Badanie i ocena tarcia nawierzchni drogi startowej

Definicja i cel badania tarcia nawierzchni drogi startowej

Badanie tarcia nawierzchni drogi startowej to systematyczny proces pomiaru współczynnika tarcia — oznaczanego grecką literą Mu (μ) — pomiędzy standardową oponą pomiarową a nawierzchnią drogi startowej w kontrolowanych mokrych warunkach. Badanie przeprowadza się przy użyciu ciągłego sprzętu do pomiaru tarcia (CFME), które są specjalistycznymi urządzeniami wytwarzającymi ciągły zapis wartości tarcia na całej długości i szerokości nawierzchni drogi startowej. Wyniki wyrażane są jako bezwymiarowe wartości współczynnika tarcia w skali od 0,00 do 1,00, gdzie wyższe wartości oznaczają większą odporność na poślizg.

Podstawowym celem badania tarcia nawierzchni drogi startowej jest zapewnienie bezpieczeństwa. Osiągi hamulców statku powietrznego oraz kontrola kierunkowa podczas lądowania i przerywanego startu są bezpośrednio zależne od charakterystyk ciernych nawierzchni drogi startowej. Gdy droga startowa jest mokra, obecność wody między oponą a nawierzchnią stwarza potencjalne ryzyko akwaplanacji — stanu, w którym opona unosi się na warstwie wody, zamiast mieć bezpośredni kontakt z nawierzchnią. Współczynnik tarcia może spaść o 50% lub więcej na mokrej w porównaniu do suchej nawierzchni, a ryzyko wzrasta dramatycznie wraz ze wzrostem głębokości wody, zmniejszoną teksturą i wyższymi prędkościami statków powietrznych.

Załącznik 14 ICAO — Lotniska, Tom I, Rozdział 10, ustanawia obowiązkowe wymagania dotyczące pomiaru i utrzymania charakterystyk ciernych drogi startowej. Sekcja 10.2.3 stanowi, że powierzchnia utwardzonej drogi startowej musi być utrzymywana w stanie zapewniającym dobre charakterystyki tarcia powierzchni oraz niski opór toczenia dla statków powietrznych. Aby spełnić te wymagania, zarządcy lotnisk muszą przeprowadzać okresowe pomiary tarcia przy użyciu zatwierdzonych CFME, prowadzić rejestry tych pomiarów oraz podejmować naprawcze działania utrzymaniowe, gdy poziomy tarcia spadną poniżej ustalonych progów.

Międzynarodowa Organizacja Lotnictwa Cywilnego bada zagadnienia tarcia nawierzchni dróg startowych od lat 50. XX wieku, z dedykowanymi grupami badawczymi utworzonymi w 1965 (Śnieg, Śnieg błotnisty, Lód i Woda na Lotniskach), 1974 (Działanie Hamulców) i 1979 (Stan Nawierzchni Drogi Startowej). W 2008 roku formalnie powołano Grupę Zadaniową ds. Tarcia ICAO w celu opracowania zaktualizowanych SARP i materiałów doradczych dotyczących oceny, pomiaru i raportowania stanu nawierzchni drogi startowej, czego zwieńczeniem jest okólnik ICAO 329 (Cir 329 AN/191) — Ocena, Pomiar i Raportowanie Stanu Nawierzchni Drogi Startowej, który stanowi najbardziej wszechstronne opracowanie zagadnień tarcia w lotnictwie.

Badanie tarcia nawierzchni drogi startowej pełni kilka odrębnych funkcji w ramach programu utrzymania lotniska. Po pierwsze, dostarcza danych do analizy trendów w czasie w celu wykrywania stopniowego pogarszania się tarcia spowodowanego polerowaniem kruszywa, gromadzeniem się gumy, zużyciem nawierzchni i starzeniem środowiskowym. Po drugie, identyfikuje zlokalizowane deficyty tarcia, takie jak te spowodowane osadami gumy w strefach przyziemienia lub zanieczyszczeniem paliwem/olejem. Po trzecie, potwierdza skuteczność naprawczych działań utrzymaniowych, takich jak usuwanie gumy, ponowne teksturowanie, rowkowanie lub wymiana nawierzchni. Po czwarte, wspiera weryfikację zgodności z wymogami krajowych władz lotniczych dotyczącymi poziomów tarcia.

Należy zrozumieć ważne rozróżnienie: badanie tarcia nawierzchni drogi startowej nie jest bezpośrednim pomiarem osiągów hamulców statku powietrznego. ICAO konsekwentnie ustaliło, że nie istnieje żadna wiarygodna, spójna korelacja między wartościami Mu z CFME a rzeczywistymi drogami hamowania statków powietrznych na mokrych drogach startowych. Urządzenie do pomiaru tarcia zapewnia odpowiedź systemową zależną od konkretnej opony urządzenia, współczynnika poślizgu, głębokości wody, prędkości i zasady pomiaru — z których żaden nie odwzorowuje złożonej dynamiki lądowania statku powietrznego z wieloma kołami, systemami przeciwpoślizgowymi hamulców i zmiennymi obciążeniami opon. Dlatego pomiary tarcia CFME są wykorzystywane do celów zarządzania utrzymaniem — wykrywania pogorszenia, planowania prac naprawczych i weryfikacji przywrócenia — a nie do operacyjnego rozpowszechniania jako raporty o działaniu hamulców.

Rodzaje ciągłego sprzętu do pomiaru tarcia

ICAO uznaje pięć podstawowych typów ciągłego sprzętu do pomiaru tarcia (CFME) do celów zgodności regulacyjnej, z których każdy działa na różnych zasadach pomiarowych. Wszystkie CFME muszą spełniać podstawowe specyfikacje techniczne określone w Dokumencie ICAO 9137 — Airport Services Manual, Część 2, Rozdział 5 i Dodatek 1.

Podstawowe specyfikacje techniczne dla wszystkich CFME

Niezależnie od konkretnego typu urządzenia, ICAO wymaga, aby wszystkie CFME spełniały następujące minimalne specyfikacje techniczne:

Mu-Meter

Mu-Meter to urządzenie do pomiaru tarcia z siłą boczną (odchyloną), opracowane przez brytyjskie Transport Research Laboratory. Działa na zasadniczo odmiennej zasadzie niż urządzenia z poślizgiem hamowania. Mu-Meter to trzykołowa przyczepa z dwoma kołami pomiarowymi zamontowanymi na krótkich osiach odchylonych na zewnątrz od kierunku jazdy pod kątem 7,5 stopnia (kąt odchylenia). Gdy przyczepa jest holowana wzdłuż drogi startowej, te odchylone koła generują siłę boczną proporcjonalną do tarcia między oponą a nawierzchnią.

Zasada pomiaru siły bocznej symuluje siły występujące podczas skręcania, doświadczane przez opony statków powietrznych podczas manewrów kontroli kierunkowej na mokrych drogach startowych. Koła pomiarowe używają opon z gładkim bieżnikiem pompowanych do 70 kPa — znacząco niższego ciśnienia niż w urządzeniach z poślizgiem hamowania. Mu-Meter raportuje wartości tarcia jako wartości Mu, które są proporcjonalne do stosunku zmierzonej siły bocznej do pionowego obciążenia koła.

