Co je drážkování dráhy?

Co je drážkování

Drážkování dráhy je řezání úzkých příčných kanálků do povrchu dráhy. Příčná drážka vede napříč směrem přistání a vzletu. Drážky dávají vodě pod rolující pneumatikou krátkou cestu k úniku. Annex 14 ICAO uvádí, že hlavním účelem drážkování je zlepšit odvodnění povrchu a že drážky zkracují odtokovou cestu. Hlavní odvodňovací práci dělá příčný sklon dráhy. Drážky ho doplňují.

Annex 14 a EASA také používají slovo „scored“. Drážkovaný nebo rýhovaný povrch má kanálky, které jsou v něm vyřezány nebo vytvořeny. Tato stránka používá slovo „drážkovaný“.

Proč se dráhy drážkují

Od prvních proudových letadel je brzdění na mokré dráze bezpečnostním problémem. FAA uvádí, že těžká letadla a vysoké přistávací rychlosti způsobily, že brzdění na mokru se stalo významným hlediskem bezpečnosti. K drážkování vedly dvě studie. NASA v Langley Research Center dokončila jednu v roce 1968. Technické centrum FAA dokončilo druhou v roce 1983 v Lakehurstu. Obě zjistily, že těsně rozmístěné příčné drážky dávají na mokré vozovce vysoké tření, protože dešťová voda uniká zpod pneumatik přistávajícího letadla.

Aquaplaning je ztráta kontaktu mezi pneumatikou a mokrým povrchem. NASA jev popsala v roce 1963. Tlak vody pod pneumatikou roste s druhou mocninou rychlosti po zemi. Při kritické rychlosti voda zvedne pneumatiku z povrchu. Pro pneumatiku s tlakem p psi NASA udává rychlost aquaplaningu 9násobek druhé odmocniny z p v uzlech. Pneumatika na 100 psi dává 90 uzlů. Vzorec předpokládá, že voda je hlubší než drážky dezénu. ICAO uvádí, že cílem odvodnění povrchu je minimalizovat hloubku vody na povrchu a že drážky zkracují odtokovou cestu.

FAA rozlišuje dvě vlastnosti mokrého povrchu dráhy. Mikrotextura je jemná drsnost jednotlivých zrn kameniva. Pomáhá pneumatice prorazit tenký vodní film, který zůstane. Makrotextura je viditelná drsnost povrchu jako celku. Její hlavní funkcí je dát vodě cesty k úniku zpod pneumatik a záleží na ní víc s rostoucí rychlostí. FAA uvádí, že obě vlastnosti jsou nezbytné.

Textura a drážky

ICAO popisuje odvodnění povrchu jako funkci jeho textury a drážkování. Makrotexturu třídí od A do E podle stupnice ESDU 71026:

Drážkování kteréhokoli z těchto povrchů zlepšuje dynamické odvodnění. Účinek závisí na velikosti drážek a na rozestupu mezi nimi. ICAO uvádí, že zápočet výkonu letadla dostávají dráhy s drážkami nebo drenážní obrusnou vrstvou, jejichž návrh, provedení a údržba splňují kritéria, která stát přijímá. Pro letiště s těžkým nebo přívalovým deštěm ICAO doporučuje zvážit drážkované vozovky ve třídě E.

Standardní drážka FAA

Standardní drážka FAA je hluboká 1/4 palce (6 mm) a široká 1/4 palce (6 mm). Rozteč je 1-1/2 palce (38 mm) mezi osami. Drážky jsou souvislé po celé délce dráhy a kolmé na směr provozu letadel. Končí přibližně 3 m (10 ft) od okraje vozovky, aby zůstal prostor pro stroj.

Položka P-621 stanovuje přejímací zkoušku. Nejméně 90 procent drážek musí mít hloubku i šířku nejméně 3/16 palce (5 mm). Nejméně 60 procent musí mít 1/4 palce nebo více. Nejvýše 10 procent smí přesáhnout 5/16 palce (8 mm). V betonu zůstávají drážky 3 až 9 palců (8 až 23 cm) od příčné spáry. Od zapuštěného svítidla v povrchu zůstávají 6 až 18 palců (150 mm až 0,5 m). Tam, kde kabely osvětlení vedou pod povrchem, stroj neprořezává podélné ani diagonální pilové řezy.

