Математичне моделювання та методи підбору складу пористого цементобетону

Опубліковано:
Номер: Випуск 26(2022)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 108–123
Ключові слова: аеродром, вода, дренаж, математична модель, морозостійкість, пористий цементобетон, система управління, фільтрація
Як цитувати статтю: Гамеляк І. П., Рутковська І. А., Філіщук М. М. Математичне моделювання та методи підбору складу пористого цементобетону. Дороги і мости. Київ, 2022. Вип. 26. С. 108–123.
Як цитувати статтю (references): Ihor Gameliak, Inessa Rutkovska, Mariia Filishchuk. Mathematical modeling and methods of selection of porous cement concrete composition. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2022. Iss. 26. P. 108–123 [in Ukrainian]

Автори

Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-9246-7561
Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-7832-4222
Державне підприємство «Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П. Шульгіна (ДП «ДерждорНДІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-0195-1006

Анотація

Вступ. У сучасних умовах в системі авіаційної безпеки важливе значення займають будівництво та експлуатація елементів аеродрому: злітно-посадкової смуги (ЗПС), руліжних доріжок (РД), місць стоянок (МС) тощо, що відповідають вимогам нормативних документів і сучасним методам виконання дорожніх робіт. З метою забезпечення безпечних умов для посадки повітряних суден (ПС) на злітно-посадкову смугу під час злив і проливних дощів варто використовувати пористий цементобетон в якості верхнього шару покриття, що в подальшому зменшить гідропланування.

Проблематика. У зв’язку із великою кількістю авіакатастроф і викочувань ПС за межі ЗПС, однією з причин яких може бути незабезпечення своєчасного та ефективного видалення води з поверхні покриття під час поганих погодних умов (зокрема, гроз, злив та снігопадів) виникає необхідність удосконалення існуючих конструкцій аеродромних покриттів або розроблення нових технологій з метою покращення їх дренажних функцій і, відповідно, безпеки зльоту/посадки ПС. Використання сучасних конструкцій аеродромних покриттів з пористого цементобетону, що мають дренуючі властивості є одним із шляхів вирішення цієї проблеми.

Мета. Математичне моделювання складу пористого цементобетону та удосконалення конструкцій аеродрому шляхом його використання для забезпечення безпечних умов для зльоту/посадки та рулювання повітряних суден на ЗПС.

Матеріали та методи. У роботі проаналізовано наукову на нормативну літературу, а саме монографії, нормативну базу, методичні вказівки та рекомендацій, що встановлюють вимоги до підбору складу цементобетону, з метою використання накопиченого досвіду при проєктуванні складу пористого цементобетону для будівництва елементів аеродрому та їх експлуатації.

Результати. Встановлено доцільність використання різних методів проєктування та підбору складу пористого цементобетону.

Висновки. Проведений огляд та аналіз літератури показав, що з метою отримання виробів і конструкцій із заданими властивостями найбільш доцільним є використання декількох методів одночасно при проєктуванні та підборі складу пористого цементобетону. Відзначено переваги використання декількох методів одночасно, а саме: зменшення часу на обробку інформації, підвищення якості суміші, відкритість моделі до коригування, полегшення аналізу та порівняння показників математичного моделювання і лабораторних випробувань.

Посилання

  1. Merighi J.V., Fortes R., Bandeira A.А. Study of the concept of porous concrete for use on airport runways. URL: https://www.researchgate.net/publication/228655471_Study_of_the_concept_of_porous_concrete_for_use_on_airport_runways (дата звернення: 11.12.2021).
  2. Методичні рекомендації для суб’єктів авіаційної діяльності щодо попередження викочування повітряних суден за межі ЗПС / Державна авіаційні служба України. URL: https://avia.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Metodychni-rekomendatsiyi.pdf (дата звернення: 25.01.2022).
  3. Сизова Н.Д., Михеев И.А. Математическое моделирование процесса проектирования состава бетона. URL: https://kn-it.info/wp-content/uploads/2018/06/2010-2.pdf (дата звернення: 25.11.2021).
  4. Дворкин О.Л., Дворкин Л.И., Горячих М.В., Шмигальский В.Н. Проектирование и анализ эффективности составов бетона: монография. Ровно, 2008. 178 с.
  5. Галицков С.Я., Галицков К.С. Структурный синтез обобщенной математической модели производства ячеистого бетона. Успехи современного естествознания. Москва, 2007. Вип. 11. С. 39–40.
  6. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: «Наука», 1976. 389 C.
  7. Гамеляк І.П., Шургая А.Г., Якименко Я.Н., Чиженко Н.П. Математичні моделі властивостей високоміцних цементобетонів для дорожнього будівництва. Збірник наукових праць УкрДУЗТ. Харків, 2017. Вип.169. С. 103–110.
  8. Jacobs, MMJ, Stet, MJA & Molenaar, AAA, 2002. A decision model for the use of polymer-modified binders in asphalt concrete for airfields. 2002 Federal Aviation Administration Airport Technology Transfer Conference, 5–8 May 2002, Atlantic City, New Jersey, USA.
  9. S.W. Megasari, G.Yanti* and Z.Zainuri. Research studies on composition of porous concrete on the sidewalk. The 5th International Seminar on Sustainable Urban Development. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 737 (2021). P. 1-6.
  10. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Проектирование составов бетона с заданными свойствами. РГТУ. Ровно, 1999. 202 с.
  11. Гамеляк І.П., Дмитриченко А.М. Математична модель оцінки ефективності використання високоміцного цементобетону для дорожніх та аеродромних покриттів. Автошляховик України. Київ, 2015. Вип. 1-2. С. 75–80.
  12. Dr Brian Shackel. The design, construction and evaluation of permeable pavements in Australia. 24th ARRB Conference – Building on 50 years of road and transport research, Melbourne. Australia, 2010.
  13. As 1289.3.6.1-2009 Methods of Testing Soils for Engineering Purposes Soil Classification Tests – Determination of the particle size distribution of a soil – Standard method of analysis by sieving. Australia, 2009. 13 p.
  14. Гамеляк І.П., Шургая А.Г., Якименко Я.М., Місько А.В., Гужевський О.І., Караманчук В.Л. Дренуючий цементобетон для гідротехнічного, дорожнього та аеродромного будівництва. Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Київ, 2021. Вип. 109. С. 88–102.
  15. A.D. Limantara, S. Winarto, E. Gardjito, B. Subiyanto, D. Raharjo, A. Santoso, H.L. Sudarmanto1 and S.W. Mudjanarko, Optimization of Standard Mix Design of Porous Paving Coconut Fiber and Shell for the Parking Area.
  16. Standar Nasional Indonesia – SNI 03-0961-1996. 6 p.
  17. L. Hanta and A. Makmur. Studi eksperimental pengaruh bentuk agregat terhadap nilai porositas dalam campuran beton berpori pada aplikasi jalur pejalan kaki. 2015. 10 p.
  18. S. Mohammed, B. Mohamed, Y. Ammar. Pervious Concrete: Mix Design, Properties and Applications. RILEM Technical Letters (2016) 1: P. 109–115.
  19. Georgia stormwater management manual. USA, Georgia, 2016. 1038 p.