Mu-Meter jest holowany z prędkością do 130 km/h przez odpowiedni pojazd wyposażony w system samozwilżający, który dostarcza jednolitą warstwę wody o grubości 1 mm przed obydwoma kołami pomiarowymi. Standardowa jednostka zapewnia ciągłe dane wyjściowe z uśrednianiem dla każdego segmentu drogi startowej co 150 metrów. Konfiguracja Mu-Meter obejmuje opcję klawiatury, która umożliwia operatorowi rejestrowanie obserwacji, poleceń i notatek podczas badania tarcia.

Skiddometer BV11

Skiddometer BV11, produkowany przez Moventor (Finlandia), to urządzenie do pomiaru tarcia z hamowaniem o stałym poślizgu, z ponad 50-letnią historią eksploatacji. Wprowadzony po raz pierwszy w 1968 roku, Skiddometer stał się jednym z najszerzej stosowanych typów CFME na świecie i jest uznawany zarówno przez ICAO, jak i FAA. Jest to urządzenie, z którym nowsze typy CFME są zazwyczaj porównywane podczas testów certyfikacyjnych.

Skiddometer BV11 działa jako dwukołowa przyczepa holowana za dowolnym odpowiednim pojazdem. Zasada pomiaru wykorzystuje współczynnik poślizgu 17% — koło pomiarowe jest hamowane, aby obracało się o 17% wolniej niż prędkość swobodnego toczenia, podczas gdy rzeczywista siła tarcia na styku opony z nawierzchnią jest mierzona w sposób ciągły. Wartość tarcia obliczana jest jako stosunek podłużnej siły tarcia do pionowego obciążenia koła.

Skiddometer używa gładkiej opony rozmiaru 4,00-8 (16×4,0, 6 warstw RL2) pompowanej do 120 kPa. Urządzenie jest zdolne do badania z prędkością od 40 do 130 km/h. Posiada system samozwilżający, który może utrzymać stałą głębokość wody 1 mm przed oponą pomiarową. System samozwilżający dostępny jest w dwóch konfiguracjach: Water OnBoard (pompa zamontowana na przyczepie Skiddometer, zbiornik wody w pojeździe holującym) oraz WMS Water Measurement System (oddzielna przyczepa z wodą zapewniająca do 15 km ciągłego badania na jednym napełnieniu).

Skiddometer BV11 charakteryzuje się unikalną konstrukcją z kołami pomiarowymi i referencyjnymi zamontowanymi w linii, a nie obok siebie. Moc obrotowa koła referencyjnego jest mechanicznie przekierowywana na koło pomiarowe, zapewniając zmniejszony opór i lepszą stabilność. System obejmuje automatyczną samonastawność zera oraz jednoprzyciskową weryfikację kalibracji. Pakiet elektroniczny zapewnia narzędzia analizy w chmurze do monitorowania trendów.

GripTester

GripTester (produkowany przez Findlay Irvine/Argon-X) to urządzenie do pomiaru tarcia o stałym poślizgu, działające przy współczynniku poślizgu między 15% a 17%. Różni się od innych typów CFME kilkoma kluczowymi parametrami. GripTester używa mniejszej gładkiej opony rozmiaru 10×4,5–5 pompowanej do 140 kPa, co czyni go unikalnym wśród uznanych typów CFME.

GripTester to kompaktowa jednostka przyczepy, która może być holowana przez standardowy pojazd lotniskowy. Opona pomiarowa jest hamowana przy ustalonym współczynniku poślizgu, podczas gdy siła tarcia jest mierzona w sposób ciągły. Urządzenie zawiera zintegrowany system samozwilżający, który dostarcza kontrolowaną warstwę wody przed oponą pomiarową. Prędkości badania wahają się od 40 do 130 km/h.

GripTester jest szeroko stosowany zarówno w zastosowaniach lotniskowych, jak i drogowych. Jego kompaktowe rozmiary i mniejsza waga sprawiają, że jest szczególnie odpowiedni dla lotnisk, gdzie obsługa i przechowywanie sprzętu są ograniczone. GripTester zapewnia ciągłe dane o tarciu rejestrowane w odstępach, które można skonfigurować dla segmentów co 150 m lub innych długości.

Runway Friction Tester i Surface Friction Tester

Runway Friction Tester (RFT) to urządzenie do pomiaru tarcia z piątym kołem zamontowane bezpośrednio na pojeździe, a nie skonfigurowane jako holowana przyczepa. Koło pomiarowe jest wysuwane z nadwozia pojazdu i wykorzystuje zasadę hamowania o stałym poślizgu. RFT używa gładkiej opony rozmiaru 4,00-8 pompowanej do 120 kPa.

Surface Friction Tester (SFT) jest funkcjonalnie podobny do RFT, również wykorzystując konfigurację z piątym kołem z hamowaniem o stałym poślizgu i te same specyfikacje opon (4,00-8, 120 kPa). Oba urządzenia mogą być zintegrowane z dedykowanym pojazdem do badania tarcia lub zainstalowane jako system demontowalny.

Zarówno RFT, jak i SFT zapewniają standardowe parametry wyjściowe: ciągły wykres tarcia, średnie dla segmentów 150 m oraz średnie dla segmentów jednej trzeciej. Wyposażone są w systemy samozwilżające skalibrowane dla głębokości wody 1 mm przy wszystkich prędkościach badawczych. Opcjonalny system klawiatury umożliwia operatorowi adnotację zapisu tarcia z obserwacjami i notatkami podczas pomiaru.

Równoważne wartości tarcia

Ponieważ różne typy CFME stosują różne zasady pomiaru, rozmiary opon, ciśnienia w oponach i współczynniki poślizgu, surowe wartości Mu wytwarzane przez każde urządzenie nie są bezpośrednio porównywalne. Wartość Mu wynosząca 0,50 zmierzona przez Mu-Meter nie jest równoważna 0,50 zmierzonej przez GripTester lub Skiddometer. ICAO, FAA i inne władze opracowały tabele korelacji i równania konwersji, które umożliwiają porównywanie wartości tarcia z różnych typów CFME na wspólnej podstawie.

Zarządca lotniska musi zapewnić, że pomiary tarcia są konsekwentnie uzyskiwane przy użyciu tego samego CFME skalibrowanego według tych samych specyfikacji, lub że stosowane są odpowiednie procedury korelacji przy zmianie między różnymi typami CFME.

Procedury badania tarcia

Badanie tarcia nawierzchni drogi startowej musi być przeprowadzane zgodnie ze standardowymi procedurami zapewniającymi powtarzalność, odtwarzalność i porównywalność wyników w czasie. Dokument ICAO Doc 9137 Część 2 zawiera szczegółowe wymagania proceduralne.

