أوضاع الأسفلت الموجودة في المطارات

مواجهات الأسفلت في المطارات:

لا تختلف أوضاع الأسفلت في المطارات اختلافًا كبيرًا عن ضغوط الأسفلت على الطرق السريعة، ومع ذلك فإن المتطلبات الخاصة لأرصفة المطارات، المتعلقة بالمواد السائبة الناتجة عن الرصف، والمعروفة باسم حطام الأجسام الأجنبية (FOD)، ومقاومة انزلاق الطائرات، تقلل من تحمل مثل هذه الأزمات، حيث يلخص الجدول (1) أوضاع الاستغاثة الإسفلتية الشائعة في المطارات، وكيف تؤثر على أداء رصف الطائرات والعوامل المادية التي تؤثر على مخاطرها.

حيث تعتبر درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لجميع أوضاع الاستغاثة بسبب اعتماد خصائص البيتومين على درجة الحرارة، كما أن الإجهاد الناجم عن الحمل مهم أيضًا باعتباره المحفز الأساسي للعديد من أنماط الضيق.

الجدول (1) ملخص ضغوطات المطارات الإسفلتية:

نادرًا ما تتم مواجهة تشققات إجهاد الأسفلت من أسفل إلى أعلى في أرصفة المطارات، وهذا يعكس حجم المرور المنخفض بشكل عام وزيادة سماكة وصلابة أرصفة المطارات، مقارنةً بأرصفة الطرق، وهذا لا يعني أن أرصفة المطارات محصنة ضد إجهاد الأسفلت والتشقق، وعندما يتم تحميل الأرصفة بشكل زائد، يحدث انحراف رأسي مرتفع تحت الحمل، وعند التعرض لمثل هذه الانحرافات العالية، تتعطل أسطح الرصيف بسرعة بسبب إجهاد الأسفلت من الأسفل إلى الأعلى.

نادرًا ما يحدث النزيف في أسفلت المطار ويتم تجنبه بالحفاظ على محتوى الفراغ في الموقع بحد أدنى 3-4٪، ونادرًا ما يكون الانهيار الكلي مشكلة مهمة مع تحديد الحد الأدنى من خصائص التجميع، مثل مقاومة التآكل وحدود سلامة الصخور الأصلية، وتشمل أوضاع الاستغاثة عالية الخطورة التجزؤ والقص والتشقق من أعلى إلى أسفل وإغلاق الأخدود والتجريد والجرف.

الشقوق في سطح الأسفلت:

يجب النظر في تجويف سطح الأسفلت بشكل منفصل عن تجويف الرصيف الناتج عن التشوه الرأسي الدائم للطبقة التحتية وتكثيف مسار القاعدة أو عدم استقراره، وحيثما يحدث ذلك فإن حفر الأسفلت هو وضع استغاثة كبير للإسفلت السطحي للمطار، ومع ذلك حتى في البلدان الحارة مثل أستراليا، طالما تم تصميم خليط الإسفلت وبناؤه بشكل مناسب، نادرًا ما تم الإبلاغ عن تآكل سطح الأسفلت، وبعض الأمثلة الأسترالية تشمل مطارات كيرنز (أستراليا) وبيرث (أستراليا) وكوالالمبور (ماليزيا) والدوحة (قطر) ودبي (الإمارات العربية المتحدة)، من المتوقع عمومًا أن تحدث معظم عمليات التمزق في أشهر الصيف، عندما تتجاوز درجات حرارة الرصيف في المنطقة 75 درجة مئوية.

 حفر سطح الأسفلت:

في إطار التحضير لبناء مطار جديد في معمل إنشون (كوريا)، تم إجراء تجارب ميدانية لخلائط الإسفلت المختلفة، والأسفلت الكثيف المتدرج مع رابط معدل من اللدائن المرنة يحولان إلى أقل الخلائط التي تم تقييمها، وكانت ممرات التاكسي في مطار سان فرانسيسكو (الولايات المتحدة الأمريكية) ممتلئة أثناء الطقس الحار، تحت حركة بطيئة وتحول حاد للطائرة، وتم استنتاج أن البيتومين كان لينًا جدًا بحيث لا يوفر مقاومة قص كافية لمصفوفة الركام.

اكتشف عدد من المطارات أيضًا خلائط إسفلت ذات مخاطر عالية للتشقق من خلال الاختبارات المعملية كجزء من عملية تصميم الخليط، تشمل الأمثلة (Walvis Bay (ناميبيا))، حيث أعيد تصميم العمل بعد تقييم تتبع العجلات للخليط المقترح، ومطار جوهانسبرغ (جنوب إفريقيا)، حيث تم تطوير تصاميم خليط الأسفلت البديل بعد شقوق مسار العجلات غير المقبولة في المختبر.

