопасности в энергетике и строительстве.
Такие испытательные лаборатории проводят испытания не только строительных материалов непосредственно в начале строительных работ, но и осуществляют контроль качества уже готовых конструкций, например, цементобетонных и асфальтобетонных конструкций аэродромных покрытий.
Методы испытаний в этих лабораториях позволяют определять, например:
- тонкость помола сыпучих материалов;
- предел прочности при изгибе и сжатии для готовых изделий из цемента;
- зерновой состав, содержание пылевидных и глинистых частиц, влажность, плотность, химический состав для песка;
- зерновой состав, содержание пылевидных и глинистых частиц, дробимость, содержание слабых пород, пористость, водопоглощение, сопротивление удару для щебня;
- плотность, влажность, водопоглощение, пористость, морозостойкость, прочность по образцам, отобранным из конструкции бетона;
- состав асфальтобетона.
По результатам испытаний выдается документ «Протокол испытания». Протоколы испытаний являются основанием для оформления документов подтверждения соответствия.
Без оценки качества и безопасности строительных материалов мы рискуем получить некачественный продукт, имеющий скрытые, не идентифицированные дефекты, которые в последствие становятся «бомбой» замедленного действия и могут привести как к экономическим проблемам, так и к проблемам, связанным непосредственно с жизнью и здоровьем людей. Взлётные массы современных самолётов могут превышать 250 тонн, но ещё более значительные нагрузки создаются при посадке воздушных судов с массой более 150 тонн. При такой значительной грузонапряженности свойства покрытий взлётно-посадочных полос должны соответствовать заданным характеристикам, так как даже незначительные изменения в них могут привести к непроизвольному отклонению траектории движения воздушного суда от заданной, что с учетом скорости движения на взлёте и посадке (приблизительно 250 км/ч) неизбежно приведёт к авиационному происшествию.
Фрагменты некачественных аэродромных покрытий в виде мелких камней при движении воздушных судов могут засасываться в газовоздушный тракт двигателей, что приводит к их повреждению и значительным экономическим издержкам (задержка рейса, досрочная замена двигателя, локальный ремонт).
Контроль качества строительных материалов достигается при разработке и осуществлении комплекса взаимосвязанных мероприятий, подкрепленного требованиями, содержащимися в соответствующей нормативной документации. Качественные строительные материалы
обеспечивают длительную и безопасную эксплуатацию строительных объектов различного назначения.
Список литературы
1. Кульчицкий В.А., Макагонов В.А., Васильев Н.Б. Аэродромные покрытия. Современный взгляд. М.: Физматлит, 2002. - 525 с.
2. Строительство аэродромов. Взлетно-посадочная полоса. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://timenerud.ru/stati/stroitelstvo_aerodroma_vpp/ (дата обращения: 13.05.17).
3. СП 121.13330.2012. Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96. Введ. 2013-01-01. М.: Минрегион России, 2012.
4. Каргин Р.В., Каргина Д.Р., Чернецкая С.В. Сравнительный анализ нормативных требований к асфальтобетонным покрытиям автомобильных дорог и аэродромов // Интернет-журнал «Науковедение», том 8, №6 (2016). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/72TVN616.pdf (дата обращения:13.05.17).
5. Борзова А.С., Железная И.П., Анализ состояния инфраструктуры аэропортов московского авиационного узла // Научный Вестник МГТУ ГА.-2013 г. - № 197 - с.107-110.
6. Смирнова Г.Е., Найденова Н.С., Невмятуллина Х.А. Техническое регулирование в области строительных материалов // Научный, производственно-экономический журнал «Экономика строительства». - 2017 г. - №2 (44) март-апрель. - с. 68-75.
7. Смирнова Г.Е. Османова О.С. Техническое регулирование в строительстве аэродромных сооружений // Сборник научных трудов «Успехи в химии и химической технологии». - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2017.
8. Смирнова Г.Е., Найденова Н.С. Радиационная безопасность строительных материалов // 2-я Международная научно-практическая конференция молодых ученых по проблемам техносферной безопасности.: материалы конференции.- М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2017.
9. Постановление Правительства РФ от 01.12.2009 № 982 (ред. от 26.09.2016) «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии».
