KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY

TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Ch-ơng I Mặt đ-ờng sân bay yếu tố tác động đến chất l-ợng khai thác mặt đ-ờng sân bay 1.1 Phân loại mặt đ-ờng sân bay Từ quan điểm khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay, đặc tr-ng làm việc mặt đ-ờng d-ới tác dụng tải trọng bánh máy bay, mặt đ-ờng sân bay đ-ợc chia thành hai loại mặt đ-ờng cứng mặt đ-ờng mềm 1.1.1 Mặt đ-ờng cứng sân bay Mặt đ-ờng cứng loại mặt đ-ờng đ-ợc ứng dụng rộng rãi kết cấu mặt đ-ờng sân bay, sân bay dự kiến khai thác loại máy bay nặng, máy bay sử dụng động phản lực Các loại mặt đ-ờng cứng có đặc điểm làm việc chịu uốn sử dụng loại vật liệu thích hợp khả phân bố tải trọng bánh xuống lớp móng diện rộng, áp lực tải trọng gây đất nhỏ (hình 1.1.a) Mặt khác vật liệu mặt đ-ờng cứng có tính đàn hồi lớn, chúng nhậy cảm với t-ợng trùng phục tải trọng tác động nhiệt độ Mặt đ-ờng cứng sân bay bao gồm loại mặt đ-ờng bê tông xi măng, bê tông xi măng l-ới thép, bê tông cốt thép bê tông ứng suất tr-ớc (đổ chỗ lắp ghép từ đúc tr-ớc) Cấu tạo mặt đ-ờng cứng bao gồm tầng mặt tầng móng, tầng gồm nhiều lớp Giữa lớp th-ờng bố trí lớp vật liệu ngăn cách giấy dầu lớp vật liệu t-ơng tự với chiều dày 1,5mm lớp bi tum - cát dày 2cm nhằm mục đích giảm tối đa lực ma sát lớp, tránh gây ứng suất nhiệt cho bê tông bê tông co dãn thay đổi nhiệt độ môi tr-ờng Tầng móng th-ờng đ-ợc làm từ loại vật liệu cát vàng gia cố xi măng (hàm l-ợng xi măng sử dụng 10% theo trọng l-ợng cát vàng), đất tự nhiên gia cố xi măng, đất tự nhiên gia cố nhựa bi tum, đá dăm cấp phối tiêu chuẩn đơn giản từ lớp cát vàng Để giảm kinh phí xây dựng, tầng móng th-ờng đ-ợc làm từ loại vật liệu chỗ Các loại mặt đ-ờng bê tông cốt thép bê tông ứng suất tr-ớc thi công theo hai cách: thi công đổ bê tông chỗ thi công lắp ghép từ đúc tr-ớc Còn loại mặt đ-ờng bê tông xi măng bê tông l-ới thép áp dụng ph-ơng pháp thi công đổ chỗ TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Khi sửa chữa nâng cấp mặt đ-ờng sân bay, ng-ời ta th-ờng áp dụng giải pháp bổ sung lớp tăng c-ờng lên lớp mặt đ-ờng cũ, lớp mặt đ-ờng cũ lớp mặt đ-ờng cứng (bê tông xi măng, bê tông l-ới thép, bê tông cốt thép) mặt đ-ờng mềm Và ng-ợc lại, lớp tăng c-ờng lớp mặt đ-ờng cứng lớp mặt đ-ờng mềm s P a) s d1 P b) d2 Hình 1.1 Sơ đồ làm việc mặt đ-ờng d-ới tác dụng tải trọng a Mặt đ-ờng cứng; b Mặt đ-ờng mềm 1.1.2 Mặt đ-ờng mềm sân bay Đối với sân bay khai thác loại máy bay loại vừa nhỏ, th-ờng ứng dụng loại kết cấu mặt đ-ờng mềm Kết cấu mặt đ-ờng mềm làm việc chịu uốn mà chủ yếu làm việc chịu nén, độ võng mặt đ-ờng d-ới tác dụng tải trọng lớn hơn, đ-ờng kính bát võng lại nhỏ so với kết cấu mặt đ-ờng cứng chịu tải trọng tác dụng (hình 1.1.b) Nh-ợc điểm chủ yếu mặt đ-ờng mềm tính nhậy cảm chúng với loại tải trọng động trùng phục, đặc tr-ng cho tải trọng khai thác mặt đ-ờng sân bay, hoạt động khai thác vào ngày nắng, nóng Quá trình phá huỷ kết cấu mặt đ-ờng mềm trình tích luỹ biến dạng co ép lớp vật liệu chịu tải trọng trùng phục với biến dạng đất tự nhiên lớp vật liệu móng Cấu tạo mặt đ-ờng mềm bao gồm loại mặt đ-ờng bê tông asphalt (trong có bê tông asphalt l-ới thép), mặt đ-ờng đá dăm cấp phối thấm nhập nhựa, mặt đ-ờng đất cấp phối tự nhiên, mặt đ-ờng đất gia cố chất kết dính hữu vô Thông th-ờng mặt đ-ờng mềm đ-ợc cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu 1.2 Các tác động gây h- hỏng cho kết cấu mặt đ-ờng sân bay 1.2.1 Tác động tải trọng máy bay lên mặt đ-ờng sân bay TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Tác động tải trọng máy bay lên mặt đ-ờng sân bay thông qua hệ thống bánh phụ (càng mũi), phần tải trọng truyền qua th-ờng chiếm từ 90 95% tổng trọng l-ợng máy bay Mỗi máy bay có từ đến chính, có 1, 2, bánh Sự phân tích đắn tác động tải trọng gây mặt đ-ờng sân bay chịu tác động khác máy bay có giá trị thực tiễn trình khai thác sân bay Cần phải xem xét hoạt động cất - hạ cánh máy bay quan điểm tác động tải trọng lên mặt đ-ờng sân bay làm rõ đặc tr-ng làm việc mặt đ-ờng khai thác * Khi cất cánh: Suốt trình cất cánh máy bay bao gồm giai đoạn: chạy đà, tích luỹ tốc độ (khi rời đất) lấy độ cao Trên quan điểm xét làm việc mặt đ-ờng, giai đoạn đ-ợc quan tâm giai đoạn chạy đà Chuyển động máy bay giai đoạn chạy đà đ-ợc đảm bảo lực kéo động cơ, ng-ợc chiều với lực cản không khí lực ma sát bánh xe mặt đ-ờng Hiệu số lực kéo động lực cản đại l-ợng lực gây chuyển động có gia tốc máy bay: F = Fđc - X - Fms, (1.1) Trong đó: Fđc - lực kéo động máy bay; Fms - lực ma sát bánh máy bay với mặt đ-ờng; X - lực cản khí động học, X = Cx..Sx.v2/2, Cx - hệ số lực cản; - mật độ không khí; Sx - diện tích cánh máy bay; v - vận tốc chuyển động máy bay Khi tốc độ chạy đà tăng lên, lực nâng máy bay tăng, tác động tải trọng xuống mặt đ-ờng giảm dần, lực ma sát giảm Tải trọng ban đầu tác động lên mặt đ-ờng chạy đà tăng lên so với trọng l-ợng máy bay t-ợng rung động bắt đầu hoạt động máy bay chuyển động với tốc độ 40 50km/h bề mặt không phẳng, lý bánh xe gây va chạm vào chỗ mấp mô bề mặt mặt đ-ờng chuyển động bề mặt đ-ờng không phẳng (bề mặt lồi, lõm, chênh cao mép ) Theo số liệu đo đạc thực nghiệm [2], máy bay chuyển động với vận tốc 40 50km/h, mặt đ-ờng có độ gồ ghề 2cm tải trọng động tăng lên 20 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 