Mi a fagyfelverődés a burkolatokban?

A fagyfelverődés a burkolat felfelé mozgása, amikor jéglencsék nőnek a fagyott talajban alatta.

Hogyan működik

A jéglencse a talajban növekvő jégréteg. A víz a fagyási front felé mozog, gyakran kapilláris hatásra, és táplálja a lencsét. A lencse nő, és felfelé nyomja a talajt és a fölötte lévő burkolatot. A víz 9 százalékos térfogat-növekedése fagyáskor túl kicsi ahhoz, hogy ekkora felemelkedést megmagyarázzon.

Az FAA három feltételt nevez meg a káros fagyhatáshoz. Mindháromnak egyszerre kell fennállnia.

1. A talaj fagyérzékeny.
2. A fagyos hőmérséklet behatol ebbe a talajba.
3. Elegendő mennyiségű szabad nedvesség van jelen a jéglencsék kialakulásához.

Ha a talaj telítettsége 70 százalék vagy annál nagyobb, az FAA szerint valószínűleg fagyfelverődés lesz. A víz érkezhet a burkolat felületéről vagy oldalairól, kicsapódásból, vagy nagy mélységből kapilláris hatásra.

Fagyérzékeny talaj

Az FAA négy fagycsoportba, FG-1-től FG-4-ig sorolja a talajt. A talajosztályt és a 0,02 mm-nél finomabb anyag tömegszázalékos arányát használja. Minél nagyobb a szám, annál érzékenyebb a talaj. A nagy folyási határú, nagy iszap- és agyagtartalmú talajok érzékenyebbek, mint a kavicsok vagy a homokok. Az FAA szerint a fagycsoport megválasztása szubjektív.

Hatás a repülőtéri burkolatra

A fagyfelverődés ritkán egyenletes. Az FAA a fagyhatás hatásai közé sorolja az egyenetlen felemelkedést, az egyenetlenséget, a korlátozott vízelvezetést és a repedezést. Rugalmas burkolatnál a duzzadó dudort általában a különböző altalajanyagok körüli fagyhatás okozza. Merev burkolatnál a fagyfelverődés lépcsőt okozhat egy hézagnál vagy repedésnél.

Egy felemelkedett futópálya elveszítheti azt az egyenletességet, amelyet az EASA egy új kopórétegnél elérhetőnek ír le. Ez legfeljebb 3 mm eltérés 3 m-es egyenes vonalzó alatt.

Az olvadás a második kockázat. Az altalaj szilárdsága csökken, amikor a fagy olvad. Az FAA és az EASA is kimondja, hogy túlterhelt üzemelést ebben az időszakban el kell kerülni.

Tervezés a fagy ellen

Az FAA az AC 150/5320-6G 3.14 szakaszában három megközelítést engedélyez.

• Teljes fagyvédelem: a burkolat és a fagyérzéketlen anyag együtt tartja vissza a fagyot. Az FAA ezt főként nagy csomópontú repülőtereken lévő futópályákra és gurulóutakra tartja alkalmasnak, vagy olyan helyekre, ahol a fagyhatolás kicsi.
• Korlátozott altalaji fagyhatolás: a fagyérzéketlen anyag a fagymélység 65 százalékát fedi le. A cél kevesebb mint 1 hüvelyk (25 mm) felemelkedés.
• Csökkentett altalajszilárdság: a tervezés az olvadási időszakra a szokásos altalajszilárdság nagyjából 50 százalékával számol.

Minden esetben az FAA egyenletes altalajt javasol, a különböző anyagok közötti fokozatos átmenetekkel. Azt is javasolja, hogy a fagyérzéketlen anyag és az altalaj közé geoszintetikus elválasztó réteget tegyenek, ha a geotechnikai mérnök ezt ajánlja.