Procedury przed badaniem

Przed każdym pomiarem tarcia CFME musi być sprawdzony pod kątem prawidłowego działania i kalibracji. Sprzęt musi być serwisowany i utrzymywany zgodnie z wymaganiami producenta oraz być w pełni sprawny. System pomiaru tarcia i wszystkie jego komponenty muszą być skalibrowane w granicach tolerancji określonych przez producenta. W przypadku systemów samozwilżających należy zweryfikować natężenie przepływu wody, aby zapewnić prawidłową głębokość wody 1 mm w sposób stały i równomierny w całym zakresie prędkości.

Zalecaną procedurą jest sprawdzenie CFME na określonym pasie testowym nawierzchni nieużywanym do operacji lotniczych przed i po każdym badaniu tarcia. Porównanie odczytów z pasa testowego z poprzednimi wynikami zapewnia natychmiastową weryfikację stałej wydajności CFME. Każde znaczące odchylenie od ustalonych wartości bazowych powinno skutkować ponowną kalibracją i dochodzeniem.

System dostarczania wody musi być przetestowany i skalibrowany. Pompa wodna musi dostarczać wystarczający przepływ, aby utrzymać określoną głębokość wody 1 mm przy maksymalnej prędkości badawczej. Wymagane natężenie przepływu zależy od szerokości badania (szerokość zwilżana przed oponą pomiarową) i prędkości pojazdu. Dla typowej szerokości zwilżania 25 mm przy 95 km/h, wymagane natężenie przepływu wynosi około 0,66 litra na minutę na milimetr szerokości. System dysz musi równomiernie rozprowadzać wodę na całej szerokości powierzchni kontaktu opony pomiarowej.

Wymagania dotyczące prędkości badania

Badanie tarcia przeprowadza się przy określonych prędkościach odzwierciedlających prędkości operacyjne statków powietrznych korzystających z drogi startowej. ICAO wymaga badania przy prędkościach od 40 do 130 km/h. Standardowa prędkość badania do celów planowania utrzymania wynosi 95 km/h (około 51 węzłów) dla dróg startowych obsługujących samoloty odrzutowe. Badanie przy 65 km/h (około 35 węzłów) może być również przeprowadzane w celu korelacji z danymi historycznymi lub dla dróg startowych obsługujących głównie ruch turbośmigłowy.

Prędkość badania bezpośrednio wpływa na zmierzoną wartość tarcia. Dla większości typów CFME wartości tarcia maleją wraz ze wzrostem prędkości na mokrej nawierzchni — zjawisko to znane jest jako gradient prędkości. Nawierzchnia, która daje wartość Mu 0,60 przy 65 km/h, może dawać tylko 0,40 przy 130 km/h. Ta zależność od prędkości jest kluczowym czynnikiem przy ocenie danych dotyczących tarcia do celów bezpieczeństwa. Statki powietrzne przyziemiają przy prędkościach znacznie wyższych niż 95 km/h — duże samoloty kategorii transportowej mogą przyziemiać z prędkością 120–160 węzłów (222–296 km/h) — co oznacza, że tarcie przy prędkościach operacyjnych jest niższe niż tarcie zmierzone przy standardowych prędkościach badawczych.

Gradient prędkości jest bardziej stromy na nawierzchniach z niewystarczającą makroteksturą, ponieważ woda nie może odpłynąć spod powierzchni kontaktu opony wystarczająco szybko przy wyższych prędkościach. Związek między teksturą, prędkością i tarciem jest podstawowym powodem, dla którego wymagania dotyczące makrotekstury istnieją obok wymagań dotyczących tarcia.

Wymagania dotyczące głębokości wody

Wszystkie badania tarcia do celów utrzymaniowych przeprowadza się z kontrolowaną głębokością wody wynoszącą 1 mm aplikowaną bezpośrednio przed oponą pomiarową tarcia. Symuluje to mokre warunki na drodze startowej i zapewnia najbardziej miarodajne wartości tarcia do określenia, czy wymagane są naprawcze działania utrzymaniowe.

Głębokość wody 1 mm jest utrzymywana poprzez precyzyjną kontrolę natężenia przepływu wody w funkcji prędkości pojazdu. Elektroniczny system sterowania CFME automatycznie dostosowuje wydajność pompy, aby utrzymać docelową głębokość wody niezależnie od przyspieszania, zwalniania lub jazdy ze stałą prędkością. System samozwilżający zazwyczaj pobiera wodę ze zbiornika o pojemności 1000 litrów lub więcej, zapewniając około 15 km nieprzerwanego badania przy głębokości 1 mm.

Badanie może być również przeprowadzane na naturalnie mokrych drogach startowych podczas lub bezpośrednio po opadach deszczu, gdy stojąca woda spełnia wymagania dotyczące głębokości 1 mm. Jednak naturalne zwilżanie wprowadza zmienność głębokości wody z powodu wahań intensywności opadów, wzorców drenażu i wpływu wiatru. Samozwilżanie jest zdecydowanie preferowane dla uzyskania spójnych, powtarzalnych wyników.

Wymagania dotyczące pokrycia drogi startowej

Badanie tarcia musi obejmować pełną długość operacyjną drogi startowej w określonych pasach. ICAO wymaga pomiarów tarcia wzdłuż trzech linii podłużnych na drodze startowej: środka drogi startowej (linia środkowa), lewego toru kół (około 3 metry od linii środkowej) oraz prawego toru kół (około 3 metry od linii środkowej po przeciwnej stronie). W przypadku dróg startowych, na których statki powietrzne zazwyczaj operują w określonym kierunku, pasy torów kół powinny odpowiadać ścieżkom głównego podwozia przeważających typów statków powietrznych.

Każdy pas musi być badany w obu kierunkach w celu zidentyfikowania wszelkich kierunkowych różnic w charakterystykach tarcia. Wartości tarcia dla każdego segmentu 150-metrowego każdego pasa są raportowane osobno. Obliczane i raportowane są również średnie dla segmentów jednej trzeciej (strefa przyziemienia, środkowa część i sekcja dobiegu/droga przerywanego startu dla każdego końca drogi startowej).

Pojazd do badania tarcia musi koordynować z Kontrolą Ruchu Lotniczego (ATC) harmonogram pomiaru w okresach minimalnego wpływu na ruch. Operator CFME musi utrzymywać dwukierunkową łączność radiową z ATC przez cały czas i być gotowy do natychmiastowego opuszczenia drogi startowej, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Dokumentacja badania

Każde badanie tarcia wytwarza trwały zapis obejmujący: ciągły wykres graficzny wartości tarcia na długości drogi startowej, średnią wartość tarcia dla pierwszych 100 metrów każdego pasa, średnie wartości dla każdego segmentu 150-metrowego, średnie wartości dla każdego segmentu jednej trzeciej, datę i czas badania, typ i konfigurację użytego CFME, prędkość badania, głębokość wody, ciśnienie w oponach, temperaturę otoczenia, temperaturę nawierzchni oraz wszelkie obserwacje lub adnotacje poczynione przez operatora podczas pomiaru. Zapisy te muszą być przechowywane przez okres określony przez krajową władzę lotniczą, zazwyczaj minimum pięć lat.