30%, độ gồ ghề 3,5 4cm tải trọng động tăng lên 30 45% so với tải trọng tĩnh a) b) c) d) Hình 1.2 Sơ đồ bố trí bánh loại máy bay dân dụng a Càng bánh; b Càng bánh;c Càng bánh; d Càng bánh Khi vận tốc chuyển động lớn hơn, xuất lực nâng máy bay nên tải trọng tác động lên mặt đ-ờng giảm đi: Y Gđ = (Gt-Y).kđ = Gt kđ = Gt.kđ.n, Gt Trong đó: Gđ - tải trọng động tác dụng lên mặt đ-ờng; Gt - tải trọng tĩnh tác dụng lên mặt đ-ờng; Y - lực nâng máy bay, phụ thuộc tốc độ chuyển động: Y = Cy .Sy.v2/2, Với: Cy - hệ số lực nâng, Sy - diện tích cánh máy bay, (1.2) TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay - mật độ không khí, v - vận tốc chuyển động máy bay n - hệ số v-ợt tải, có xu h-ớng giảm tải trọng tác động lên mặt đ-ờng phụ thuộc lực nâng; kđ - hệ số động, có xu h-ớng làm tăng tải trọng tác động lên mặt đ-ờng bánh lăn qua bề mặt gồ ghề Từ công thức (1.2) ta thấy, tải trọng động tác dụng lên mặt đ-ờng giai đoạn chạy đà khu vực đ-ờng cất hạ cánh khác nhau: hai đầu đ-ờng cất hạ cánh, tốc độ chuyển động thấp, tải trọng tác dụng lên mặt đ-ờng lớn lực nâng lúc nhỏ, vào khu vực đ-ờng cất - hạ cánh, tốc độ chạy đà tăng lên tải trọng tác dụng lên mặt đ-ờng giảm * Khi máy bay vận hành sân đỗ: Trên sân đỗ, máy bay đỗ dừng thời gian dài nên mặt đ-ờng phải chịu tác động tải trọng dài hạn (tải trọng tĩnh) Mặt khác máy bay chuyển động sân đỗ với vận tốc nhỏ nên hệ số động tải trọng (Kđ) bỏ qua Khi di chuyển máy bay khu vực mặt đ-ờng sân bay, kết cấu mặt đ-ờng gây dao động c-ỡng dao động động máy bay truyền xuống mặt đ-ờng thông qua hệ bánh Đặc tr-ng dao động phụ thuộc tần số dao động riêng kết cấu mặt đ-ờng nguồn xung dao động từ động máy bay Theo kết nghiên cứu giáo s- Bi-Rul [3], mặt đ-ờng bê tông asphalt có tần số dao động riêng vào khoảng 50125 Hz, mặt đ-ờng bê tông xi măng cỡ khoảng gần 500 Hz Các dao động nh- đ-ợc sinh máy bay đứng chuyển động sân bay Nh- hoàn toàn xảy t-ợng bất lợi t-ợng dao động cộng h-ởng, tức trùng hợp tần số giao động riêng mặt đ-ờng với tần số dao động nguồn xung từ động máy bay Các dao động kết cấu mặt đ-ờng nguyên nhân làm xuất vết nứt làm mở rộng thêm vết nứt có Đối với kết cấu mặt đ-ờng mềm, dao động làm yếu liên kết chất kết dính với hạt cốt liệu, từ làm giảm c-ờng độ lớp vật liệu Các dao động gây bất lợi t-ơng tự với đất, đất cát vào mùa m-a đất bão hoà n-ớc nguyên nhân làm lún * Khi máy bay hạ cánh: Khi máy bay hạ cánh, vị trí tiếp đất, mặt đ-ờng chịu lực va đập lớn bánh máy bay tiếp đất gây Thí dụ thay đổi độ lớn tải trọng tác động lên mặt đ-ờng hai tr-ờng hợp hạ cánh không xác hạ cánh xác xem hình 1.3 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Từ hình vẽ cho thấy, tải trọng máy bay tác động lên mặt đ-ờng hạ cánh xác không lớn tải trọng tĩnh, tốc độ tiếp đất lớn, lực nâng máy bay làm giảm nhẹ tải trọng tác động lên mặt đ-ờng Còn hạ cánh không xác, tải trọng va đập bánh máy bay lớn gấp lần tải trọng tĩnh 1.2.2 Tác động luồng khí động máy bay Trên mặt đ-ờng sân bay, tải trọng tác động máy bay gây ra, mặt đ-ờng chịu tác động luồng khí động phản lực Do tác động yếu tố dẫn đến việc cần thiết phải đ-a yêu cầu chất l-ợng cao cho mặt đ-ờng hạn chế việc ứng dụng hàng loạt loại vật liệu chịu nhiệt xây dựng 30 áp lực, 10 N 25 b 20 15 áp lực, 10 N a 10 10 s không khí 5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Hãm đà, km 0.7 0.8 2s 1,5s 0.3 0.4 không khí không khí 0.5 0.6 0.7 0.8 Hãm đà, km Hình 1.3 Sự thay đổi tải trọng tác động lên mặt đ-ờng hạ cánh a Hạ cánh xác; b Hạ cánh không xác loại động phản lực đại, nhiệt độ luồng khí cửa thoát động đạt 600 8000C tốc độ đạt 600m/s Luồng khí đ-ợc lan truyền TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay khoảng cách lớn theo hình e líp hẹp có chiều rộng từ 12 15m, trục dài đạt 100m động tuốc bin cánh quạt luồng khí yếu hơn, song ảnh h-ởng lại đ-ợc bổ sung thêm tác động mạnh dòng khí từ cánh quạt Sự mở rộng luồng khí từ động tuốc bin phản lực xa dần cửa thoát động phần có làm giảm nhiệt độ luồng khí, vị trí tiếp xúc với mặt đ-ờng, nhiệt độ luồng khí từ 250 3500C, tốc độ luồng khí đạt cỡ vài chục m/s (xem hình 1.4) 3m 60 m/s 120 m/s 6m 180 m/s Hình 1.4 Tác động luồng khí phóng động máy bay phản lực lên mặt đ-ờng ảnh h-ởng luồng khí lên mặt đ-ờng phụ thuộc loại chế độ làm việc động phản lực, vào nhiệt độ tốc độ luồng khí, thời gian tác dụng, phụ thuộc độ nhớt tính chịu nhiệt lớp vật liệu mặt đ-ờng Để làm rõ hiệu ứng tác động luồng khí lên mặt đ-ờng, ng-ời ta tiến hành hàng loạt thí nghiệm Mỹ [3] ng-ời ta đo đ-ợc sau 21 phút làm việc động tuốc bin phản lực tác động lên mặt đ-ờng bê tông xi măng, nhiệt độ mặt đ-ờng nóng lên 120 0C với máy bay loại nhẹ 2050C với máy bay loại nặng Sau nửa làm việc động hầu nh- không làm thay đổi nhiệt độ mặt d-ới bê tông Sự hình thành građien nhiệt bê tông thúc đẩy nhanh h- hỏng bề mặt bê tông Có thể xem tác động động phản lực lên mặt đ-ờng đ-ờng cất - hạ cánh chủ yếu gây 100 150m đầu khu vực chờ xuất phát, chuẩn bị cất cánh, động máy TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay bay phải làm việc chế độ cực đại Yêu cầu mặt đ-ờng khu vực cần phải chịu đ-ợc nhiệt độ 2000C với vận tốc luồng khí tới 100m/s Các loại mặt đ-ờng bê tông xi măng đáp ứng đ-ợc yêu cầu Mặt đ-ờng bê tông asphalt chịu đ-ợc luồng khí nhiệt độ 1200C thời gian phút Các loại mặt đ-ờng đá dăm, sỏi thấm nhập chất