Villaägare Företag Infrastruktur Om oss 010 14 550 15

Flygplatser

Stabilisering av betongplattor på flygplats

Utmaning

Plattorna på taxibanor vid en större flygplats i Storbritannien hade sjunkit upp till 50 mm på grund av svag undergrund och vatteninträngning, vilket skapade säkerhetsrisker och krävde snabb åtgärd.

Lösning

Geobear injekrade geopolymer under 392 m² plattor, återställde nivåtoleranser, uppnådde >1 MPa tryckhållfasthet och minskade koldioxidutsläppen med 46 % — allt under nattskift utan driftstörningar.

50 mm

Upp till 50 mm sättning har återställts till 0 mm.

27 år

designlivslängd verifierad under cyklisk flygplansbelastning

46%

lägre CO₂ jämfört med cementbaserad injektering

Bakgrund

På en av Storbritanniens mest trafikerade flygplatser hade flera flygfältsplattor sjunkit kraftigt på grund av en kombination av svaga underliggande jordar och erosion relaterad till dränering. I vissa områden nådde sättningen 50 mm, vilket skapade nivåskillnader vid plattkanter och utgjorde risker för flygplansrörelser mellan banor och uppställningsplatser.

Snabb åtgärd krävdes. Traditionella reparationsmetoder, lyftning av plattor med cementbaserad injektering eller fullständig plattrekonstruktion, avvisades eftersom:

  • Cementbaserad injektering skulle kräva stora materialvolymer, lång härdningstid och medföra risk för läckage i kritisk dräneringsinfrastruktur.

  • Fullständig rekonstruktion skulle innebära veckor av avstängning och betydande störningar i flygfältsdriften.

  • En snabbare och mer hållbar lösning krävdes.

Utmaning

 

Flygplats diagram Geobear

 

 

 

 

Projektet presenterade tre stora utmaningar:

  • Variabla sättningsförhållanden: Fyra plattblock längs taxibanans olika delar uppvisade varierande grad och riktning på sättningar, från 5 mm till 50 mm. Sättningen var koncentrerad vid plattkanter där fogmassan hade släppt och tillåtit vatteninträngning. Tillsammans med dynamiska belastningar från flygplanshjul hade detta lett till underlagsjordspumpning och erosion.

  • Operativa begränsningar: Arbetet behövde genomföras utan att störa flygplatsens drift. Metoden måste rymmas inom korta nattliga arbetspass, med återöppning av plattorna för flygtrafik följande morgon.

  • Designkrav: Kunden specificerade att materialet måste:

    • Återställa plattorna i nivå med angränsande beläggning.

    • Ge en tryckhållfasthet >1 MPa.

    • Leverera en livslängd på minst 25 år under cyklisk belastning från flygplan.

Dessa krav uteslöt cementbaserad injektering och krävde en design som kunde kombinera effektiv lyftning, strukturell styrka och långvarig hållbarhet.

Exakt och effektivt — Geobear återställde nivåer på flygplatsplattor över natten, återupprättade säkerhet och styrka utan någon störning av verksamheten.

Lösningar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

geobear design

A: Hjulens kontaktområde.
a, b, c, d: modellkoefficienter.
σ: applicerad vertikal spänning på geopolymeren.
s: geopolymerens tryckhållfasthet.
Na: antal applicerade belastningscykler.
P: flygplanshjulsbelastning.
IF: påverkansfaktor för att ta hänsyn till hjulbelastningens dynamik, typiskt värde 1,5 för taxiande flygplan.
H: plattans tjocklek.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Injiceringsdesign

  • Ett 1,5 m rutnät av injiceringspunkter borrades över de påverkade plattorna, till ett djup av 30 mm under plattans bottennivå.

  • Injiceringsrör (12 mm) installerades och tätades.

  • Kontrollerad injicering påbörjades, med precisionslaserövervakning med noggrannhet på 0,5 mm, vilket säkerställde att plattorna lyftes tillbaka till toleranser utan överlyft.