Kategorie poziomów tarcia według ICAO

ICAO definiuje trzy odrębne progi poziomów tarcia, które stanowią ramy dla zarządzania tarciem nawierzchni drogi startowej w ramach programu utrzymania nawierzchni. Są to Docelowy Poziom Projektowy (DOL), Poziom Planowania Utrzymania (MPL) oraz Minimalny Poziom Tarcia (MFL).

Docelowy Poziom Projektowy (DOL)

Docelowy Poziom Projektowy to wartość tarcia, która ma być osiągnięta lub przekroczona na nowej lub odnowionej nawierzchni drogi startowej przed oddaniem jej do użytku. DOL stanowi docelową wydajność tarcia dla nowo wykonanych nawierzchni i dostarcza początkowej wartości bazowej, od której mierzone będzie pogorszenie tarcia w czasie. Nowe nawierzchnie muszą wykazywać wartości tarcia na poziomie DOL lub powyżej poprzez badania odbiorcze, zanim droga startowa zostanie dopuszczona do użytku operacyjnego.

Wartości DOL dla różnych typów CFME są różne. Typowy DOL dla Mu-Meter przy 65 km/h wynosi 0,52, podczas gdy dla Skiddometer przy 95 km/h DOL wynosi około 0,60. Konkretny DOL dla danego lotniska powinien być ustalony przez krajową władzę lotniczą w oparciu o typ CFME, prędkość badania i warunki lokalne.

Poziom Planowania Utrzymania (MPL)

Poziom Planowania Utrzymania to wartość tarcia, poniżej której zarządca lotniska powinien rozpocząć planowanie naprawczych działań utrzymaniowych. Gdy pomiary tarcia wykazują wartości stale na poziomie MPL lub poniżej, zarządca powinien rozpocząć planowanie usuwania gumy, ponownego teksturowania lub innych prac naprawczych. Celem ustanowienia MPL powyżej MFL jest zapewnienie wystarczającego czasu na planowanie i wykonanie utrzymania, zanim tarcie pogorszy się do minimalnego akceptowalnego poziomu.

MPL zapewnia bufor bezpieczeństwa między progiem planowania a minimalnym akceptowalnym poziomem. Gdy tarcie osiągnie MPL, zarządca powinien mieć przygotowany plan utrzymania i przydzielone zasoby, aby przywrócić tarcie, zanim osiągnięty zostanie MFL. Typowy MPL dla Mu-Meter przy 65 km/h wynosi 0,44, w porównaniu do MFL wynoszącego 0,38.

Minimalny Poziom Tarcia (MFL)

Minimalny Poziom Tarcia to wartość tarcia, poniżej której należy podjąć naprawcze działania utrzymaniowe i poniżej której droga startowa może być uznana za potencjalnie śliską, gdy jest mokra. Jeśli pomiary tarcia w dowolnym punkcie drogi startowej spadną poniżej MFL, zarządca lotniska musi podjąć natychmiastowe działania naprawcze i powiadomić służby informacji lotniczej poprzez NOTAM, że droga startowa może być śliska, gdy jest mokra.

MFL reprezentuje minimalne akceptowalne tarcie dla bezpiecznych operacji lotniczych w mokrych warunkach. Droga startowa z tarciem poniżej MFL na znaczącej części jej powierzchni powinna być rozważona pod kątem ograniczeń operacyjnych lub zamknięcia, dopóki działania naprawcze nie przywrócą tarcia do akceptowalnych poziomów.

Deskryptory kategorii tarcia

Oprócz trzech progów ilościowych, ICAO historycznie stosowało pięć jakościowych kategorii tarcia do celów raportowania. Chociaż są one wycofywane na rzecz Globalnego Formatu Raportowania (GRF) i systemu RCAM, pozostają istotne dla zarządzania utrzymaniem:

Nowsze raportowanie oparte na RCAM w ramach Globalnego Formatu Raportowania ICAO wykorzystuje Kody Stanu Drogi Startowej (RWYCC) od 0 do 6 zamiast tych kategorii opartych na tarciu. Jednak do celów zarządzania utrzymaniem — co jest podstawowym zastosowaniem badań tarcia CFME — system trzech progów (DOL, MPL, MFL) pozostaje w powszechnym użyciu.

Wymagania ICAO dotyczące pomiaru tarcia

Załącznik 14 ICAO, Tom I, Rozdział 10, Sekcja 10.2 — Nawierzchnie, ustanawia ramy regulacyjne dla pomiaru tarcia nawierzchni drogi startowej. Wymagania dotyczą wszystkich utwardzonych dróg startowych obsługujących samoloty turbo-odrzutowe, z zaleceniem stosowania do dróg startowych obsługujących ciężkie samoloty turbośmigłowe (maksymalna certyfikowana masa startowa 15 000 kg lub więcej).

Częstotliwość badań

Częstotliwość badań tarcia jest określana na podstawie rocznej liczby operacji statków powietrznych na drodze startowej. ICAO podaje zalecane minimalne częstotliwości:

Dla operacji turbośmigłowych z MCTOW wynoszącą 15 000 kg lub więcej: mniej niż 15 operacji dziennie — badanie co 5 lat; 16 do 30 operacji dziennie — badanie co 3 lata; 31 do 90 operacji dziennie — badanie co roku. Dla dróg startowych obsługujących turbośmigłowce poniżej tej masy, zaleca się badanie co najmniej raz na 3 lata.

Zarządca lotniska może dostosować częstotliwość badań na podstawie historycznych danych trendów. Jeśli pogarszanie się tarcia następuje szybciej niż oczekiwano, częstotliwość należy zwiększyć. Jeśli poziomy tarcia pozostają stabilne, znacznie powyżej MPL, zarządca może rozważyć wydłużenie odstępu, pod warunkiem udokumentowania odpowiedniego uzasadnienia.

Badanie po czynnościach utrzymaniowych

Badanie tarcia musi być przeprowadzone po każdej znaczącej czynności utrzymaniowej na nawierzchni drogi startowej, nawet jeśli czynność ta nie była przeznaczona do wpłynięcia na charakterystyki cierne. Obejmuje to usuwanie gumy, rowkowanie, ponowne teksturowanie, uszczelnianie pęknięć, łatowanie asfaltowe, nakładanie warstw, powierzchniowe utwardzanie oraz usuwanie zanieczyszczeń chemicznych. Badanie powinno być przeprowadzone przed przywróceniem drogi startowej do użytku, gdy tylko jest to możliwe, lub jak najszybciej po tym.

Jeśli badanie tarcia po utrzymaniu wykaże wartości poniżej akceptowalnych poziomów, należy przeprowadzić dodatkowe badania w czasie, aby ustalić, czy wartości tarcia ulegną poprawie (ponieważ nowe nawierzchnie czasami wymagają okresu docierania), pozostaną stabilne, czy będą wymagać dodatkowych prac naprawczych.

