Рельеф летного поля и искусственных покрытий аэродрома

Современные самолеты требуют ровной поверхности летной полосы, в том числе искусственного покрытия. Для того чтобы создать такую горизонтальную поверхность необходимых размеров, потребовалось бы выполнить значительный объем земляных работ, что связано с большими материальными затратами. Причем такая поверхность не удовлетворяла бы требованиям водоотвода. Поэтому поверхность летного поля устраивают с уклонами, обеспечивающими безопасность взлета, посадки и руления самолетов и беспрепятственный сток воды.

При проектировании геометрического очертания поверхности летного поля необходимо по возможности сохранить очертание естественной поверхности с целью получения минимальных объемов разрабатываемого грунта. Это достигается вписыванием проектной поверхности в естественную поверхность летного поля.

Рельеф летного поля определяется следующими характеристиками. Существующую (естественную) поверхность принято называть черной и определять черными отметками и черными горизонталями. Проектную поверхность называют красной и характеризуют проектными (красными) отметками и красными горизонталями. Рабочей отметкой называют разность между черной и красной отметками.

Рабочая отметка определяет глубину выемки или высоту насыпи. Линия, соединяющая точки с одинаковыми рабочими отметками, называется изолинией.

Точки, в которых черные и красные отметки имеют одинаковое значение, называются нулевыми. Линия, соединяющая нулевые точки, определяет границу земляных работ и называется линией нулевых работ или нулевой изолинией.

Участки естественной поверхности, которые не соответствуют техническим требованиям, предъявляемым к рельефу летных полос, называются дефектными местами.

Небольшие по высоте и протяженности отдельные неровности называются микрорельефом.

Рельеф летного поля и искусственных покрытий аэродрома характеризуется:

– величиной уклонов;

– сопряжениями участков со смежными уклонами;

– длиной участков и их направлением в плане и в вертикальной плоскости.

Величина уклона участка летного поля определяется как отношение разности отметок смежных точек к расстоянию между ними. Величину уклонов поверхности летной полосы назначают так, чтобы обеспечить безопасный разбег, выдерживание самолета над летной полосой после отрыва и перед приземлением, приземление, пробег и руление самолетов и при этом обеспечить отвод воды. Замедленный сток атмосферных осадков приводит к переувлажнению грунтов и уменьшению их сопротивления нагрузкам от колес самолета. Поэтому в грунтовых условиях Беларуси поверхности задернованных грунтовых взлетно-посадочных полос должен быть придан продольный уклон не менее 0,005. В тяжелых суглинистых и глинистых грунтах, чтобы улучшить условия поверхностного водоотвода, допустимо увеличение уклона до 0,007 и даже до 0,010.

При назначении уклонов необходимо также учитывать устойчивость грунтов против размыва талыми и дождевыми водами. Размываемость зависит от интенсивности поверхностного стока воды, гранулометрического состава грунтов, наличия и состояния дернового покрова. Для легкоразмываемых грунтов (пылеватые грунты, пылеватые и легкие суглинки, легкие супеси, мелкозернистые и пылеватые пески) можно допускать уклоны 0,010-0,015, для трудноразмываемых (каменистых и глинистых) – до 0,020-0,030. При таких уклонах обеспечивается устойчивость грунтовой поверхности аэродромов на хорошем дерновом покрове и ровной поверхности. При больших уклонах и расходах воды необходимы специальные меры по укреплению грунтов – посадка дернины или отмостка.

На легких, хорошо дренирующих супесчаных, песчаных и гравелистых грунтах уклоны можно уменьшать до 0,002-0,003. Уклоны меньше 0,005 допустимы также на коротких водораздельных участках летной полосы по 100–150 м в обе стороны от наиболее возвышенной точки при условии небольшой водосборной площади. В районах избыточного увлажнения на аэродромах, расположенных на переувлажняемых участках рельефа с недостаточными уклонами и неблагоприятными грунтовыми условиями, бывает экономически нецелесообразно увеличивать уклоны до минимально допустимых значений за счет земляных работ. Иногда рациональнее осушить летное поле при помощи дренажа, отводящего атмосферные воды за пределы аэродрома. При этом условии можно допустить уклоны поверхности летного поля ниже минимальных в пределах 0,002-0,003. Необходимые земляные (планировочные) работы должны быть предусмотрены для хорошего поверхностного стока в комплексе проекта осушения,

Для безопасности взлетов и посадок самолетов летная полоса должна иметь плавное сопряжение смежных уклонов, которые определяются допустимой кривизной поверхности в вертикальной плоскости.

К рельефу покрытий ИВПП предъявляют более высокие требования, чем к рельефу грунтовых летных полей с дерновым покровом, так как с них производятся полеты тяжелых самолетов, обладающих высокими скоростями взлета и посадки.

