O nawierzchniach ciąg dalszy

Nawierzchnie sztuczne podatne oraz sztywne i półsztywne zbudowane są z warstw, których grubość i rodzaj jest związany z zakładanym obciążeniem danej nawierzchni. Obciążenie nawierzchni jest wypadkową ruchu, jego składu ilościowego i jakościowego, na danym lotnisku, bądź drodze startowej. Brana jest więc pod uwagę średnia liczba dziennych operacji, jak również ciężar samolotu i sposób jego podparcia, czyli rozstaw goleni głównych oraz liczba i układ kół w goleni.

Jak wspomniałam wcześniej jako wyznacznik można tu traktować numer ACN samolotu. Określa on stopień oddziaływania danego samolotu na nawierzchnię standardową drogi startowej, czyli nawierzchnię uznaną przez ICAO za odniesienie. Grubość i materiał rzeczywistej nawierzchni pozwala na minimalizację oddziaływania na nią samolotu, co określa się jako odpowiednio wysoki PCN. Zasadniczo nowa nawierzchnia powinna mieć numer PCN wyższy niż docelowy, gdyż podczas użytkowania zmniejsza się on nawet o kilka punktów.

Konstrukcja nawierzchni składa się, zależnie od potrzeb, ze wzmocnienia (stabilizacji) podłoża, warstw podbudów, warstwy wiążącej oraz górnej warstwy, czyli warstwy ścieralnej. Całość zależnie od warunków gruntowo-wodnych oraz obciążenia operacjami ma zazwyczaj ponad metr grubości.

Górnej warstwie konstrukcyjnej stawia się szereg wymagań bezpośrednio wpływających na bezpieczeństwo startów i lądowań. Oczywistym oczekiwaniem jest równość i brak spękań, jednak równie ważne jest właściwe odwodnienie i zapewnienie dostatecznej szorstkości nawierzchni. Odwodnienie zapewnia się poprzez pochylenia oraz system drenów. Ma to znaczący wpływ na szorstkość, ponieważ nawierzchnia mokra powoduje spadek sczepności koła z drogą, a nawet prowadzi do zjawiska aquaplaningu. Można szacować, że prowadzi to do wydłużenia drogi startu o około 10%.

Wpływ na jej wydłużenie mają także inne czynniki; zarówno uwzględniane podczas projektowania (zgodnie z podręcznikiem ICAO): nachylenie pasa, temperatura powietrza i ciśnienie atmosferyczne, jak i te nieuwzględnione, takie jak rodzaj, stan nawierzchni oraz wiatr tylny. Przykładowo krótko koszona trawa (czyli wg przepisów do 3 cm) wydłuża drogę startu do 60%, zwykła nawierzchnia trawiasta (około 10 cm) do 20%, mokra nawierzchnia trawiasta do 30%, przy czym nie powinno się wykonywać operacji przy wysokości trawy przekraczającej 25 cm (dla porównania zdjęcie z poniżej przedstawia ponad półmetrową trawę).
 

Kolejne czynniki to miękkie podłoże wydłużające dobieg o około 25% (zależnie od stanu) oraz wiatr tylny. Ponieważ siła tarcia jest iloczynem współczynnika tarcia (zależnego od nawierzchni) i siły nacisku, przy dużej wartości składowej tylnej wiatru (około 10% prędkości oderwania) wytwarza się siła nośna zmniejszająca nacisk, a tym samym przyczepność. (dane wg: Zespół Lokalizacji Zagrożeń w Lotnictwie Cywilnym)

Współczynnik tarcia określający szorstkość nawierzchni bada się na różne sposoby. Najbardziej popularnym jest wymuszanie poślizgu koła pod przyczepką ciągniętą z prędkością 60 km/h. Uzyskuje się to poprzez polanie nawierzchni wodą i zatrzymanie koła podczas jazdy .

 
Ilustracja 3: Przyczepka SRT-3 do badania szorstkości nawierzchni;
źródło: http://www.ibdim.edu.pl

Nawierzchnie niekonwencjonalne dzieli się pod względem tworzywa, z jakiego zostały wyprodukowane, jak z punktu widzenia sposobu rozkładania. Nawierzchnie niekonwencjonalne można przewozić i przechowywać w formie harmonijki (co wymaga użycia przegubów o dużym kącie obrotu) lub nawinięte na bęben. Istotne dla przenoszenia obciążeń są rozmiary poszczególnych ogniw, ma to wpływ na ich współpracę i rozłożenie obciążenia na powierzchnię. Im większa współpracująca powierzchnia, tym mniejsze oddziaływanie na podłoże. Nawierzchnie niekonwencjonalne cechują się krótkim czasem rozkładania (900 metrów około 20 roboczogodzin) i składania (około 14 roboczogodzin), trzeba jednak pamiętać, że ich cienka konstrukcja jest proporcjonalnie bardzo wytrzymała, ale nie zastąpi ponad metrowej konstrukcji nawierzchni na bazie kruszyw. Tego rodzaju rozwiązania są jednak stosowane dość rzadko.

Zachęcamy do lektury pierwszej części artykułu.