Badanie po raportach o słabym działaniu hamulców

Gdy piloci zgłaszają słabe działanie hamulców na suchej lub wilgotnej drodze startowej (niezanieczyszczonej), należy przeprowadzić badanie tarcia w celu weryfikacji stanu. Raporty pilotów dotyczące działania hamulców — klasyfikowane jako GOOD, GOOD-TO-MEDIUM, MEDIUM, MEDIUM-TO-POOR, POOR lub NIL — stanowią operacyjny wskaźnik wydajności hamowania, który może zidentyfikować deficyty tarcia nawierzchni niewidoczne podczas inspekcji wizualnej. Utrzymujące się raporty o słabym działaniu hamulców uzasadniają natychmiastowe badanie tarcia, nawet jeśli droga startowa wygląda wizualnie akceptowalnie.

Badanie dla nowych i zrehabilitowanych dróg startowych

Nowe nawierzchnie dróg startowych oraz nawierzchnie zrehabilitowane (nakładki, rowkowanie, zastosowanie PFC) muszą przejść odbiorcze badanie tarcia przed dopuszczeniem do użytku operacyjnego. Nawierzchnia musi spełniać lub przekraczać Docelowy Poziom Projektowy (DOL) poprzez badanie przeprowadzone w kontrolowanych mokrych warunkach przy odpowiedniej prędkości. Badanie należy przeprowadzić na czystej nawierzchni (wolnej od środków pielęgnacyjnych, pyłu lub gruzu budowlanego) po wymaganym okresie pielęgnacji.

Dla dróg startowych z rowkowaniem, odbiorcze badanie tarcia potwierdza, że zarówno geometria rowków (głębokość, szerokość, odstępy), jak i tarcie powierzchni między rowkami spełniają wymagania specyfikacji. Dla nawierzchni z porowatą warstwą ścieralną o podwyższonym tarciu (PFC), badanie potwierdza, że wartości tarcia spełniają DOL i że charakterystyki przepuszczalności są odpowiednie dla drenażu wody przez strukturę nawierzchni.

Macierz oceny stanu nawierzchni drogi startowej i Globalny Format Raportowania

Macierz oceny stanu nawierzchni drogi startowej (RCAM) to znormalizowane narzędzie klasyfikacji opracowane przez ICAO w ramach Globalnego Formatu Raportowania (GRF), który wszedł w życie na arenie międzynarodowej w listopadzie 2021 roku. RCAM ustanawia bezpośredni związek między obserwowanymi warunkami nawierzchni drogi startowej — w tym rodzajem i głębokością zanieczyszczenia — a oczekiwaną wydajnością hamowania statku powietrznego.

RCAM przypisuje Kod Stanu Drogi Startowej (RWYCC) od 0 do 6 dla każdego segmentu drogi startowej na podstawie oceny stanu nawierzchni:

RCAM ma zastosowanie do zanieczyszczonych i mokrych warunków na drodze startowej do celów raportowania operacyjnego. Nie zastępuje on badań tarcia CFME, które pozostają narzędziem do zarządzania utrzymaniem na suchych i mokrych drogach startowych. Jednak do celów operacyjnego rozpowszechniania informacji o stanie drogi startowej, RCAM zastąpił praktykę bezpośredniego raportowania wartości Mu załogom lotniczym.

ICAO ustaliło, że nie istnieje spójna korelacja między wartościami Mu z CFME a działaniem hamulców statku powietrznego na zanieczyszczonych nawierzchniach. RCAM został zaprojektowany, aby zapewnić załogom lotniczym lepszy wskaźnik oczekiwanej wydajności hamowania w oparciu o rodzaj zanieczyszczenia, głębokość i temperaturę, a nie o wartości pomiaru tarcia.

Związek między tarciem a teksturą nawierzchni

Tarcie nawierzchni drogi startowej jest zasadniczo kontrolowane przez teksturę powierzchni nawierzchni w dwóch odrębnych skalach: mikroteksturę i makroteksturę. Obie skale muszą być odpowiednie, aby droga startowa zapewniała akceptowalną wydajność tarcia w mokrych warunkach.

Mikrotekstura

Mikrotekstura odnosi się do chropowatości powierzchni poniżej milimetra poszczególnych ziaren kruszywa odsłoniętych na powierzchni nawierzchni. Ta drobnoziarnista tekstura jest determinowana przez skład mineralogiczny kruszyw użytych w warstwie ścieralnej nawierzchni. Mikrotekstura zapewnia przyczepność na poziomie molekularnym między gumą opony a nawierzchnią — mechanizm generujący tarcie zarówno na suchych, jak i mokrych powierzchniach.

Mikrotekstura jest mierzona w laboratorium za pomocą testu wskaźnika polerowalności kruszywa (PSV) (EN 1097-8, BS 812, ASTM D3319). Kruszywa o wyższym PSV — zazwyczaj te z twardymi, kanciastymi składnikami mineralnymi, takimi jak kwarc, skaleń i inne minerały krzemianowe — dłużej zachowują swoją mikroteksturę pod wpływem polerującego działania ruchu. Kruszywa wapienne, przeciwnie, mają niski PSV i mogą stać się wygładzone w ciągu miesięcy od wystawienia na ruch.

Gdy opony statków powietrznych wielokrotnie przejeżdżają przez tę samą powierzchnię, ziarna kruszywa ulegają polerowaniu — mikrotekstura jest ścierana przez mechaniczne działanie gumy ślizgającej się po powierzchni kamienia. To polerowanie jest najbardziej intensywne w strefach przyziemienia, gdzie statki powietrzne po raz pierwszy kontaktują się z drogą startową, a opony nie są jeszcze rozkręcone do prędkości, generując znaczne tarcie ślizgowe i ciepło. W efekcie następuje stopniowe zmniejszanie mikrotekstury i odpowiadający mu spadek tarcia, szczególnie na mokrych powierzchniach.

Makrotekstura

Makrotekstura odnosi się do nieregularności powierzchni o większej skali o długościach fali od 0,5 mm do 50 mm. Makrotekstura to cecha powierzchni, która zapewnia ścieżki drenażowe do odprowadzania wody spod powierzchni kontaktu opony podczas operacji w mokrych warunkach. Bez odpowiedniej makrotekstury warstwa wody pozostaje uwięziona między oponą a nawierzchnią, prowadząc do akwaplanacji — całkowitej utraty kontaktu opony z nawierzchnią.

Makrotekstura jest mierzona kilkoma metodami. Objętościowa metoda łatki (metoda piaskowa) (ASTM E965, EN 13036-1) mierzy Średnią Głębokość Tekstury (MTD) poprzez rozprowadzanie znanej objętości piasku lub szklanych kulek na powierzchni i pomiar pokrytego obszaru. Profilometr laserowy mierzy Średnią Głębokość Profilu (MPD) poprzez skanowanie powierzchni laserem w celu utworzenia dwuwymiarowego profilu tekstury. Przepływomierz odpływu mierzy czas potrzebny do odpłynięcia wody z uszczelnionego cylindra umieszczonego na powierzchni nawierzchni.

ICAO zaleca minimalną MTD wynoszącą 1,0 mm dla nowych dróg startowych i 0,8 mm dla istniejących dróg startowych. Gdy MTD spada poniżej 0,4 mm, ryzyko akwaplanacji podczas mokrych warunków znacząco wzrasta. Poniżej 0,25 mm powierzchnię uznaje się za wygładzoną i wymagane jest podjęcie działań naprawczych. Zależność między makroteksturą a tarciem jest nieliniowa — niewielkie zwiększenia głębokości tekstury w dolnym zakresie powodują nieproporcjonalnie duże poprawy tarcia na mokrej nawierzchni.

Rowkowanie poprzeczne

Rowkowanie poprzeczne jest specjalnie zaprojektowane w celu zapewnienia makrotekstury na nawierzchniach dróg startowych. Rowki są cięte w stwardniałej nawierzchni w regularnych odstępach, prostopadle do kierunku jazdy. Typowe wymiary rowków to głębokość 4 do 6 mm, szerokość 4 do 8 mm i odstępy między środkami 25 do 38 mm. Rowkowanie zapewnia kanały drenażowe, które umożliwiają boczne odprowadzanie wody spod powierzchni kontaktu opony.

Okólnnik Doradczy FAA AC 150/5320-12C określa standardy rowkowania dróg startowych. Na nawierzchniach asfaltowych rowki są cięte piłą do betonu z wieloma diamentowymi tarczami zamontowanymi na jednym wrzecionie. Na nawierzchniach betonowych rowki są albo cięte w stwardniałej powierzchni (rowkowanie modernizacyjne), albo formowane w plastycznym betonie podczas budowy (rowkowanie wyciskane). Wykazano, że rowkowanie zmniejsza wypadki na mokrych drogach startowych nawet o 80% w niektórych badaniach.

Porowata warstwa ścieralna o podwyższonym tarciu

Porowata warstwa ścieralna o podwyższonym tarciu (PFC) to warstwa nawierzchni asfaltowej zaprojektowana z otwartą gradacją kruszywa, która tworzy połączone pory powietrzne (zazwyczaj 15–22% zawartości porów powietrznych) w całej grubości warstwy nawierzchni. Woda na powierzchni drogi startowej odprowadzana jest pionowo przez warstwę PFC, a następnie bocznie w jej obrębie do krawędzi nawierzchni lub leżącej poniżej warstwy nieprzepuszczalnej.

PFC zapewnia doskonałą wydajność tarcia na mokrych drogach startowych, ponieważ woda jest usuwana z powierzchni styku opony z nawierzchnią niemal natychmiast — nie ma potrzeby bocznego odprowadzania wody przez rowki makrotekstury. To sprawia, że nawierzchnie PFC są szczególnie skuteczne dla dróg startowych w obszarach o wysokich opadach deszczu. Warstwa PFC ma zazwyczaj grubość 25 do 50 mm, układana na leżącej poniżej warstwie asfaltowej o gęstej gradacji z lepiszczem modyfikowanym polimerem w celu poprawy trwałości.

Nawierzchnie PFC mają pewne ograniczenia. Otwarta struktura porów może z czasem ulec zatkaniu osadami gumy i zanieczyszczeniami, wymagając okresowego czyszczenia poprzez płukanie wodą pod wysokim ciśnieniem. PFC może mieć krótszą żywotność niż nawierzchnie o gęstej gradacji z powodu utleniania cienkich warstw lepiszcza pokrywających ziarna kruszywa. W zimnym klimacie PFC może ulec uszkodzeniu w wyniku cykli zamrażania-rozmrażania, jeśli pory zostaną nasycone wodą, która następnie zamarznie.

Usuwanie gumy i przywracanie tarcia

Gromadzenie się gumy na nawierzchniach dróg startowych jest najczęstszą przyczyną pogarszania się tarcia na lotniskowych drogach startowych. Każde lądowanie statku powietrznego osadza cienką warstwę gumy z opon na nawierzchni, głównie w strefie przyziemienia — obszarze rozciągającym się na około 300 do 500 metrów od progu drogi startowej, gdzie ma miejsce większość lądowań. Po tysiącach operacji guma ta gromadzi się, tworząc gęstą, ubity warstwę, która wypełnia doliny makrotekstury i pokrywa mikroteksturę kruszywa, drastycznie zmniejszając zdolność nawierzchni do zapewnienia tarcia w mokrych warunkach.

Mechanizmy gromadzenia się gumy

Gdy statek powietrzny przyziemia, jego główne opony nie obracają się z prędkością wymaganą dla prędkości względem ziemi statku powietrznego — są one rozkręcane do odpowiedniej prędkości obrotowej przez tarcie między oponą a nawierzchnią drogi startowej podczas pierwszych kilku obrotów. Ten proces rozkręcania generuje znaczne ciepło i osadza warstwę odparowanej i częściowo stopionej gumy na nawierzchni. Kolejne lądowania dociskają i budują tę warstwę, tworząc gęsty, ciemny film, który może osiągnąć grubość od 0,5 do 3 mm w intensywnie użytkowanych strefach przyziemienia.

Fizyczny mechanizm, przez który guma zmniejsza tarcie, obejmuje zarówno efekty mikrotekstury, jak i makrotekstury. Film gumowy pokrywa ostrą mikroteksturę ziaren kruszywa, uniemożliwiając gumie opony bezpośredni kontakt z powierzchnią kamienia i zmniejszając adhezyjny składnik tarcia. Jednocześnie guma wypełnia doliny makrotekstury, zmniejszając zdolność nawierzchni do odprowadzania wody spod powierzchni kontaktu opony i zwiększając ryzyko akwaplanacji. Droga startowa ze znacznym nagromadzeniem gumy może wykazywać zmniejszenie tarcia o 30–50% w porównaniu do czystej powierzchni tego samego typu nawierzchni.

Metody usuwania gumy

Najszerzej stosowaną i najskuteczniejszą metodą usuwania gumy jest czyszczenie ultrawysokociśnieniową wodą (UHPW). Proces ten wykorzystuje ciśnienie wody od 8000 do 14 500 psi (550 do 1000 bar) dostarczane przez specjalistyczne dysze zamontowane na pojeździe poruszającym się po drodze startowej z kontrolowaną prędkością. Strumień wody kierowany jest na powierzchnię nawierzchni pod kątem zoptymalizowanym do ścinania warstwy gumy z nawierzchni bez uszkadzania leżącego poniżej kruszywa lub lepiszcza.

Systemy UHPW zazwyczaj działają przy natężeniu przepływu od 20 do 30 galonów na minutę na dyszę, z wieloma dyszami rozmieszczonymi na szerokości pojazdu czyszczącego. Wydajność czyszczenia wynosi około 278 m² na godzinę na jednostkę. Dla typowej strefy przyziemienia drogi startowej o wymiarach 500 metrów na 30 metrów (15 000 m²), pojedyncza jednostka wymagałaby około 54 godzin czyszczenia. Wielokrotne jednostki pracujące równolegle mogą proporcjonalnie skrócić ten czas.