Основными характеристиками рельефа ИВПП являются продольный и поперечный профили. Продольный профиль проектируется в виде сопрягаемых прямых линий (рис. 39.28).

Рис. 39.28. Продольный профиль по оси ВПП (рабочие отметки по дну корыта даны за вычетом предварительно снимаемого слоя растительного грунта 10 см). Жирной линией показана проектная поверхность бетонного покрытия, пунктиром – дно корыта

Он должен удовлетворять техническим условиям по величине уклонов, быть плавным и обеспечивать взаимную видимость двух точек, находящихся на высоте 3 м от поверхности ИВПП на расстоянии не менее половины длины ИВПП.

Лучшим очертанием поверхности ИВПП с искусственным покрытием в поперечном сечении считается двускатный выпуклый симметричный профиль с постоянными поперечными уклонами по всей ее длине и в крайнем случае на большей части (рис. 39.29).

ИВПП с таким поперечным профилем удобны для эксплуатации и благоприятны для отвода атмосферных вод. ИВПП с односкатным поперечным профилем устраивают только в исключительно трудных условиях рельефа (например, на местности, имеющей резко выраженный скат с уклоном более 0,010 в одну сторону).

В особых случаях рельефа допускается применение на одной ИВПП обоих поперечных профилей – двускатного и односкатного. Переход от двускатного профиля к односкатному осуществляется постепенно плавным смещением гребня в плане ИВПП.

Искусственные покрытия перронов, МС и других площадей устраивают как с двускатным, так и с односкатным поперечным профилем. Минимальная величина продольных уклонов поверхности покрытий ИВПП, РД и МС в отдельных случаях может не ограничиваться, поскольку вода с покрытий будет стекать в закрытые или пилообразные лотки, которые прокладывают у края покрытия.

Рис. 39.29. Поперечные профили взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек: а – двускатный профиль взлетно-посадочной полосы; б – односкатный профиль взлетно-посадочной полосы;
в – двускатный профиль рулежной дорожки; г – односкатный профиль рулежной дорожки; 1 – ось грунтового лотка; 2 – переходная грунтощебеночная полоса; 3 – покрытие; 4 – основание; 5 – естественное основание; 6 – закромочная арена; 7 – полоса грунтового сопряжения

За пределы аэродрома воду отводят по заглубленным коллекторам, которые обычно располагают параллельно ИВПП. Однако при слишком малых уклонах поверхности заглубление коллектора, необходимое для обеспечения минимальных уклонов, может оказаться настолько значительным, что будет затруднен выпуск воды и открытый водоприемник. Поэтому ИВПП рационально располагать таким образом, чтобы искусственные покрытия обладали минимальными продольными уклонами, необходимыми для стока воды по открытым лоткам.

Максимальные значения поперечных уклонов ИВПП следует принимать только в неблагоприятных почвенно-грунтовых гидрогеологических и климатических условиях. Максимально допустимые уклоны ИВПП, РД, МС и других площадей с искусственными покрытиями приведены в табл. 39.5.

Таблица 39.5. Максимальные допустимые уклоны ИВПП

Продолжение таблицы 39.5

Примечания. 1. На крайних участках ИВПП нисходящие уклоны должны быть постоянными (одноименными). 2. Длину крайних участков ИВПП при назначении уклонов принимают равной для аэродромов класса А, Б, В 1/6 длины ИВПП, для аэродромов классов Г, Д, Е – 1/4 длины ИВПП. 3. Поперечные уклоны РД и обочины в пределах летных полос должны соответствовать требованиям к уклонам для летных полос. 4. Протяженность участков ИВПП и РД с максимальным уклоном рекомендуется принимать не более 300 м.

Максимальные продольные уклоны на взлетно-посадочной полосе допустимы только на коротких участках при плавном сочетании с примыкающими участками.

Рациональное сочетание продольных уклонов и их чередование по величине и протяжению вытекают из особенностей выполнения ИВПП и посадок самолетов на грунтовых летных полосах или ИВПП.

Наилучшим очертанием продольного профиля летной полосы является выпуклая поверхность с небольшими уклонами на концевых стартофинишных участках. В этом случае самолеты будут брать старт в оптимальных условиях небольших уклонов поверхности. Самолет, успевший набрать некоторую скорость, легко преодолеет максимальный уклон в средней части летной полосы, и набор скорости до отрыва будет происходить уже под уклон. Выпуклый профиль удобен также и для посадки. В этом случае самолет приземляется на поверхности с минимальными уклонами. Уменьшение посадочной скорости при встречном уклоне протекает значительно быстрее, и, наконец, пробег спокойно завершается до скорости руления при попутных уклонах.