تأثير البيتومين على الأرصفة:
يعتبر التصنيف ومحتوى البيتومين والكثافة المضغوطة وتدفق مارشال واستقرار مارشال معايير التصميم الأساسية ومعايير ضمان الجودة، ومن الناحية العملية تحتوي خلائط الأسفلت الكثيفة المتدرجة من تصميم مارشال بشكل عام على 5.4-5.8٪ من البيتومين (بالكتلة) و4-6٪ من الركام الذي يمر بمناخل 75 ميكرومتر (بالحجم)، والنتيجة هي أن حوالي 14٪ (من حيث الحجم) من إسفلت المطار يتكون من المصطكي (مزيج من البيتومين والركام الناعم للغاية)، ينتج عن محتوى البيتومين المرتفع مقاومة تشوه الإسفلت المصمم من قبل مارشال، والذي يتأثر بشدة بالخصائص الهندسية للقار، كعنصر حاسم في المصطكي القاري الذي يلصق جزيئات الركام الخشنة معًا.
هناك تصور على نطاق واسع بأن جودة البيتومين قد انخفضت على مدى الثلاثين عامًا الماضية، وهناك أدلة مهمة لإثبات أن جودة النفط الخام قد انخفضت، وأصبحت عمليات تكرير النفط أكثر كفاءة، وتم تمديد البيتومين بإضافة ما كان يُعتبر تقليديًا نفايات أو منتجًا ثانويًا، تم ربط التغييرات في إمدادات البيتومين وجودته بشكل متناقل بعدد من مشاكل سطح الأسفلت في المطارات، بما في ذلك القص المبكر في الحياة والشيخوخة المبكرة والتكسير التنازلي المبكر في الحياة.
البيتومين التقليدي:
كان البيتومين التقليدي (غير المعدل بالبوليمرات أو الأحماض، المصنف عادة حسب اللزوجة أو الاختراق) هو المادة الرابطة العادية لإسفلت المطار ولعدة سنوات قدم أداء جيد للأسفلت، ومع ذلك فإن مشاكل التجريد والتشوه الأفقي وإغلاق الأخدود والشيخوخة المبكرة دفعت العديد من المطارات والمصممين إلى الانتقال إلى المجلدات الممتازة أو المعدلة في حوالي عام 2000، ومنذ ذلك الحين، تم اعتماد مواد الربط الممتازة (غالبًا ما تكون معدلة بالبوليمر) لمعظم أعمال المطارات، في البلدان التي يتم فيها استخدام نظام تصنيف الأداء (PG) الذي تم تطويره في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث يلزم وجود مطب واحد أو اثنتين من مطبات الأسفلت في المطارات التي تستوعب الطائرات ذات الأحمال الكبيرة على العجلات.
في الممارسة العملية، يتم هندسة البيتومين أكثر من أي وقت مضى، من خلال إضافة البوليمرات والمواد المضافة الأخرى، للحفاظ على مستوى مقبول من أداء الأسفلت، الزيادة في هندسة البيتومين مطلوبة للتغلب على الموثوقية المنخفضة لاستجابة الموثق للحمل، بالإضافة إلى زيادة الحمل الذي يتم تطبيقه بواسطة الطائرات الحديثة.
أرصفة المطارات وتحملها للطائرات:
منذ طرحها لأول مرة في أوائل القرن العشرين، أصبحت الطائرات أكبر وأثقل بشكل تدريجي، منذ الحرب العالمية الثانية على وجه الخصوص، زادت حمولات عجلات الطائرات وضغط الإطارات بشكل ملحوظ، في وقت طرحها في عام 1958، كانت طائرة (DC 8-50) هي أكثر الطائرات التجارية ضررًا في العالم، حيث بلغ ضغط الإطارات 1.35 ميجا باسكال وحمل العجلات 19.0 طنًا، وهو متواضع جدًا وفقًا لتقديرات العصر الحديث، منذ ذلك الوقت زاد ضغط الإطارات وأحمال العجلات بشكل تدريجي.
حيث أنه في عام 2001، قدمت شركة إيرباص طائرة ركاب تجارية واسعة النطاق من طراز A340-600، ولا تزال هذه الطائرة الحديثة والمتقدمة تقنيًا واحدة من أكثر الطائرات تطلبًا على الأرصفة، حيث يبلغ ضغط الإطارات 1.61 ميجا باسكال وحمل العجلات 30.8 طن.
أصبحت طائرة (A380-800) أكبر طائرة ركاب في العالم عندما تم طرحها في عام 2005، وعلى الرغم من أنها أثقل من الطائرات الأخرى، إلا أن حمولتها على عجلات أقل حدة عند 26.8 طن مع ضغط إطار يبلغ 1.40 ميجا باسكال، سمح جهاز الهبوط الرئيسي المجمع ذو العشرون عجلة بتحميل الرصيف الأقل خطورة، كانت الطائرة B787-8، التي تم تقديمها في عام 2009، وهناك طائرة أصغر بضغط إطارات يبلغ 1.60 ميجا باسكال و27 طنًا من الأحمال ذات العجلات، وكان أحدث تقدم كبير في مجال الطائرات من قبل شركة بوينج هو B747-800F، الذي تم تقديمه في عام 2010، مع أجنحة جديدة على شكل نورس.
انضمت هذه الطائرة إلى (A380) باعتبارها الطائرة التجارية الوحيدة في العالم برمز F (جناحيها الذي يتجاوز 65 مترًا)، استنادًا إلى (B747-400)، يظل جهاز الهبوط متواضعًا نسبيًا عند 1.55 ضغط الإطارات (MPa و26.5) طن، يتم تقليل التأثير على هيكل الرصيف من خلال تباعد أكبر بين العجلات، ومع ذلك تتعرض أسطح الإسفلت لضغوط إطارات أعلى وأحمال فردية على العجلات أكثر من أي وقت مضى، تتحد ضغوط الإطارات المرتفعة وأحمال العجلات هذه لنقل ضغوط قص أعلى في طبقات سطح الإسفلت.
من الناحية العملية، ستستمر أحمال عجلات الطائرات وضغط الإطارات في الزيادة مع سعي مصنعي الطائرات لتحقيق كفاءة وقود أكبر، والنتيجة هي زيادة إجهاد القص المطبق على أسطح الإسفلت، حتى عندما يكون هيكل الرصيف محميًا من خلال زيادة تباعد العجلات، ومطلوب مزيد من الإسفلت المقاوم للضغط لتلبية الطلب المتزايد للطائرات الحديثة وتجنب زيادة ضائقة السطح.