kết dính hữu khả chịu đ-ợc luồng khí phóng bị phá huỷ sau động bắt đầu làm việc Bên cạnh khu vực đ-ờng cất - hạ cánh, khu tiếp giáp với đầu đ-ờng cất - hạ cánh lề đ-ờng lăn cần gia cố bề mặt để tránh luồng khí phóng gây h- hỏng Lớp bề mặt phủ cỏ bị tác động luồng khí nhanh chóng bị khô héo cháy Khi tác động luồng khí lên bề mặt đất xảy trình: bào mòn hạt liên kết yếu bị đi; tạo thành hố d-ới tác dụng trực diện áp lực luồng khí phụt; dịch chuyển hạt đất xâm nhập luồng khí vào lỗ rỗng lớp đất Mức độ phá huỷ lớp đất phụ thuộc tham số luồng khí, thời gian tác động đặc tr-ng lớp đất Để đánh giá đại l-ợng bào mòn xảy lớp đất, có nghĩa chiều sâu phá hoại luồng khí phụt, sở nghiên cứu thực nghiệm số tác giả, áp dụng công thức thực nghiệm sau [3]: hbm 5.104 Wi k t Wv Wi 1q x t i t v , k t Wv (1.3) Trong đó: Wi - tốc độ luồng khí phụt; kt - hệ số kể đến thay đổi tốc độ luồng khí, trị số tìm đ-ợc từ hình 1.5, phụ thuộc thời gian tác động luồng khí ti; Wv - tốc độ luồng khí mà thời điểm bắt đầu trình bào mòn lớp đất, trị số phụ thuộc loại trạng thái lớp đất đ-ợc xác định theo hình 1.6 qx - thể tích khí qua đơn vị thời gian đơn vị diện tích; tv - thời gian tác động luồng khí tr-ớc thời điểm xảy bào mòn Thời gian bắt đầu bào mòn đ-ợc xác định theo hình 1.5 phụ thuộc tỷ số W i/Wv Khi có lớp phủ cỏ tốc độ bắt đầu bào mòn có đ-ợc từ biểu đồ, cần nhân với 2,5 lớp cỏ có chất l-ợng tốt với 1,5 lớp có chất l-ợng trung bình TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay wi wv kt 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0 100.0 300.0 t Hình 1.5 Quan hệ tốc độ xảy bào mòn thời gian tác dụng Từ số liệu nhận đ-ợc qua nghiên cứu thử nghiệm nhiệt độ tốc độ luồng khí lên bề mặt mặt đ-ờng nh- từ số liệu nghiên cứu sân bay, cho phép có nhận định điều kiện sử dụng tính thích hợp số vật liệu xây dựng tầng phủ sân bay Thí dụ mặt đ-ờng bê tông asphalt chặt bảo toàn c-ờng độ độ ổn định vòng phút nhiệt độ luồng khí 110 1200C tốc độ luồng khí đến 50m/s Nhiệt độ 80 900C tốc độ luồng khí 30 40m/s phá hoại tất vật liệu đ-ợc gia cố chất kết dính hữu cơ, phá hoại mặt đ-ờng đá dăm - sỏi xảy tốc độ luồng khí 50m/s, bề mặt đất 30m/s Đối với lớp phủ cỏ nhiệt độ 500C cỏ nhanh chóng bị khô héo bị cháy ổn định tầng phủ bê tông xi măng chịu đ-ợc vòng phút tác động luồng khí nhiệt độ 3000C Wv,Cao m/s TS Phạm Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 240 200 160 120 80 1- Đất cát 10 12 14 mPa 2- Đất sét Hình Sự thay đổi tốc độ bắt đầu xảy bào mòn bề mặt cho loại đất 1.2.3 Tác động điều kiện khí hậu tự nhiên Các điều kiện khí hậu tự nhiên th-ờng có cách biệt lớn vùng, tác động chúng đến hoạt động khai thác sân bay sân bay khác Các yếu tố khí t-ợng tự nhiên ảnh h-ởng đến công tác khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay bao gồm: điều kiện địa hình, điều kiện thổ nh-ỡng, địa chất thuỷ văn, khí hậu yếu tố khí t-ợng khác Đối với nhiệm vụ khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay yếu tố khí t-ợng có ảnh h-ởng lớn chế độ nhiệt không khí Sự thay đổi nhiệt độ không khí bề mặt trái đất phụ thuộc trạng thái cân nhiệt địa ph-ơng ngày đêm năm, gọi chu trình nhiệt ngày đêm chu trình nhiệt năm, đặc tr-ng biên độ dao động nhiệt, có nghĩa hiệu nhiệt độ trung bình tháng nóng lạnh tháng nóng lạnh năm Sự thay đổi nhiệt độ theo ngày đêm theo năm mang đặc tr-ng ổn định tuân theo quy luật điều hoà Nhiệt độ không khí cao vòng ngày đêm th-ờng vào lúc 13 giờ, nhiệt độ thấp vào lúc hàng ngày Dao động điều hoà nhiệt độ ngày đêm với độ xác t-ơng đối xem quy luật Cosin [3]: 10 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay cm Hình 4.1 Sửa chữa h- hỏng sứt mẻ cạnh Tấm bê tông cũ Vật liệu sửa chữa Ván gỗ đ-ợc bọc giấy bóng kính để dễ dàng tháo dỡ Mép bê tông Lớp vật liệu lót - Khoan sâu qua bê tông, qua lớp móng xuống tận lớp nền, tới độ sâu 34m, lấy mẫu tiến hành thí nghiệm cần thiết xác định rõ mức độ độ chặt tiêu lý lớp đất để làm rõ nguyên nhân lún Tr-ờng hợp đất b-ớc thi công lu lèn ch-a đảm bảo độ chặt, trình khai thác d-ới tác dụng lặp lại nhiều lần, đất đ-ợc lèn chặt tải trọng tác dụng nhiều lần cần tiến hành nâng bê tông từ mặt móng, đất rỗng, ch-a đủ độ chặt cần phải xử lý đất tr-ớc nâng bê tông Tr-ờng hợp phải xử lý đất, làm tăng độ chặt, tiến hành nh- sau: khoan sâu xuống (qua bê tông) với mật độ 3,5 5m2/lỗ, sâu 23m, đ-ờng kính lỗ khoan 50cm Dùng bơm áp lực (3 kg/cm2 ) bơm vữa xi măng cát sét xuống lớp để vữa chèn lấp lỗ hổng làm chặt đất Đầu phun vòi bơm đặt độ sâu: đáy hố, rút dần theo mức 0,5m với cao độ đáy móng nhân tạo Cấp phối vữa xi măng cát sét xem mục 4.2.1.3 ch-ơng (XM 1,5 phần khối l-ợng, cát mịn 3,5 phần, bột sét phần, n-ớcp đủ để độ sụt đạt 14-15cm) Tr-ờng hợp lớp đất yếu, cần tiến hành đào loại bỏ thay loại đất thích hợp 79 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay - Sau xử lý xong đất, rút đầu vòi bơm đến cao độ mặt móng nhân tạo, bơm vữa (áp lực kg/cm2) đùn vữa lan dần mặt móng nhằm mục đích nâng dần bê tông lên, bề mặt bê tông cao với bề mặt xung quanh đ-ợc Sau ngày kể từ thi công, khai thác bình th-ờng bê tông Kinh nghiệm sử dụng biện pháp bơm vữa vi măng-cát-sét đ-ợc áp dụng sửa chữa gia c-ờng đất yếu đ-ờng cất hạ cánh 25 R Cảng hàng không quốc tế Tân Sơn Nhất năm 1993 sửa chữa số lún khu vực đ-ờng lăn Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài năm 