Alternatywne metody usuwania gumy obejmują:

Usuwanie chemiczne przy użyciu biodegradowalnych rozpuszczalników, które zmiękczają i emulgują warstwę gumy, która jest następnie zmywana wodą. Metody chemiczne są wolniejsze niż UHPW i budzą obawy środowiskowe dotyczące spływu do systemów odwadniających. Stosuje się je zazwyczaj tylko wtedy, gdy UHPW nie jest dostępna, lub w przypadku lekkich osadów gumy.

Usuwanie mechaniczne przy użyciu sprzętu do piaskowania lub śrutowania. Metody te fizycznie ścierają warstwę gumy z powierzchni nawierzchni, ale również usuwają cienką warstwę samej nawierzchni, potencjalnie skracając żywotność warstwy ścieralnej. Usuwanie mechaniczne nie jest ogólnie zalecane dla krytycznych nawierzchni dróg startowych.

Woda pod wysokim ciśnieniem z podgrzewaniem — niektóre systemy podgrzewają wodę do 80–90°C (176–194°F), aby zmiękczyć warstwę gumy przed usunięciem pod wysokim ciśnieniem. Podgrzana woda poprawia wydajność usuwania w przypadku starych, stwardniałych osadów gumy, które z czasem stały się twarde i kruche.

Weryfikacja po usunięciu

Po usunięciu gumy należy przeprowadzić badanie tarcia w celu potwierdzenia, że wartości tarcia zostały przywrócone do akceptowalnych poziomów. Wartości tarcia po usunięciu powinny być na poziomie Poziomu Planowania Utrzymania (MPL) lub powyżej dla danego typu CFME i prędkości. Jeśli wartości tarcia pozostają poniżej MPL po usunięciu gumy, mogą być wymagane dodatkowe przejścia czyszczące lub alternatywne metody przywracania.

Badanie tarcia po usunięciu gumy służy również do ustalenia nowej linii bazowej trendu dla oczyszczonej nawierzchni. Wartości tarcia bezpośrednio po czyszczeniu stanowią maksymalne tarcie osiągalne z istniejącej mikrotekstury i makrotekstury nawierzchni. Jeśli ta maksymalna wartość jest poniżej DOL, wskazuje to, że sama nawierzchnia uległa pogorszeniu poza to, co może przywrócić samo usunięcie gumy, i może być wymagane ponowne teksturowanie lub wymiana nawierzchni.

Ponowne teksturowanie

Gdy samo usunięcie gumy jest niewystarczające do przywrócenia tarcia do akceptowalnych poziomów, może być wymagane ponowne teksturowanie powierzchni. Metody ponownego teksturowania obejmują:

Śrutowanie — miotanie stalowego śrutu na powierzchnię nawierzchni w celu usunięcia cienkiej warstwy lepiszcza i odsłonięcia świeżego kruszywa. Proces ten tworzy nową mikroteksturę na odsłoniętych powierzchniach kruszywa.

Szlifowanie diamentowe — użycie diamentowych głowic tnących do usunięcia cienkiej warstwy nawierzchni, tworząc jednolitą teksturę o kontrolowanej głębokości makrotekstury. Ta metoda jest powszechnie stosowana na nawierzchniach betonowych.

Frezowanie — użycie obracającego się bębna z węglikowymi zębami tnącymi do usunięcia górnej warstwy nawierzchni i stworzenia teksturowanej powierzchni. Frezowanie usuwa 10–25 mm warstwy ścieralnej i jest zazwyczaj stosowane, gdy powierzchnia jest mocno wygładzona lub uszkodzona.

Uszczelnienie typu Cape seal — zastosowanie uszczelnienia grysowego (kruszywo zatopione w warstwie lepiszcza asfaltowego) pokrytego uszczelnieniem zawiesinowym, zapewniające zarówno odnowioną mikroteksturę, jak i makroteksturę.

Inspekcja wizualna a badanie tarcia

Istnieje kluczowe rozróżnienie między wizualną inspekcją stanu nawierzchni a ilościowym badaniem tarcia. Te dwie metody oceny pełnią komplementarne, ale zasadniczo różne role w zarządzaniu utrzymaniem nawierzchni lotniskowych.

Co zapewnia każda metoda

Inspekcja wizualna — przeprowadzana przy użyciu systemów takich jak TarmacView lub poprzez ręczną inspekcję przez przeszkolony personel — zapewnia ocenę stanu nawierzchni obejmującą: identyfikację i klasyfikację uszkodzeń nawierzchni (pęknięcia, wyboje, koleiny, wycieki lepiszcza, spęcznienia), ocenę zasięgu i grubości osadów gumy, ocenę polerowania kruszywa (utrata mikrotekstury), pomiar głębokości makrotekstury, wykrywanie zanieczyszczeń paliwem/olejem, identyfikację wad drenażu i miejsc zalegania wody oraz ocenę stanu strukturalnego.

Badanie tarcia — przeprowadzane przy użyciu CFME — zapewnia: ilościowe wartości współczynnika tarcia (Mu) na całej długości drogi startowej, średnie tarcia dla poszczególnych segmentów identyfikujące zlokalizowane deficyty, charakterystyki tarcia zależne od prędkości (gradient prędkości), trendy pogarszania się tarcia w czasie, weryfikację skuteczności usuwania gumy oraz certyfikację nowych nawierzchni spełniających cele projektowe.

Dlaczego inspekcja wizualna nie może zastąpić badania tarcia

Współczynnik tarcia nie może być oszacowany na podstawie wyglądu wizualnego. Nawierzchnia, która wydaje się szorstka i teksturowana, może mieć niewystarczającą mikroteksturę, aby zapewnić przyczepność, gdy jest mokra. Odwrotnie, nawierzchnia, która wydaje się gładka, może mieć doskonałą makroteksturę zapewniającą odpowiednie tarcie na mokro. Zależność między wyglądem wizualnym a rzeczywistą wydajnością tarcia jest złożona i nieliniowa, na co wpływają czynniki, których nie można ocenić wizualnie: skład mineralogiczny kruszyw (determinujący zachowanie mikrotekstury), grubość warstwy lepiszcza pokrywającej ziarna kruszywa, obecność niewidocznych zanieczyszczeń (mikroskopijne filmy gumowe, pozostałości oleju) oraz rzeczywista zdolność drenażowa makrotekstury przy prędkościach operacyjnych.

Wymagania ICAO wymagają obu metod. Załącznik 14, Rozdział 10 wymaga regularnych inspekcji w celu identyfikacji zmian stanu nawierzchni ORAZ okresowych pomiarów tarcia do oceny ilościowej. Program inspekcji musi obejmować zarówno strukturalne, jak i funkcjonalne pogorszenie nawierzchni. Pomiar tarcia dotyczy wydajności funkcjonalnej, podczas gdy inspekcja wizualna obejmuje zarówno stan strukturalny, jak i funkcjonalny.