باختصار، لا يتم الإبلاغ عن عملية حفر الأسفلت بشكل متكرر من حالات الضيق في أسطح أرصفة المطارات، ومع ذلك في حالة حدوث ذلك، فإن الماء الحر المحتفظ به الناتج يؤثر سلبًا على مقاومة الانزلاق، حيث تعتبر مقاومة الانزلاق خاصية وظيفية مهمة لأسطح الأسفلت في المطارات، وهي ضرورية لعمليات الطائرات الآمنة، لذلك فإن التعرق هو احتمال ضئيل ولكنه ذو مخاطر عالية على أسطح الأسفلت في المطارات.

القص أو التدافع:

ينتج قص ودفع السطح الأفقي (يشار إليه باسم القص) عن التشوه الأفقي المتراكم أو الزحف، هو الأكثر شيوعًا في مناطق فرملة الطائرات الثقيلة أو الدوران، عندما يتم سحب محاور صلبة متعددة لمعدات هبوط مفردة (أربع عجلات مزدوجة ترادفية أو ست عجلات) عبر السطح أثناء دوران الطائرة، يُشار إلى الضرر على أنه تمدد.

يشبه القص الأفقي التجزؤ من حيث أنه ينتج عن تشوه دائم لسطح الإسفلت بسبب إجهاد القص المفرط، يتمثل الاختلاف الأساسي بين التمزق والقص في اتجاه التشوه، والذي يعكس اتجاه حالة الإجهاد الحرجة، حيث يمكن أن يحدث القص الأفقي أيضًا عند درجات إجهاد أقل من التشقق، وهذا يعكس انخفاض مستوى الحبس في الاتجاه الأفقي على سطح الرصيف، حيث تظهر استغاثة السطح بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كانت الطائرة تقوم بالفرملة أو الدوران أو الانزلاق في الحالات الشديدة، وتؤدي ضائقة القص إلى تمزق سطح الرصيف مما يمثل خطر التضاؤل ​​من المستوى الأول على الطائرات.

 القص الشديد للأسفلت السطحي تحت فرملة الطائرات:

لقد تم الإبلاغ عن قص وتمزيق ناتج عن التقليب الحاد لطائرة B747 في مطار سان فرانسيسكو (الولايات المتحدة الأمريكية)، وتم استنتاج أن مادة الربط الأكثر لزوجة مطلوبة لتحسين مقاومة القص لخليط الإسفلت، وبالمثل وبعد التحقيق في تمزق السطح الناتج عن انعطاف الطائرات في مطار أمستردام (هولندا)، تم التوصل إلى أن نقص تماسك الخليط في درجات حرارة مرتفعة بسبب تليين البيتومين يؤدي إلى عدم كفاية قوة القص في الخليط.

حيث أفادت التقارير أن أحد المطارات الأسترالية شهد نعومة غير عادية على سطح الإسفلت خلال أشهر الصيف، حيث تم التوصل إلى قابلية عالية للحرارة للمادة الرابطة، على الرغم من وجود انخفاض في الليونة بعد ثلاث سنوات، وتم الإبلاغ عن حالة مماثلة من السطح في مطار أسترالي آخر وأدى التغيير في مصدر النفط الخام الموثق المعدل إلى سطح أسفلت أكثر حساسية للقص، مما يؤدي إلى القص والتمزق في منطقة فرملة الطائرة، مثل المثال السابق.

حيث شهد مطار نيوارك في نيو جيرسي (الولايات المتحدة الأمريكية) قص الأسفلت في منطقة فرملة الطائرات الثقيلة المرتبطة بهبوط الطائرات، وتم استنتاج أن التعشيق الكلي غير الكافي أدى إلى انخفاض في مقاومة القص.

باختصار، يعتبر قص الأسفلت مقلقًا لأسطح الأسفلت في المطارات، ويبدو أن هناك تواترًا متزايدًا للحوادث المبلغ عنها، والانحراف في محاذاة الأخدود ليس ضارًا بالضرورة، ومع ذلك فإن خطر تمزق السطح، مما يسمح بدخول المياه وتوليد التضاؤل ​​من المستوى الأول المحتمل، كبير وإمكانية التأثير سلبًا على التشغيل الآمن للطائرة عالية، ولذلك فإن قص الأسفلت السطحي يمثل مخاطر عالية الاحتمال وعواقب متوسطة.