1998 Chất l-ợng sửa chữa đáp ứng yêu cầu giảm đáng kể kinh phí sửa chữa so với ph-ơng pháp phá bỏ bê tông, sau sửa chữa xong đổ lại 4.3.5 Sửa chữa thay bê tông h- hỏng Sửa chữa thay bê tông h- hỏng đ-ợc thực tr-ờng hợp mà phạm vi mức độ h- hỏng lớn, áp dụng biện pháp trám vá đ-ờng nứt, bong tróc, sứt mẻ cạnh nâng bị lún tỏ không kinh tế Việc thay th-ờng đ-ợc thực theo hai ph-ơng pháp: thay bê tông đúc sẵn đổ chỗ Ph-ơng pháp thứ cho phép rút ngắn thời gian thi công, đ-a mặt đ-ờng vào khai thác đ-ợc mà không cần chờ bê tông đủ c-ờng độ (thời gian thi công th-ờng kéo dài không giờ) Tuy nhiên kinh phí sửa chữa th-ờng cao từ 20 30% so với ph-ơng pháp đổ bê tông chỗ Ph-ơng pháp thứ hai đ-ợc áp dụng mặt đ-ờng đ-ợc phép đóng cửa không d-ới 12 15 giờ, th-ờng đ-ợc áp dụng đ-ờng lăn, sân đỗ Công việc thay tiến hành theo trình tự sau: Chuẩn bị sẵn bê tông thay (đo kích th-ớc đổ chỗ hay chuyển từ nơi khác đến) phá bỏ di chuyển bê tông h- hỏng; sửa chữa lại móng cũ; lắp đặt bê tông đúc sẵn hay đổ chỗ bê tông mới; chèn lấp khe co - dãn Công tác phá bỏ bê tông cũ Để phá bỏ bê tông cũ áp dụng nhiều cách khác nhau, nh-ng th-ờng đ-ợc áp dụng ph-ơng pháp học ph-ơng pháp nhiệt học Ph-ơng pháp học dùng vật nặng thả rơi độ cao định, dùng búa điện tác động va chạm, dùng máy l-ỡi c-a kim c-ơng cắt bỏ phần dùng máy khoan Ph-ơng pháp nhiệt học cắt bê tông lửa khoan nhiệt Chọn ph-ơng pháp cần phải cân nhắc đến phù hợp công suất thiết bị thời gian phá bỏ bê tông, tránh kéo dài thời gian thi công 80 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Để phá nhỏ khu vực nhỏ kiến nghị nên dùng loại thiết bị hoạt động theo nguyên lý lực va đập, búa phá bê tông hơi, điện Các tảng bê tông nhỏ có lẫn cốt thép tiến hành cắt bỏ thép thiết bị hàn (thí dụ hàn khí axêtylen) Khi cần chia bê tông thành mảnh nhỏ dùng thiết bị khoan bê tông, khoan thành dãy lỗ dọc theo đ-ờng dự kiến, lỗ khoan có đ-ờng kính D = 32 52 mm Để làm yếu bê tông tr-ớc đập khoan sẵn lỗ có đ-ờng kính D = 20 22 mm, sâu 150 mm Để chia cắt bê tông dùng ph-ơng pháp tạo lỗ lửa, đ-ờng kính D = 30 100 mm ôxy, sau dùng thiết bị va đập học để phá áp lực khí ôxy trung bình phải không d-ới kg/cm2, tốc độ đốt phá bê tông đạt 8,5 m/h, tốc dộ cắt bê tông đạt 0,7 1,5 m/h với 12 lỗ mét dài vệt cắt Để tránh gây ảnh h-ởng đến bê tông bên cạnh, dọc theo mép bê tông dự kiến phá bỏ, cần khoan hàng lỗ D=50cm, khoảng cách lỗ từ 10 25cm tuỳ theo độ dày bê tông Thay bê tông bê tông đúc sẵn: Tấm đúc sẵn bê tông cốt thép (với l-ới thép d-ới thép AII, 12 14) Với mục đích liên kết bê tông với bê tông xung quanh, không sử dụng đ-ợc liên kết khe thông th-ờng nh- đổ bê tông chỗ (liên kết thép truyền lực khe mộng ngàm), ng-ời ta hàn miếng thép hình ( ) dài 16 20cm, chiều cao chiều dày bê tông, thép hình đ-ợc hàn chắn với l-ới thép tr-ớc đổ bê tông dọc theo cạnh bê tông Số l-ợng yêu cầu cạnh đảm bảo khoảng cách tối đa 1m/miếng Để liên kết bê tông, bên cạnh vị trí t-ơng ứng đ-ợc lắp miếng thép hình ( ) t-ơng tự, theo trình tự sau: - Cắt bỏ phần bê tông, tạo hèm có kích th-ớc vừa với miếng thép hình, sau thổi bụi bẩn, t-ới ẩm, quét lớp vữa xi măng - cát tỉ lệ 1/1 - Lắp đặt miếng thép hình nói vào vị trí Sau thi công lắp đặt xong bê tông thay thế, dùng hàn để liên kết miếng thép hình với nhau, xem hình 4.2 Công tác đổ bê tông thay chỗ đ-ợc thực theo trình tự sau: phá bỏ bê tông cũ; sửa chữa lại nền; đổ bê tông mới; bảo d-ỡng bê tông Tr-ớc đổ lớp bê tông mới, dọc theo cạnh bê tông cũ cần quét lớp nhựa đ-ờng nóng cách ly, l-ợng dùng 0,5 lít/m2 Các liên kết khe sử dụng giống nh- bê tông đ-ợc thay Thay bê tông đổ chỗ: 81 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Vật liệu bê tông xi măng dùng loại mác cao: M400/50, dùng phụ gia nhanh đông cứng để giảm thời gian chờ đợi bê tông đủ c-ờng độ Tr-ờng hợp điều kiện sử dụng phụ gia nhanh đông cứng cần phải tổ chức khai thác mặt đ-ờng sớm bê tông ch-a đủ c-ờng độ, áp dụng biện pháp đặt thép dày 12 15mm phủ lên mặt tấm, cho thép phải đ-ợc kê đặt chắn lên bề mặt bê tông cũ xung quanh, tối thiểu cách mép 20 cm 16 cm mối hàn h 82 cm 10 mm Hình 4.2 Sơ đồ liên kết miếng thép hình bê tông thay 4.3.6 Sửa chữa đ-ờng nứt Sửa chữa trám vá đ-ờng nứt nhằm mục đích ngăn ngừa phát triển (sâu hơn, rộng hơn) đ-ờng nứt ngăn ngừa n-ớc mặt thấm qua khe nứt xuống làm suy giảm c-ờng độ Kỹ thuật sửa chữa đ-ờng nứt phân làm hai loại: sửa chữa đ-ờng nứt bề mặt (th-ờng có chiều rộng d-ới 2mm) sửa chữa đ-ờng nứt suốt (bề rộng 2mm) * Sửa chữa đ-ờng nứt bề mặt: Các đ-ờng nứt bề mặt đ-ờng nứt đơn lẻ đ-ờng nứt dày đặc mặt Ph-ơng pháp sửa chữa nh- sau: - Dùng bàn chải sắt súng phun cát làm bùn đất dọc theo đ-ờng nứt, sau dùng khí nén vệ sinh bụi, cát đ-ờng nứt - Dùng chổi lông quét lớp nhựa bi tum nóng pha xăng 50% dọc theo đ-ờng nứt, tốt dùng nhựa bi tum 60/90 Tr-ờng hợp bề mặt có nhiều vết nứt dày đặc dụng súng phun bi tum, phun bề mặt Sau nhựa bi tum thấm xuống khe khô tiến hành quét tiếp lớp nhựa thứ hai Hàm l-ợng sử dụng 0,5 (l/m2) cho hai lần quét 82 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay - Sau quét lớp thứ hai xong, rắc mặt lớp nhựa lớp cát mịn trộn xi măng (50% xi măng theo khối l-ợng) nhằm mục đích làm tăng độ ma sát cho mặt bê tông Cũng không dùng vật liệu nhựa bi tum mà dùng keo epoxy để sửa chữa đ-ờng nứt Kỹ thuật sửa chữa trình tự b-ớc sửa chữa đ-ờng nứt