Na křižovatce dvou drah se drážkuje celá délka primární dráhy. Sekundární dráha se řeže pilou ve schodovitém vzoru. Vysokorychlostní a šikmé výjezdové pojezdové dráhy také dostávají schodovitý vzor. Začíná u vystupujícího okraje vozovky a není širší než 40 palců (102 cm).

Směr drážek

Na dráze drážky probíhají napříč směrem pohybu. Annex 14 a CS ADR-DSN.B.090 doporučují, aby drážky ležely kolmo na osu dráhy, nebo rovnoběžně s nekolmými příčnými spárami, pokud existují. FAA požaduje drážky, které jsou souvislé po celé délce dráhy a kolmé na směr přistání a vzletu.

Tato pravidla pro dráhy se týkají jen příčných drážek. Podélné drážky se objevují v silniční praxi (viz Drážkování silnic).

Kde je drážkování požadováno

ICAO a EASA neuvádějí rozměry drážek. Annex 14 a CS ADR-DSN.B.090 doporučují, aby nový povrch měl průměrnou hloubku textury nejméně 1,0 mm. Doporučují, aby drážky ležely kolmo na osu dráhy.

Pro FAA je to přímější. AC 150/5300-13B uvádí, že se má zajistit drážkování nebo jiná úprava tření na primárních a sekundárních drahách na letištích komerční dopravy a na drahách, které obsluhují proudová letadla. Pro vysokorychlostní pojezdové dráhy dává stejnou radu jako doporučenou praxi. AC 150/5320-12C označuje drážkování drah pro proudová letadla za práci s vysokou prioritou z hlediska bezpečnosti. Tučně vyznačené položky v jeho odstavci 2-21 jsou závazné u projektů financovaných federálně.

U ostatních drah AC uvádí faktory, které je třeba zvážit:

• historie nehod a incidentů s aquaplaningem
• jak často je dráha mokrá, z ročních srážkových úhrnů a intenzity
• podélné a příčné sklony, rovné plochy, prohlubně a další prvky, které brání odtoku vody
• kvalita textury povrchu, včetně vyleštěného kameniva a hromadění nečistot
• únosnost a stav vozovky dráhy

Jak se drážky vytvářejí

Drážky v asfaltu se řežou diamantovými kotouči. FAA uvádí, že drážky v asfaltové směsi za tepla se musí řezat, a to v nové i stávající vozovce. Drážky v betonu lze řezat nebo tvarovat. V novém betonu vibrační žebrovaná deska nebo žebrovaný válec vytvoří drážky, zatímco je beton plastický. Válec ne vždy dosáhne plné hloubky 1/4 palce.

Vozovka musí být způsobilá pro drážkování. Nejprve se opravují boule, sníženiny, zlomené spáry a silně popraskané nebo odprýskané úseky. Pokud povrch nebo pevnost nejsou vyhovující, přichází nejdříve zesilující vrstva (asphalt overlay). U asfaltu FAA uvádí další faktory, které určují, jak dlouho drážky zůstanou účinné. Jsou to nejvyšší teplota povrchu, tlak pneumatik, jak často letadla v daném místě brzdí, směs a kamenivo.

Nová vozovka před drážkováním zraje 30 dní, pokud se neprokáže, že jsou drážky stabilní. Stroj je samohybný a má vakuové odsávání kalu. Zhotovitel nejprve vydrážkuje zkušební pás. Odpad nesmí vniknout do dešťové kanalizace. FAA požaduje úklid po celou dobu práce, protože odpad ponechaný na dráze může být pro letadla nebezpečný.

Drážkování, česání drátem a drenážní obrusná vrstva

Drážkování není jediný způsob, jak dát dráze drenážní texturu. FAA jej odlišuje od dvou dalších.