 

Utförande

  • Arbetet utfördes under 7 nattpass över 10 dagar och omfattade 392 m² av körbanan.

  • Under injiceringen expanderade hartset upp till 40 gånger sin volym, försköt vatten, fyllde håligheter och återställde plattornas stöd.

  • Snabb härdning (sekunder till minuter) säkerställde att plattorna kunde trafikeras omedelbart efter behandling, utan någon härdningstid.

  • Geopolymer användes för att säkerställa att plattorna lyftes till önskad nivå.

Geobears ingenjörsteam genomförde en noggrann analys av tre olika geopolymerformuleringar för att fastställa den optimala balansen mellan lyftkapacitet, tryckhållfasthet och livslängd.

  • Type I-geopolymer gav maximal expansion och hög lyfteffektivitet, men otillräcklig tryckhållfasthet.

  • Type III-geopolymer gav högsta tryckhållfasthet och en beräknad livslängd på över 60 år, men låg lyfteffektivitet, vilket krävde mer material.

  • Type II-geopolymer (vald för behandlingen) erbjöd den bästa balansen — med en beräknad livslängd på 27 år, tillräcklig styrka för cyklisk belastning från flygplan och effektiv lyftprestanda.

Geopolymerens livslängd beräknades med Geobear Design Life Model (GDL), se Ekvation 1, baserad på omfattande laboratorietester med cyklisk belastning och anpassad till Geobears geopolymrar. Beräkningen krävde uppskattning av den vertikala spänning som genereras i geopolymeren av flygplanslasten, vilket gjordes med den förenklade metoden Pyramid Load Distribution (PLD), se Ekvation 2, med data från Jacobs och HAL om flygplansbelastning och belastningsfrekvens. Beräkningarna visade att Type III-geopolymrar hade en livslängd över 60 år, följt av 27 år för Type II och 12 år för Type I.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Belastningsstörning Geobear

Baserat på analysen drogs slutsatsen att typ II-geopolymer skulle ge den mest kostnadseffektiva och optimala designen eftersom den uppfyller alla kundens krav samtidigt som den har hög lyftkapacitet. Typ I-geopolymer skulle ge maximal lyftkapacitet, men kan inte erbjuda tillräcklig tryckhållfasthet och livslängd.

Å andra sidan skulle typ III-geopolymer ha maximal tryckhållfasthet och livslängd men med låg lyftkapacitet. Därför verkar typ II ge en välbalanserad design som erbjuder tillräcklig tryckhållfasthet och livslängd samtidigt som hög lyftkapacitet bibehålls, och den valdes därför för denna tillämpning.


 

 

Geobear flygplats före injektering

Före injektering

Geobear flygplats efter injektering

Efter injektering

Resultat

Projektet lyckades återställa och stabilisera alla påverkade plattor:

Sättning korrigerad: Plattor med upp till 50 mm nivåskillnader återställdes till 0 mm (före/efter laserövervakning verifierad).

Strukturell prestanda: Hartset uppnådde tryckhållfasthet >1 MPa, validerad enligt testning mot BS EN 826.

Livslängd: Geobears modell för designlivslängd (GDL), baserad på cyklisk belastning från flygplan, bekräftade 27 års livslängd för den valda geopolymeren.

Koldioxidbesparing: Jämfört med cementbaserad injicering uppnåddes 46 % lägre koldioxidavtryck (KLH 2018). Jämfört med byte av plattor blev besparingen ännu större tack vare undviket betong- och schaktarbeten.

Minimal störning: Allt arbete utfördes under nattpass utan påverkan på flygplatsens trafik.

Redo att diskutera ditt projekt?

Kontakta vårt expertteam idag och upptäck hur Geobear kan förlänga livslängden på dina kritiska infrastrukturprojekt.

Kontakta oss
Bear pointing Bear pointing