Čo je drážkovanie dráhy?

Čo je drážkovanie

Drážkovanie dráhy je rezanie úzkych priečnych drážok do povrchu dráhy. Priečna drážka vedie kolmo na smer pristávania a vzletu. Drážky dávajú vode pod valiacou sa pneumatikou krátku cestu na únik. Pokyn ICAO Annex 14 uvádza, že hlavným účelom drážkovania je zlepšiť odvodnenie povrchu a že drážky skracujú cestu odvodnenia. Hlavnú prácu pri odvodnení vykonáva priečny sklon dráhy. Drážky ho dopĺňajú.

Annex 14 a EASA používajú aj slovo „scored“. Drážkovaný alebo rýhovaný povrch má drážky vyrezané alebo vytvorené. Táto stránka používa slovo „drážkovaný“.

Prečo sa dráhy drážkujú

Od prvých prúdových lietadiel je brzdenie na mokrej dráhe bezpečnostným problémom. FAA uvádza, že ťažké lietadlá a vysoké pristávacie rýchlosti urobili z brzdenia na mokro významný bezpečnostný faktor. Drážkovanie vzniklo na základe dvoch štúdií. NASA vo výskumnom centre Langley ju dokončila v roku 1968. Technické centrum FAA dokončilo druhú v roku 1983 v Lakehurste. Obe zistili, že husto rozmiestnené priečne drážky dávajú vysoké trenie na mokrom povrchu, pretože dažďová voda uniká spod pneumatík pristávajúceho lietadla.

Aquaplaning je strata kontaktu medzi pneumatikou a mokrým povrchom. NASA ho opísala v roku 1963. Tlak vody pod pneumatikou rastie s druhou mocninou pozemnej rýchlosti. Pri kritickej rýchlosti voda nadvihne pneumatiku nad povrch. Pre pneumatiku s tlakom p psi NASA udáva rýchlosť aquaplaningu 9-násobok druhej odmocniny z p, v uzloch. Pneumatika pri 100 psi dáva 90 uzlov. Vzorec predpokladá, že voda je hlbšia ako drážky dezénu. ICAO uvádza, že cieľom odvodnenia povrchu je minimalizovať hĺbku vody na povrchu a že drážky skracujú cestu odvodnenia.

FAA označuje dve vlastnosti mokrého povrchu dráhy. Mikrotextúra je jemná drsnosť jednotlivých zŕn kameniva. Pomáha pneumatike prerážať tenký vodný film, ktorý zostáva. Makrotextúra je viditeľná drsnosť povrchu ako celku. Jej hlavnou funkciou je dať vode cesty na únik spod pneumatík a na význame rastie s rýchlosťou. FAA uvádza, že obe vlastnosti sú nevyhnutné.

Textúra a drážky

ICAO opisuje odvodnenie povrchu ako funkciu jeho textúry a drážkovania. Makrotextúru triedi od A po E podľa stupnice ESDU 71026:

Drážkovanie ktoréhokoľvek z týchto povrchov zlepšuje dynamické odvodnenie. Účinok závisí od veľkosti drážok a od medzery medzi nimi. ICAO uvádza, že kredit pre výkonnosť lietadla sa priznáva drážkovaným alebo dráham s poréznou protišmykovou vrstvou, ktorých návrh, konštrukcia a údržba spĺňajú kritériá, ktoré štát akceptuje. Pre letiská s intenzívnym alebo prudkým dažďom ICAO odporúča zvážiť drážkované vozovky triedy E.

Štandardná drážka FAA

Štandardná drážka FAA je hlboká 1/4 palca (6 mm) a široká 1/4 palca (6 mm). Rozstup je 1-1/2 palca (38 mm) od osi k osi. Drážky sú súvislé po celej dĺžke dráhy a kolmé na smer prevádzky lietadiel. Zastavujú sa asi 3 m (10 ft) pred okrajom vozovky, aby zostal priestor pre stroj.

Položka P-621 stanovuje akceptačnú skúšku. Aspoň 90 percent drážok musí mať hĺbku a šírku aspoň 3/16 palca (5 mm). Aspoň 60 percent musí mať aspoň 1/4 palca. Najviac 10 percent môže presiahnuť 5/16 palca (8 mm). V betóne zostávajú drážky 3 až 9 palcov (8 až 23 cm) od priečnej škáry. Zostávajú 6 až 18 palcov (150 mm až 0,5 m) od zapustených návestidiel dráhy. Tam, kde káble osvetlenia ležia vo vozovke, stroj neprerezáva pozdĺžne ani šikmé rezné zárezy.