mặt keo epoxy hoàn toàn t-ơng tự dùng nhựa bi tum, l-ợng sử dụng keo epoxy 0,5lít/m2 bề mặt Kỹ thuật dùng keo epoxy trám vá đ-ờng nứt mặt đ-ợc áp dụng sửa chữa sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất năm 1992-1994: Khi thi công lớp tăng c-ờng đ-ợng hạ cất cánh 25R, công tác bảo d-ỡng ch-a đáp ứng theo yêu cầu nên có 300 bê tông tăng c-ờng (trên tổng số gần 10.000 đ-ờng hạ cất cánh 25R) bị nứt mặt co ngót bê tông gây Các đơn vị thi công áp dụng biện pháp quét lớp keo epoxy, sau rắc lớp bột xi măng tăng độ nhám mặt Sau 7-9 năm khai thác, đ-ờng nứt không phát triển thêm, lớp phủ keo epoxy dính bám tốt với bề mặt bê tông * Sửa chữa đ-ờng nứt rộng 6mm: Để trám vá khe nứt có chiều rộng đ-ờng nứt từ 6mm cần phải dùng thiết bị chuyên dụng, mở rộng phía đ-ờng nứt tối thiểu đạt 6mm Việc mở rộng đ-ờng nứt thực biện pháp đục thủ công, đục máy máy c-a bê tông, chiều sâu lỗ đục 3,5 4cm Tr-ớc chèn vật liệu mastic vào khe, cần dùng khí nén thổi bụi, bẩn mảnh vụn bê tông khe, sau bề mặt bê tông đ-ờng nứt phải đ-ợc quét lớp lót nhựa bi tum nóng trộn 50% xăng Sau chèn vật liệu mastic vào khe Tr-ờng hợp trám vá đ-ờng nứt vật liệu epoxy - cát mịn dùng lớp lót keo epoxy, l-ợng tiêu hao lớp vật liệu lót 0,3 0,5 lít/m2 * Sửa chữa khe rộng 6mm: Đối với khe nứt rộng 6mm, tr-ớc chèn vật liệu trám vá khe không cần đục mở rộng khe Tuy nhiên cần đục bỏ phần bê tông yếu dùng khí nén thổi bụi bẩn khe Các công việc thực t-ơng tự nh- đ-ờng nứt rộng 6mm sau mở rộng khe nứt * Việc trám vá khe co dãn bê tông thực nh- sau: Tr-ớc hết đục bỏ toàn mastic cũ khe, dùng khí nén thổi lòng khe Sau quét lớp lót nhựa bi tum nóng pha 50% xăng vào thành khe Cuối chèn mastic vào khe Để tránh mastic thừa rơi vãi mặt bê tông, dùng biện pháp sau: đặt dải giấy dầu (hoặc vật liệu t-ơng tự) lên bề mặt dọc theo khe bê tông, 83 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay giấy dầu dọc mép khe cắt vệt rộng 1,5 2cm đỉnh khe, rót mastic đun nóng xuống khe thông qua khe giấy dầu, nh- mastic có rơi vãi rơi giấy dầu 4.3.7 Sửa chữa tăng c-ờng độ nhám mặt đ-ờng bê tông xi măng Khi thi công mặt đ-ờng bê tông xi măng Việt nam năm gần đây, th-ờng quan tâm tới việc áp dụng biện pháp tạo độ nhám cho mặt đ-ờng, thông th-ờng dùng chổi đót quét tạo nhám mặt hoàn thiện bề mặt bê tông Với cách thức tạo nhám nh- vậy, khe nhám không đủ sâu không thẳng, dễ gây đọng n-ớc mặt trời m-a Do rãnh nhám nông, sau thời gian khai thác, bề mặt mặt đ-ờng bị bào mòn, độ sâu rãnh nhám giảm dần, chí trở nên nhẵn phẳng Khi máy bay chuyển động bề mặt có độ nhám thấp bị ẩm -ớt, trình phanh bánh làm ổn định cho máy bay, chí ảnh h-ởng bất lợi tới trình lái vận hành máy bay, xác suất máy bay lăn khỏi đ-ờng cất - hạ cánh phanh bánh cao Do yêu cầu khai thác loại mặt đ-ờng có hệ số ma sát nhỏ 0,3, cần phải tiến hành sửa chữa tăng c-ờng độ nhám cho bề mặt mặt đ-ờng Đối với mặt đ-ờng bê tông xi măng, biện pháp đ-ợc áp dụng tăng c-ờng độ nhám cho mặt đ-ờng dùng l-ỡi c-a kim c-ơng, xẻ đ-ờng rãnh nhám mặt H-ớng đ-ờng rãnh theo ph-ơng ngang dải cất hạ cánh Trên hình 4.3 trình bày kết nghiên cứu thực nghiệm hệ số ma sát phụ thuộc kích th-ớc, khoảng cách rãnh nhám vận tốc chuyển động máy bay Từ hình vẽ nhận thấy, có tạo rãnh nhám mặt đ-ờng tất dạng đ-ờng rãnh có kích th-ớc khoảng cách khác nhau, hệ số ma sát lớn yêu cầu (=0,3) vận tốc chuyển động d-ới 50km/h Hiệu đ-ờng rãnh có kích th-ớc 0,64x0,64cm, cách 2,54cm làm tăng hệ số ma sát lên 2,53 lần tốc độ 4080km/h tăng 3,5lần tốc độ 100160km/h Tạo rãnh nhám bề mặt mặt đ-ờng làm giảm đ-ờng chạy hãm máy bay hạ cánh đến 3032% so với bề mặt nhẵn ẩm -ớt đến 27% so với bề mặt khô Trên bề mặt ẩm -ớt không đ-ợc tạo rãnh, đ-ờng chạy đà tăng 31% so với bề mặt khô ráo, có làm rãnh nhám tăng thêm 14% 4.4 Sửa chữa h- hỏng mặt đ-ờng mềm sân bay 4.4.1 Sửa chữa trám vá đ-ờng nứt Sửa chữa trám vá kịp thời đ-ờng nứt nhằm ngăn chặn phát triển đ-ờng nứt ngăn ngừa n-ớc m-a thấm qua khe nứt gây h- hỏng Vật liệu sửa chữa yêu 84 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay cầu phải có tính dẻo, dính bám tốt với bê tông asphalt, không thấm n-ớc có tính chịu nhiệt cao Vật liệu thích hợp loại vật liệu có chất kết dính nhựa bi tum: bi tum - bột cao su phế thải, loại mastic, nhựa bi tum với chất độn cát mịn, bột đá Để tăng độ dính bám, đ-ờng nứt cần đ-ợc trám vá vào lúc thời tiết nắng, nóng Các đ-ờng nứt có chiều rộng d-ới 15mm, dùng chổi sắt đánh bụi, bẩn, sau thổi khí nén Sau thổi khe, chèn lấp kỹ vật liệu dự kiến Các đ-ờng nứt có chiều rộng 15mm, sau làm thổi khí nén, cần quét lớp lót vào thành đ-ờng nứt nhựa bi tum nóng, sau chèn lấp đ-ờng nứt mastic hỗn hợp bê tông asphalt 4.4.2 Sửa chữa bong tróc bề mặt Hiện t-ợng bong tróc lớp mặt đ-ợc xử lý gia cố lớp mỏng bề mặt Trong tr-ờng hợp, tr-ớc phủ lớp mỏng cần khắc phục triệt để chỗ lồi, lõm, trám vá hố, đ-ờng nứt mặt đ-ờng cũ Xử lý gia cố lớp bề mặt mặt đ-ờng mềm sân bay khác với xử lý gia cố lớp mặt mặt đ-ờng ô tô chỗ lớp mặt mặt đ-ờng sân bay chịu tác động lớn luồng khí động máy bay bề mặt mặt đ-ờng sau thi công xong không đ-ợc lu lèn bổ sung bánh xe chạy nh- mặt đ-ờng ô tô Luồng khí phóng động bóc tách hạt mặt đ-ờng, hạt bị bóc tách gây h- hại cho động máy bay Do vậy, gia cố mặt đ-ờng bê tông asphalt sân bay, cần áp dụng biện pháp cho sau xử lý xong, lớp dính bám dính chặt với lớp bê tông cũ Trình tự xử lý gia cố bề mặt đ-ợc tiến hành nh- sau: Tr-ớc hết làm bề mặt khu vực bong tróc, sau quét lớp bi tum lỏng với hàm l-ợng 0,8 1,0 lít/m2 Nhựa bi tum lỏng đ-ợc quét trạng thái nguội đun nóng đến 30 600C Sau quét lớp bi tum lỏng, rắc lớp hạt vụn đá có kích th-ớc mm đ-ợc trộn tr-ớc với nhựa đ-ờng số 3, nhiệt độ hạt đá rắc không nhỏ 140 1600C Việc lu lèn lớp vụn đá đ-ợc tiến hành sau rắc Nếu tr-ớc lu lèn mà hạt bị nguội d-ới 1400C không tiến hành lu lèn lớp vật liệu Sau l-ợt lu lèn đầu tiên, cẩn thận kiểm tra lại độ phẳng bề mặt, phát có chỗ trũng ch-a phẳng phải tiến hành bù phụ 85 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 20 40 60 80 100 120 V, km/h Hình 4.3 Quan hệ hệ số ma sát với kích th-ớc rãnh nhám tốc độ chuyển động máy bay Kích th-ớc rãnh:1- 0,64x0,64x2,54 cm; 2- 0,51x0,51x3,18 cm; 3- 0,64x0,64x3,18 cm; 4- 0,32x0,32x1,9 cm; 5- 0,64x0,64x5,08; 6- Bề mặt nhẵn Hàm l-ợng tiêu thụ lớp vụn đá khoảng 0,8 1,1m3/100m2 Các mảnh vụn đá phải đ-ợc nghiền từ đá phún xuất, có c-ờng độ nén không d-ới 800kg/cm2 4.3 Sửa chữa trám vá hố mặt Tr-ớc trám vá cần tiến hành công tác chuẩn bị nh- sau: Đánh dấu ranh giới h- hỏng ( đ-ờng ranh giới có dạng đ-ờng thẳng gấp khúc), sau theo vệt đánh dấu, đào bỏ phần mặt đ-ờng h- hỏng đến độ sâu với đáy hố nh-ng không nhỏ 3cm, thành hố cần phải thẳng đứng Sau đào bỏ phần h- hỏng, làm hố, quét lớp lót từ nhựa bi tum nóng nhằm làm tăng dính bám lớp vật liệu vá với lớp mặt đ-ờng cũ Việc chèn lấp hỗn hợp bê tông asphalt tiến hành hai lớp tuỳ theo chiều sâu hố (nếu chiều sâu hố lớn 5cm lấp thành lớp), tiến hành lu lèn kỹ lớp vật liệu Hỗn hợp đ-ợc chọn th-ờng bê tông nhựa cát bê tông asphalt hạt mịn 86 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 4.4.4 Sửa chữa khắc phục h- hỏng dồn tr-ợt lớp vật liệu Ph-ơng pháp sửa chữa đ-ợc chọn phụ thuộc kích th-ớc đặc tr-ng h- hỏng Nếu h- hỏng dồn tr-ợt có phạm vi không đáng kể, không bị nứt tách lớp vật liệu khắc phục cách lu lèn lại từ mép vào giữa, lớp lu lèn sau trờm lên lớp lu lèn tr-ớc 20 25cm Nếu h- hỏng dồn tr-ợt diện rộng, có nứt tách lớp vật liệu bóc tách khỏi lớp cần cắt bỏ toàn phần mặt đ-ờng h- hỏng Sau sửa chữa khắc phục lại nền, tạo nhám mặt nền, quét lớp lót mặt lớp bi tum lỏng, sau san rải lớp bê tông asphalt lu lèn kỹ 4.4.5 Sửa chữa tăng c-ờng độ nhám mặt đ-ờng bê tông asphalt Để tăng c-ờng độ nhám mặt đ-ờng bê tông asphalt áp dụng biện pháp: thi công lớp vật liệu asphalt có chứa hàm l-ợng đá nhiều (50-65%) sử dụng cốt liệu đá cấp phối không liên tục; đốt nóng bề mặt mặt đ-ờng asphalt cũ, rắc lu lèn lớp đá đen (đá trộn nhựa bi tum) tạo nhám cho bề mặt Thí dụ tỷ lệ cấp phối cốt liệu xem bảng 4.1 Công nghệ thi công lớp mặt bổ sung có độ nhám cao t-ơng tự thi công lớp vật liệu tăng c-ờng bê tông asphalt, cần l-u ý sử dụng cấp phối có hàm l-ợng đá nhiều nên hỗn hợp vật liệu nhanh bị nguội, cần tổ chức thi công nhanh hợp lý trình cấp liệu, trộn hỗn hợp thi công lớp vật liệu Công nghệ thi công nh- sau: Công nghệ rắc lu lèn lớp đá trộn nhựa lên bề mặt mặt đ-ờng tiến hành nh- sau: đánh bụi bẩn bề mặt cũ, rắc lớp đá trộn nhựa lên mặt đ-ờng, dùng thiết bị chuyên dụng có buồng tạo nhiệt chụp đốt nóng đồng thời mặt đ-ờng cũ lớp đá đen đến nhiệt độ 100 1200C tiến hành lu lèn lớp vật liệu Tốc độ chuyển động thiết bị đốt nóng đ-ợc xác định tuỳ thuộc chiều dày đốt nóng mặt đ-ờng Thí dụ đá dăm có kích th-ớc 1015mm, chiều sâu đốt nóng cần đạt 810mm đốt thời gian chừng 30giây Năng suất làm việc đạt 120130m2/h 4.4.6 Sửa chữa khắc phục khu vực lún sụt Tr-ớc tiên dùng th-ớc đo đạc, đánh dấu phạm vi sửa chữa, sau đào bỏ toàn lớp mặt, lớp móng nhân tạo khu vực đánh dấu Tiến hành kiểm tra chất l-ợng đất, tuỳ theo tình trạng chất l-ợng đất để định ph-ơng án đào bỏ thay đất hay gia cố lớp đất Khi chọn biện pháp gia cố đất, dùng vật liệu gia cố hữu vô (xi măng, vôi), chiều sâu lớp đất thay gia cố không nhỏ 3m Sau xử lý lớp đất nền, tiến hành thi công lớp móng nhân tạo lớp mặt đ-ờng 87 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Bảng 4.1 Loại vật liệu asphalt Cấp phối liên tục hàm l-ợng cốt liệu, %, Hàm l-ợng nhựa bi kích th-ớc cốt liệu, mm 15 10 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 tum, % Loại nhỏ 95 63 35 26 17 12 915 610 48 67,5 100 75 50 40 28 20 Loại cát - - 95 75 45 28 18 11 814 7,59 100 83 67 50 35 23 Loại Cấp phối không liên tục, hàm l-ợng cốt liệu %, kích th-ớc cốt liệu, mm nhỏ 95 63 35 35 35 35 17 814 100 75 50 50 50 50 28 - 48 56,5 812 67,5 Cấp phối đá đen lu lèn bề mặt 95 85 65 55 39 29 20 12 100 93 80 70 53 40 28 19 Hàm l-ợng nhựa tính 100% cốt liệu cát, đá 4.5 Sửa chữa mặt đ-ờng sân bay 4.5.1 Những vấn đề chung Sửa chữa mặt đ-ờng sân bay tiến hành biện pháp công trình nhằm khôi phục khả làm việc mặt đ-ờng mà sau thời gian khai thác, mặt đ-ờng xuất hhỏng, việc tiến hành sửa chữa theo ph-ơng pháp sửa chữa th-ờng xuyên (sửa chữa nhỏ) không hiệu mặt kinh tế Việc gia c-ờng c-ờng độ nhằm nâng cao khả làm việc mặt đ-ờng sân bay so với thiết kế ban đầu dạng công tác sửa chữa bản: sửa chữa nâng cấp mặt đ-ờng sân bay Khôi phục khả làm việc mặt đ-ờng tăng c-ờng c-ờng độ mặt đ-ờng (cả mặt đ-ờng cứng mặt đ-ờng mềm) đ-ợc thực thi công lớp vật liệu thay 88 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay lớp tăng c-ờng lên lớp cũ lớp vật liệu từ bê tông xi măng, bê tông xi măng l-ới thép, bê