Podejście TarmacView

TarmacView zapewnia wizualną ocenę jakości nawierzchni, która uzupełnia badanie tarcia CFME. System TarmacView rejestruje obrazy nawierzchni drogi startowej w wysokiej rozdzielczości, przetwarza je przy użyciu zaawansowanych algorytmów wizji komputerowej i uczenia maszynowego, a następnie generuje ilościowe oceny stanu nawierzchni, w tym: mapowanie osadów gumy pokazujące zasięg i nasilenie gromadzenia się gumy na całej powierzchni drogi startowej, ocenę makrotekstury na podstawie analizy tekstury obrazu, wykrywanie polerowania kruszywa identyfikujące obszary, w których utracono mikroteksturę, klasyfikację i mapowanie uszkodzeń nawierzchni oraz analizę trendów pogorszenia z powtarzanych pomiarów.

System TarmacView może identyfikować obszary, w których należy priorytetowo przeprowadzić badanie tarcia — na przykład strefy z dużym nagromadzeniem gumy, widocznym polerowaniem kruszywa lub problemami z drenażem stojącej wody. Zapewnia również sposób monitorowania skuteczności usuwania gumy i innych naprawczych działań utrzymaniowych między cyklami badań tarcia.

Zalecanym podejściem jest połączony program oceny: regularne inspekcje wizualne (codziennie, co tydzień) przy użyciu TarmacView do monitorowania stanu nawierzchni i analizy trendów, okresowe badanie tarcia (co miesiąc do co roku w zależności od natężenia ruchu) do ilościowego pomiaru wartości Mu oraz ukierunkowane badanie tarcia po wizualnej identyfikacji konkretnego pogorszenia nawierzchni lub po naprawczych działaniach utrzymaniowych.

Badanie tarcia dla nowych i zrehabilitowanych dróg startowych

Odbiorcze badanie tarcia jest kluczowym wymogiem dla projektów budowy nowych dróg startowych i rehabilitacji. Badanie potwierdza, że ukończona nawierzchnia spełnia Docelowy Poziom Projektowy (DOL) przed dopuszczeniem drogi startowej do operacji statków powietrznych.

Termin badania odbiorczego

Odbiorcze badanie tarcia powinno być przeprowadzone po zakończeniu wszystkich prac budowlanych i po osiągnięciu przez nawierzchnię odpowiedniego czasu pielęgnacji. Dla nawierzchni asfaltowych oznacza to zazwyczaj odczekanie co najmniej 30 dni od ułożenia, aby lepiszcze w pełni stwardniało, a wszelkie oleje powierzchniowe lub pozostałości budowlane zostały usunięte przez ruch lub czyszczenie. Dla nawierzchni betonowych czas pielęgnacji zależy od składu mieszanki betonowej i warunków otoczenia, ale wynosi zazwyczaj minimum 28 dni.

Nawierzchnia musi być dokładnie oczyszczona przed badaniem odbiorczym. Wszelkie gruzy budowlane, pył, środki pielęgnacyjne i luźny materiał muszą być usunięte. Badanie należy przeprowadzić na suchej nawierzchni z systemem samozwilżającym CFME zapewniającym kontrolowaną głębokość wody 1 mm. Badanie można przeprowadzić na naturalnie mokrej nawierzchni, jeśli opady deszczu zapewniają równomierne pokrycie wodą całej drogi startowej, jednak samozwilżanie jest preferowane dla spójności.

Specyfikacje badania dla nowych dróg startowych

Nowe nawierzchnie dróg startowych muszą wykazywać wartości tarcia na poziomie DOL lub powyżej na całej długości i szerokości nawierzchni. Konkretny DOL jest określany przez krajową władzę lotniczą w oparciu o typ CFME i prędkość badania. Na przykład:

Jeśli jakikolwiek segment 150-metrowy nowej drogi startowej nie spełnia DOL, należy zbadać przyczynę. Możliwe przyczyny obejmują: niewystarczające zagęszczenie lub zawartość lepiszcza w nawierzchniach asfaltowych, niewystarczającą głębokość rowkowania lub nieprawidłowe odstępy między rowkami, polerowanie kruszywa podczas ruchu budowlanego lub wczesnych operacji, zanieczyszczenie materiałami budowlanymi lub sprzętem albo obecność wilgoci powierzchniowej, środków pielęgnacyjnych lub filmów lepiszcza.

Specyfikacje badania dla zrehabilitowanych dróg startowych

Dla nawierzchni zrehabilitowanych (nakładki, rowkowanie, zastosowanie PFC) wymogiem odbiorczym jest zazwyczaj, aby wartości tarcia spełniały lub przekraczały DOL. Jednak w przypadku nawierzchni, w których struktura nawierzchni nie jest wymieniana — takich jak usuwanie gumy, a następnie ponowne teksturowanie — kryterium odbiorcze stanowi przywrócenie wartości tarcia powyżej MPL. Osiągnięcie DOL może nie być możliwe na starzejącej się nawierzchni, gdzie mikrotekstura kruszywa została trwale utracona w wyniku polerowania, nawet po usunięciu gumy i ponownym teksturowaniu.

Podsumowanie

Badanie tarcia nawierzchni drogi startowej jest obowiązkowym, krytycznym dla bezpieczeństwa elementem programów utrzymania nawierzchni lotniskowych na całym świecie. Badanie zapewnia ilościowy pomiar współczynnika tarcia między standardową oponą pomiarową a nawierzchnią drogi startowej w kontrolowanych mokrych warunkach, umożliwiając zarządcom lotnisk wykrywanie pogorszenia, planowanie utrzymania, weryfikację przywrócenia oraz zgodność z wymaganiami Załącznika 14 ICAO.

Kluczowe elementy kompleksowego programu zarządzania tarciem nawierzchni drogi startowej obejmują: wybór i utrzymanie zatwierdzonego CFME odpowiedniego dla wymogów operacyjnych lotniska, ustalenie częstotliwości badań w oparciu o wielkość ruchu statków powietrznych, konsekwentne stosowanie znormalizowanych procedur badawczych (95 km/h, 1 mm głębokość wody, trzy pasy podłużne), monitorowanie trendów tarcia w odniesieniu do ustalonych progów (DOL, MPL, MFL), korelację danych o tarciu z wizualnymi ocenami stanu nawierzchni, planowanie i weryfikację usuwania gumy i ponownego teksturowania oraz dokumentowanie i przechowywanie wszystkich zapisów badań tarcia.

Komplementarność inspekcji wizualnej — takiej jak ta zapewniana przez zaawansowaną platformę obrazowania i analizy TarmacView — z ilościowym badaniem tarcia CFME zapewnia najbardziej kompleksowe podejście do zarządzania bezpieczeństwem nawierzchni drogi startowej, gwarantując, że zarówno obserwowalny stan, jak i funkcjonalna wydajność tarcia drogi startowej są utrzymywane na akceptowalnych poziomach przez cały okres eksploatacji nawierzchni. +++