Na križovatke dvoch dráh sa drážkuje celá dĺžka primárnej dráhy. Sekundárna dráha sa reže v stupňovitom vzore. Vysokorýchlostné a šikmé výjazdové rolovacie dráhy dostávajú tiež stupňovitý vzor. Začína pri vystupujúcom okraji vozovky a nie je širší ako 40 palcov (102 cm).

Smer drážok

Na dráhe drážky vedú naprieč smeru jazdy. Annex 14 a CS ADR-DSN.B.090 odporúčajú, aby drážky ležali kolmo na os dráhy, alebo rovnobežne s nekolmými priečnymi škárami, ak existujú. FAA žiada drážky, ktoré sú súvislé po celej dĺžke dráhy a kolmé na smer pristávania a vzletu.

Tieto pravidlá pre dráhy sa týkajú len priečnych drážok. Pozdĺžne drážky sa vyskytujú pri cestnej praxi (pozri Drážkovanie ciest).

Kde sa vyžaduje

ICAO a EASA rozmery drážok neuvádzajú. Annex 14 a CS ADR-DSN.B.090 odporúčajú, aby mal nový povrch priemernú hĺbku makrotextúry aspoň 1,0 mm. Odporúčajú, aby drážky ležali kolmo na os dráhy.

FAA je konkrétnejšie. AC 150/5300-13B uvádza, že drážkovanie alebo iná úprava trenia sa má zabezpečiť na primárnych a sekundárnych dráhach na letiskách komerčnej dopravy a na dráhach obsluhujúcich prúdové lietadlá. Pre vysokorýchlostné rolovacie dráhy dáva rovnakú radu ako odporúčanú prax. AC 150/5320-12C označuje drážkovanie dráh pre prúdové lietadlá za prácu s vysokou prioritou z hľadiska bezpečnosti. Tučne vyznačené položky v jeho odseku 2-21 sú povinné pri projektoch financovaných federálne.

Pre ostatné dráhy AC uvádza faktory, ktoré treba zvážiť:

• história nehôd a incidentov spojených s aquaplaningom
• ako často je dráha mokrá, podľa ročných úhrnov zrážok a intenzity
• sklony, rovné plochy, depresie a iné prvky, ktoré bránia odtoku vody
• kvalita textúry povrchu vrátane vyleštené kameniva a nánosov nečistôt
• pevnosť a stav vozovky dráhy

Ako sa drážky vyrábajú

Drážky v asfalte sa režú diamantovými kotúčmi. FAA uvádza, že drážky v horúcej asfaltovej zmesi sa musia rezať pílou, a to v novej aj v existujúcej vozovke. Drážky v betóne sa môžu rezať alebo vytvárať. V čerstvom betóne vytvára drážky vibračná rebrovaná doska alebo rebrovaný valec, kým je betón plastický. Valec nedosahuje vždy plnú hĺbku 1/4 palca.

Vozovka musí byť vhodná na drážkovanie. Nerovnosti, poklesnuté oblasti, poklesnuté škáry a silno popraskané alebo odlupujúce sa plochy sa opravia ako prvé. Ak povrch alebo pevnosť nie je vhodná, najprv prichádza obalová vrstva. Pri asfalte FAA uvádza ďalšie faktory, ktoré určujú, ako dlho drážky zostanú účinné. Sú to najvyššia teplota povrchu, tlak pneumatík, ako často lietadlá brzdia v danom úseku, zmes a kamenivo.

Nová vozovka pred drážkovaním vytvrdzuje 30 dní, pokiaľ sa drážky nepreukážu ako stabilné. Stroj je samohybný a má vákuové zariadenie na odsávanie kalu. Dodávateľ najprv odfrézuje kontrolný pás. Odpad sa nesmie dostať do dažďovej kanalizácie. FAA žiada čistenie počas celej práce, pretože odpad ponechaný na dráhe môže byť pre lietadlá nebezpečný.

Drážkovanie, hrebeňovanie drôtom a porézna protišmyková vrstva

Drážkovanie nie je jediný spôsob, ako dať dráhe textúru odvodnenia. FAA ho odlišuje od dvoch ďalších.