tông cốt thép, bê tông cốt thép ứng suất tr-ớc lớp bê tông asphalt Khi chọn biện pháp tăng c-ờng vật liệu sửa chữa cần mức độ h- hỏng để định, mức độ h- hỏng mặt đ-ờng cứng đ-ợc đánh giá theo cấp h- hỏng nh- sau: - Cấp 1: gồm h- hỏng lớn, h- hỏng dạng bong tróc độ sâu d-ới 1cm, không 10% số l-ợng bê tông mặt đ-ờng - Cấp 2: gồm h- hỏng dạng bong tróc bề mặt chiếm 10 30% số tấm, sửa mẻ cạnh chiếm 30% có đ-ờng nứt suốt chiếm d-ới 20% số - Cấp 3: gồm có bong tróc bề mặt chiếm 30%, sứt mẻ cạnh 30% đ-ờng nứt suốt 20 30% số - Cấp 4: mức h- hỏng mà bong tróc, sứt mẻ cạnh nhiều, có đ-ờng nứt suốt chiếm 30% Tăng c-ờng mặt đ-ờng lớp bê tông xi măng, bê tông xi măng l-ới thép cốt thép th-ờng đ-ợc thực cách đổ lớp vật liệu lên lớp mặt đ-ờng cũ, có sử dụng lớp cách ly giấy dầu có chiều dày 1,5mm loại vật liệu t-ơng tự khác thông th-ờng chọn kết cấu trùng khe (khe bê tông lớp trùng với khe bê tông lớp d-ới, sai lệch cho phép không hai lần chiều dày lớp trên) Cũng sử dụng ph-ơng pháp thi công lớp đổ liền khối với bê tông lớp d-ới, song để tránh nứt phản ánh lớp bê tông lớp d-ới phải đ-ờng nứt suốt, cần làm đánh xờm mặt bê tông lớp d-ới để tăng độ dính bám hai lớp vật liệu khuyến nghị sử dụng kết cấu trùng khe Tăng c-ờng mặt đ-ờng mềm lớp bê tông asphalt đ-ợc tiến hành sau chèn lấp, trám vá hhỏng mặt đ-ờng cũ Tăng c-ờng mặt đ-ờng mềm lớp mặt đ-ờng cứng đ-ợc thực có lớp cách ly t-ơng tự nh- tăng c-ờng mặt đ-ờng cứng Tính toán chiều dày lớp tăng c-ờng, kiểm tra chất l-ợng nghiệm thu công trình phải đ-ợc thực theo quy trình, quy phạm hành D-ới xem xét loại kết cấu điển hình th-ờng đ-ợc áp dụng tăng c-ờng mặt đ-ờng sân bay 4.5.2 Tăng c-ờng mặt đ-ờng lớp bê tông asphalt Tăng c-ờng mặt đ-ờng vật liệu bê tông asphalt ngày đ-ợc ứng dựng rộng rãi tiến hành thi công giới toàn công đoạn thi công nên rút ngắn đ-ợc thời gian thi công khai thác mặt đ-ờng sau thi công xong Để tăng độ dính bám lớp vật liệu tăng c-ờng với bề mặt bê tông cũ, cần quét lớp lót nhựa bi tum lỏng nhựa bi tum nóng trộn xăng, việc quét lớp lót đ-ợc thực 89 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay riêng cho dải thi công tr-ớc thi công lớp vật liệu L-ợng tiêu hao 0,5 0,8 lít/m2 Nếu lớp mặt đ-ờng cũ bê tông asphalt cần đánh xờm bề mặt cũ Chỉ cho phép đ-a mặt đ-ờng vào khai thác nhiệt độ bề mặt lớp vật liệu hạ xuống 50 C để ngăn ngừa bánh máy bay gây tr-ợt dồn sóng lớp vật liệu Chiều dày lớp vật liệu đ-ợc xác định theo tính toán nh-ng để tránh nứt phản ảnh tránh bóc tách lớp vật liệu tăng c-ờng mặt đ-ờng cũ từ bê tông xi măng, cần đảm bảo chiều dày thi công không nhỏ chiều dày tối thiểu, chiều dày tối thiểu lấy theo bảng 4.2 Khi thi công lớp bê tông asphalt phần chiều dài chiều rộng mặt đ-ờng bê tông xi măng, khu vực mép lớp bê tông asphalt để tránh bóc tách lớp vật liệu khỏi cũ cần thi công kết cấu "chân khay" từ bê tông asphalt hạt mịn bê tông asphalt cát ( xem hình 4.4) Chiều dài chân khay l đ-ợc xác định phụ thuộc độ lớn cho phép độ gãy mặt đ-ờng (i) chiều dày lớp vật liệu h: l h , i Trong đó: h - chiều dày lớp bê tông asphalt; [i] - độ gãy cho phép mặt đ-ờng, phụ thuộc cấp sân bay h 45 45 CM CM I L CM Hình 4.4 Cấu tạo chân khay (đơn vị cm) 90 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 1,5cm B=1,21,5m Hình 4.5 Sơ đồ bố trí l-ới thép chống nứt lớp bê tông asphalt Lớp bê tông cũ; Lớp bê tông asphalt tăng c-ờng; Đ-ờng nứt khe co dãn Biện pháp chống nứt phản ánh lớp bê tông asphalt: Các biện pháp chống nứt phản ảnh cho lớp bê tông asphalt dựa nguyên tắc dàn biến dạng phần bê tông asphalt dọc đỉnh khe co dãn (do co dãn mép bê tông thay đổi nhiệt độ gây ra) diện rộng sang hai bên khe giảm đ-ợc ứng suất kéo tập trung lớp bê tông asphalt, làm giảm xác suất xuất đ-ờng nứt phản ánh (hình 4.5) Bảng 4.2 Cấp tải trọng I, II III, IV V, VI Khu vực mặt đ-ờng Chiều dày tối thiểu, cm - Cất - hạ cánh, đ-ờng lăn - Các khu vực khác - Cất - hạ cánh, đ-ờng lăn - Các khu vực khác - Cất - hạ cánh, đ-ờng lăn - Các khu vực khác Biện pháp sử dụng đặt l-ới thép lớp bê tông asphalt đỉnh khe co dãn đ-ờng nứt, chiều rộng l-ới thép từ 1,2 1,5m, thép dùng loại đ-ờng kính 4mm, b-ớc l-ới 100x100mm, l-ới đặt cách mặt lớp bê tông cũ 1,5cm Kinh nghiệm sử dụng l-ới thép chống nứt phản ánh cho lớp bê tông nhựa đ-ợc nhóm tác giả thiết kế tăng c-ờng đ-ờng hạ cất cánh 25R Cảng Hàng không quốc tế Tân Sơn Nhất áp 91 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay dụng thiết kế chống nứt cho đoạn vuốt dốc bê tông asphalt đ-ờng lăn Sau năm khai thác, từ 1993 đến mặt đ-ờng bê tông asphalt tốt, dấu hiệu xuất đ-ờng nứt phản ảnh Để tăng c-ờng chống nứt phản ánh cho lớp bê tông asphalt, áp dụng kinh nghiệm Mỹ: đặt dọc theo khe bê tông cũ đ-ờng nứt nhôm thép mỏng, rộng phía đ-ờng nứt 20 25cm rắc lớp vôi bột mỏng dọc theo đ-ờng nứt, rộng 30cm phía, sau thi công lớp bê tông asphalt 4.5.3 Tăng c-ờng mặt đ-ờng lớp bê tông xi măng cát Quy trình tăng c-ờng mặt đ-ờng lớp bê tông xi măng cát tiến hành nh- sau: Vật liệu dùng từ xi măng poóc lăng thông th-ờng, mác PC40, nh-ng đ-ợc nghiền lại để đạt độ mịn 5000cm2/g (xi măng thông th-ờng độ mịn đạt 3000 cm2/g) Các chất độn mịn đ-ợc dùng cát vàng tự nhiên đ-ợc nghiền nhỏ đến đạt độ mịn 3000 cm2/g Hàm l-ợng xi măng/cát th-ờng đ-ợc dùng 0,6/0,4 0,8/0,2 L-ợng n-ớc sử dụng để trộn cần đ-ợc thử nghiệm tr-ớc tuỳ theo điều kiện máy thi công