• Česání drátem a rýhování drátem. Ocelové dráty vytvoří hlubokou texturu v čerstvém betonu. FAA tyto způsoby nazývá texturovací metody. Nemohou nahradit řezané nebo plastické drážky, protože nebrání letadlům v aquaplaningu.
• Drenážní obrusná vrstva (PFC). Je to otevřeně zrněná vrstva asfaltové směsi za tepla, tlustá 3/4 palce až 1-1/2 palce (25 až 40 mm). Dešťová voda jí odtéká k okraji dráhy. Výzkum ve Velké Británii a USA zjistil, že dává i dobré tření. Pryž může ucpat její dutiny. FAA doporučuje PFC nepoužívat na drahách s více než 91 přistáními proudových letadel denně na jeden konec dráhy.

Kontrolní seznam EASA pokrývá oba typy povrchů. Žádá, aby kontrolor ověřil, že drážky jsou otevřené a v rámci svých konstrukčních mezí, a že drenážní obrusná vrstva odvádí vodu podle návrhu.

Opotřebení a guma

Gumové usazeniny v drážkách snižují jejich účinek a zvyšují pravděpodobnost aquaplaningu (AC 150/5380-6C). Guma z dopadů přistávajících letadel je nejtrvalejší nečistota. Hromadí se v zóně dotyku. ICAO dodává, že guma může zaplnit texturu a snížit kapacitu odvodnění.

Provoz drážky také opotřebovává. AC 150/5320-12C uvádí, že provozovatel má hloubku a šířku drážek pravidelně měřit. Když je 40 procent drážek hlubokých nebo širokých 1/8 palce (3 mm) nebo méně na úseku 1 500 stop (457 m), má je provozovatel neprodleně obnovit.

FAA uvádí čtyři metody čištění gumy a jiných nečistot z dráhy: vysokotlaká voda, chemikálie, vysokorychlostní nárazové čištění a mechanické broušení. Uvádí, že výsledek odstranění gumy nelze posoudit pouhým okem. Po práci by provozovatel měl změřit tření. Hodnoty Mu by se měly vrátit do 10 procent hodnot na čisté střední části dráhy. AC navrhuje četnost odstraňování podle počtu přistání proudových letadel denně na jeden konec dráhy:

Pokud je více než 20 procent přistání provedeno širokotrupými letadly, provozovatel zvolí další vyšší řádek.

Kontrola drážek

Annex 14 uvádí, že drážky je třeba pravidelně kontrolovat. EASA žádá, aby kontrola ověřila, že drážky jsou otevřené a v rámci svých konstrukčních mezí.

Vizuální kontrola může zaznamenat zhoršení drážek a tvorbu louží. AC 150/5320-12C uvádí, že vizuální hodnocení tření není spolehlivé a že hloubku textury posoudit nelze. Hloubka textury vyžaduje přímé měření. TarmacView nemeří hloubku ani šířku drážek ani tření.

Drážkování silnic

Silniční správy také drážkují, aby zvýšily protiskluzovou odolnost a snížily počet nehod za deště. Přehled literatury FHWA (FHWA-HRT-14-065) definuje drážkování vozovky jako podélné nebo příčné řezy v povrchu. Jeho hlavním cílem je zlepšit odvodnění a omezit aquaplaning.

Oba směry mají na silnicích jiné použití:

• Podélné drážky probíhají rovnoběžně se jízdou. Přehled uvádí, že fungují nejlépe pro směrové řízení vozidla.
• Příčné drážky probíhají napříč jízdou. Jsou méně časté, částečně proto, že drážkovací stroje snáze řežou rovnoběžné drážky. Fungují nejlépe tam, kde vozidla často zastavují, například na křižovatkách a na mýtných stanicích.

Přehled uvádí hlášené poklesy nehod za deště mezi 55 a 72 procenty. Varuje, že studie nekontrolovaly regresi k průměru, takže čísla je třeba brát opatrně. Uvádí také možné náklady: více hluku, rychlejší opotřebení vozovky a vliv na řízení. Na asfaltu se drážky mohou za horka a na mladé vozovce znovu uzavřít.