• Hrebeňovanie drôtom a rýhovanie drôtom. Oceľové drôty vytvoria hlbokú textúru v čerstvom betóne. FAA ich nazýva metódy úpravy textúry. Nemôžu nahradiť rezané ani plastické drážky, pretože nezabraňujú aquaplaningu lietadiel.
• Porézna protišmyková vrstva (PFC). Je to asfaltová zmes s otvorenou gradáciou, hrubá 3/4 palca až 1-1/2 palca (25 až 40 mm). Dažďová voda cez ňu odteká na okraj dráhy. Výskum vo Veľkej Británii a v USA zistil, že poskytuje aj dobré trenie. Gumové nánosy môžu zaplniť jej póry. FAA odporúča proti PFC na dráhach s viac ako 91 pristátiami prúdových lietadiel denne na jeden koniec dráhy.

Kontrolný zoznam EASA zahŕňa oba povrchy. Žiada, aby kontrolór overil, že drážky sú otvorené a v rámci svojich konštrukčných limitov, a že porézna protišmyková vrstva odvádza vodu podľa návrhu.

Opotrebovanie a guma

Gumové usadeniny v drážkach znižujú ich účinok a zvyšujú pravdepodobnosť aquaplaningu (AC 150/5380-6C). Guma z pristávajúcich prúdových lietadiel je najtrvácnejšia nečistota. Hromadí sa v zóne dotyku. ICAO dodáva, že guma môže zaplniť textúru a znížiť kapacitu odvodnenia.

Premávka drážky tiež opotrebúva. AC 150/5320-12C uvádza, že prevádzkovateľ má pravidelne merať hĺbku a šírku drážok. Keď je 40 percent drážok 1/8 palca (3 mm) alebo menej na úseku 1 500 stôp (457 m), prevádzkovateľ ich má okamžite obnoviť.

FAA uvádza štyri metódy čistenia gumy a iných nečistôt z dráhy: vysokotlakovú vodu, chemikálie, vysokorýchlostný nárazový prúd a mechanické brúsenie. Uvádza, že výsledok odstránenia gumy nikto nemôže posúdiť okom. Po práci má prevádzkovateľ zmerať trenie. Hodnoty Mu sa majú vrátiť do 10 percent hodnôt na čistej strednej časti dráhy. AC navrhuje frekvenciu odstraňovania podľa počtu pristátí prúdových lietadiel denne na jeden koniec dráhy:

Ak je viac ako 20 percent pristátí lietadlami so širokým trupom, prevádzkovateľ vyberie ďalší vyšší riadok.

Kontrola drážok

Annex 14 uvádza, že drážky treba pravidelne kontrolovať. EASA požaduje, aby kontrola overila, že drážky sú otvorené a v rámci svojich konštrukčných limitov.

Vizuálna kontrola dokáže zaznamenať zhoršenie drážok a kaluže vody. AC 150/5320-12C uvádza, že vizuálne hodnotenie trenia nie je spoľahlivé a že nemôže posúdiť hĺbku makrotextúry. Hĺbku makrotextúry treba merať priamo. TarmacView nemeria hĺbku drážok, ich šírku ani trenie.

Drážkovanie ciest

Cestné správy tiež rezú drážky, aby zvýšili protišmykovosť a znížili nehody pri mokrom počasí. Prehľad literatúry FHWA (FHWA-HRT-14-065) definuje drážkovanie vozovky ako pozdĺžne alebo priečne rezy v povrchu. Jeho hlavným cieľom je zlepšiť odvodnenie a znížiť aquaplaning.

Oba smery majú na cestách iné použitie:

• Pozdĺžne drážky vedú rovnobežne s jazdou. Prehľad uvádza, že najlepšie fungujú pre smerové riadenie vozidla.
• Priečne drážky vedú naprieč jazdou. Sú menej časté, čiastočne preto, že stroje na drážkovanie ľahšie rezú rovnobežné drážky. Najlepšie fungujú tam, kde vozidlá často zastavujú, napríklad na križovatkách a mýtnych staniciach.

Prehľad uvádza hlásené poklesy nehôd pri mokrom počasí medzi 55 a 72 percentami. Upozorňuje, že štúdie nekontrolovali regresiu k priemeru, takže čísla treba brať opatrne. Uvádza tiež možné náklady: viac hluku, rýchlejšie opotrebovanie vozovky a vplyv na riadenie. Na asfalte sa drážky môžu v horúcom počasí a na mladej vozovke opäť zlievať.