thời tiết lúc thi công, song tỷ lệ N/X không đ-ợc v-ợt 0,4 Có thể sử dụng phụ gia hoá dẻo để dễ thi công Sau san rải, lớp vật liệu đ-ợc đầm đầm bàn tần số có tốc độ vòng quay 1500 3000vòng/phút chiều dày lớp vật liệu d-ới 1,5cm tốc độ 2500 5000 vòng/phút chiều dày lớp vật liệu 1,5 8cm Bề mặt lớp bê tông cũ tr-ớc tăng c-ờng cần đ-ợc làm sạch, t-ới ẩm kỹ tr-ớc san rải lớp tăng c-ờng, thi công lớp vật liệu lót hồ xi măng Sử dụng vật liệu lớp tăng c-ờng liền khối xi măng mịn cát nghiền tạo đ-ợc hỗn hợp đồng nhất, tăng c-ờng độ kéo kéo uốn vật liệu lên tới 20%, c-ờng độ nén lên 30% so với bê tông xi măng chế tạo theo công nghệ thông th-ờng, lý hỗn hợp bê tông th-ờng, thông th-ờng có chừng 45 50% hàm l-ợng xi măng tham gia vào trình thuỷ hoá, 50 55% hàm l-ợng xi măng lại hầu nh- đóng vai trò cốt liệu nhỏ hỗn hợp, nghiền nhỏ hạt xi măng đến độ mịn đạt 5000 8000cm2/g, hầu nhtoàn xi măng đ-ợc thuỷ hoá hết, tạo nên hỗn hợp bê tông có c-ờng độ cao 92 TS Phạm Cao Thăng: sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay TI LIU THAM HO hai thỏc k thut mt ng sõn bay Phm Cao Thng- HC KTQS 2002 Qun lý v khai thỏc ng ụ tụ Hong ỡnh mHV TQS 2009 Bi ging mụn hai thỏc k thut mt ng sõn bay 93 [...]... hành khác của máy bay trên sân bay Chất l-ợng khai thác mặt đ-ờng sân bay đ-ợc đánh giá qua ba chỉ tiêu chủ yếu là sức chịu tải, độ bằng phẳng và độ nhám của mặt đ-ờng 2.1 Sức chịu tải của mặt đ-ờng sân bay và ph-ơng pháp đánh giá 2.1.1 Khái niệm về sức chịu tải của mặt đ-ờng sân bay Sức chịu tải cho phép hay c-ờng độ kết cấu mặt đ-ờng sân bay là chỉ tiêu quan trọng của mặt đ-ờng sân bay, nó cho phép... chịu tải mặt đ-ờng sân bay theo từng giai đoạn khai thác là công việc bắt buộc trong khai thác kỹ thuật sân bay khi cần tiếp nhận các loại máy bay mới, mặt khác nó giúp các nhà chức trách quản lý sân bay có kế hoạch sửa chữa cải tạo, nâng cấp mặt đ-ờng sân bay Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế (ICAO) cũng yêu cầu các n-ớc thành viên hàng năm đều phải thông báo sức chịu tải của mặt đ-ờng sân bay, đặc... l so sánh trị số phân hạng của tầng phủ sân bay (PCN) đặc tr-ng cho khả năng mang tải của mặt đ-ờng khi khai thác không hạn chế loại máy bay tính 34 TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay toán với trị số phân hạng máy bay khai thác (ACN) đặc tr-ng cho tác động của máy bay với c-ờng độ nền t-ơng ứng Khả năng khai thác không hạn chế máy bay đ-ợc thực hiện khi thoả mãn điều kiện:... các chuyến bay ở các giờ nắng nóng sang các giờ mát mẻ hơn (buổi chiều hay buổi sáng sớm) hoặc giảm bớt tải trọng th-ơng mại khi cất cánh 17 TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay ch-ơng II Yêu cầu chất l-ợng khai thác đối với mặt đ-ờng sân bay Các yêu cầu về chất l-ợng khai thác đối với mặt đ-ờng sân bay là các điều kiện cần thiết để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho máy bay khi cất... chịu tải của mặt đ-ờng sân bay, đặc biệt là các sân bay quốc tế 18 TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Trong lĩnh vực khai thác kỹ thuật đánh giá sức chịu tải mặt đ-ờng sân bay hiện nay, trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng nhiều công nghệ đánh giá với thiết bị đồng bộ và hiện đại cho phép đánh giá nhanh và chính xác sức chịu tải mặt đ-ờng Các công nghệ đánh giá bao gồm ph-ơng... A, B, C, D (xem bảng 2.2) 35 TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay Trị số phân hạng ACN do các nhà thiết kế máy bay công bố và đ-ợc tính toán theo các ch-ơng trình phần mềm tính toán của ICAO Giá trị ACN phụ thuộc loại mặt đ-ờng (mặt đ-ờng cứng, mặt đ-ờng mềm) và loại nền đất Giá trị ACN của một số loại máy bay đang khai thác xem phụ lục Bảng 2.2 Ký hiệu Phân loại Hệ số nền,... 21 TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay 2w 2w Biết đ-ợc các đại l-ợng độ cong mặt tấm 2 , 2 , thay vào công thức (2.5) có thể x y xác định đ-ợc các ứng suất x, y trong tấm So sánh các kết quả này với các ứng suất tính theo lý thuyết tính toán đã biết, có thể đánh giá tình trạng chất l-ợng còn lại của mặt đ-ờng sân bay trong quá trình khai thác so với thiết kế ban đầu... bay tính toán với mật độ khai thác không hạn chế mà không gây h- hại cho kết cấu mặt đ-ờng Chỉ tiêu sức chịu tải cho phép -kí hiệu P0 của mặt đ-ờng đ-ợc đánh giá qua đặc tr-ng c-ờng độ và mức độ biến dạng cho phép của vật liệu mặt đ-ờng đối với mỗi loại máy bay tính toán cụ thể (tải trọng càng, số l-ợng bánh trong mỗi càng chính, áp suất bánh) Gọi tải trọng bánh của máy bay khai thác tác dụng lên mặt. .. đ-ờng là P, nh- vậy khi thoả mãn điều kiện P P0, mặt đ-ờng cho phép khai thác không hạn chế loại máy bay đó Tuy nhiên trong thực tế th-ờng xuất hiện tình huống loại máy bay khai thác có trọng tải lớn hơn tải trọng máy bay tính toán (P P0), trong tr-ờng hợp đó cần có các chỉ dẫn cụ thể về hạn chế hoặc cấm không đ-ợc tiếp nhận khai thác các loại máy bay đó Có thể tham khảo quy định của ngành hàng không... tháng nóng nhất trong năm Bề mặt trái đất và trong đó có bề mặt mặt đ-ờng sân bay đ-ợc đốt nóng không chỉ do nhiệt độ không khí mà còn bởi do hấp thụ bức xạ mặt trời: Ikb td tbm t kk ttb t kk , adn (1.6) Trong đó: tkk - nhiệt độ không khí; t tbtd - nhiệt độ t-ơng đ-ơng đ-ợc đốt nóng do bức xạ mặt trời; - hệ số hấp thụ nhiệt, phụ thuộc màu sắc và trạng thái bề mặt mặt đ-ờng; I - c-ờng độ tia bức