Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БАРИШПОЛ
Андрій Іванович
УДК 625.717.02: 625.86.6.510(045)
МЕТОДИ ПРОЕКТУВАННЯ ВОДОВІДВОДУ І ДРЕНАЖУ
АЕРОДРОМНИХ ПОКРИТТІВ З ПІДВИЩЕНОЮ ЕФЕКТИВНІСТЮ ДРЕНУВАННЯ
Спеціальність 05.22.11 - Автомобільні шляхи та аеродроми
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі аеропортів Київського міжнародного університету інженерів цивільної авіації, Міністерство освіти України.
Науковий керівник – кандидат технічних наук, доцент Ципріанович Ігор Володимирович Національний авіаційний університет, доцент кафедри аеропортів
Офіційні опоненти –– доктор технічних наук, професор Савенко В'ячеслав Якович Національний транспортний університет, завідувач кафедрою, експлуатації автомобільних шляхів, кандидат технічних наук, доцент Агєєва Галина Миколаївна "НДІ проектреконструкція", провідний фахівець
Провідна установа – Київський національний університет будівництва і архітектури, кафедра основ і фундаментів, Міністерство освіти і науки України, м.Київ
Захист відбудеться 22.06.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.02 при Українському транспортному університеті за адресою: 01010, Київ, вул. Суворова, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського транспортного університету, 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.
Автореферат розісланий 21.05.2001 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
канд. техн. наук Дзюба О.П
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Надійність і довговічність аеродромів і автомобільних доріг забезпечується належними конструкціями покриттів і земляного полотна, та відповідним їх станом, який в свою чергу, залежить від навантаження, водно-теплового режиму та регіональних природних умов. Фізико-механічні властивості ґрунтів у значній мірі обумовлюються природнокліматичними факторами, одним з яких є атмосферні опади. Волога цих опадів проникає в покриття і їхню природну основу через узбіччя, укоси, шви, тріщини і пори аеродромних і дорожніх покриттів, місця прилягання узбіч до кромки аеродромних споруд проїзної частини автошляхів. В залежності від типу ґрунтів, метеорологічних і гідрогеологічних факторів вплив цієї вологи може бути вирішальним для стійкості і міцності дорожньої конструкції в цілому. Тому виникає нагальна наукова і практична необхідність шляхом поліпшення водно-теплового режиму природної основи досягти підвищення загальної міцності земляного полотна, а зокрема ґрунтів активної зони, які є природною основою для покриттів, та тим самим, домогтися поліпшення їх опору розрахунковим навантаженням і, як наслідок, покращити показники експлуатаційної надійності і довговічності покриттів аеродромів та автомобільних шляхів (доріг).
Робота здійснювалась відповідно до міжгалузевої науково-технічної програми Міністерства освіти і науки України: “Розробка та створення сучасних засобів, матеріалів і ресурсозберігаючих технологій для підвищення ефективності експлуатації цивільної та військової авіації України”. Особистий внесок автора полягає в розробці методів гідравлічного розрахунку водопроникних аеродромних покриттів, методу розрахунку часу осушення дренажного шару покриття з урахуванням нестаціонарності режиму фільтрації, що дає можливість обґрунтовано скоротити матеріальні затрати при будівництві, та збільшити між ремонтний термін роботи цих покриттів.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування нових конструкцій водопроникних аеродромних покриттів та методів їх гідравлічного розрахунку, які поліпшують водно-тепловий режим умов їх роботи (переважно завдяки їх ефективному дренуванню) та забезпечують більш високий рівень (у порівнянні з традиційними аеродромними покриттями) працездатності, довговічності, надійності, що веде у свою чергу, до підвищення строку їх служби, регулярності та убезпечення польотів.
Для досягнення мети роботи були поставлені наступні задачі:
- проаналізувати причини механічного руйнування покриттів, у зв'язку з їх перезволоженням;
- вивчити механізм руйнування аеродромних покриттів, перезволожених гравітаційною водою під час дії на них літакових навантажень;
- зробити оцінку відвернення аквапланування покриттями з підвищеною ефективністю дренування;
- зробити оцінку технічних та експлуатаційних характеристик асфальтобетонних дренуючих покриттів;
- зробити оцінку міцності та умов роботи водопроникних швів жорстких покриттів;
- розробити математичну модель для розрахунку параметрів дренажної системи водопроникних аеродромних покриттів за умов нестаціонарної фільтрації;
- експериментально перевірити достовірність математичної моделі і відповідність її реальному функціонуванню аеродромних покриттів;
- розробити методику гідравлічного розрахунку водовідвідної та дренажної спроможності водопроникного асфальтобетонного покриття на водопроникній штучній основі, та жорстких покриттів з водопроникними швами;
- формалізувати й автоматизувати розрахунки, які пов'язані з реалізацією математичної моделі й запропонованої методики.
Наукова новизна одержаних результатів:
Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці та впровадженні в практику проектування методів гідравлічного розрахунку аеродромних водопроникних покриттів їх дренажних шарів і методу визначення часу осушення дренажного шару з урахуванням нестаціонарного режиму фільтрації, що дозволяє підвищити достовірність розрахунків та проектувати більш економічні дренажні шари аеродромних та дорожніх покриттів.
Результати даної дисертаційної роботи увійшли у проект глави "Водовідвідні та дренажні системи аеродромів" державних будівельних норм і правил проектування аеродромів цивільної авіації, та були використані при практичному проектуванні і будівництві відрізку автошляху довжиною 200м, шириною 6м, з водопроникним покриттям із бетонних плит ПАГ-14 з водопроникними швами в районі аеропорту "Рощіно", м.Тюмєнь, Росія.
Результати роботи використовуються в учбовому процесі.
Апробація результатів дисертації. Головні положення дисертаційної роботи були представлені на Міжнародних і Українських науково-технічних конференціях: "XVI звітна науково-технічна конференція університету за 1995 рік", Київ, 1996; "Аэродром - 97", Київ, 1997; "Аеропорт - 99", Київ, 1999.
Публікації. За темою дисертації опубліковано чотири статті у наукових фахових виданнях.
Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів і загальних висновків викладених на 166 сторінках машинописного тексту; містить 39 рисунків та 23 таблиці, список використаних джерел і дев'ять додатків.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність, викладені мета і задачі дисертаційної роботи, наукова новизна та практична цінність роботи.
У першому розділі критично аналізується досвід будівництва і експлуатації аеродромних і дорожніх покриттів, з точки зору ефективності їх дренування, а також методів розрахунку їх дренажних шарів.
В результаті аналізу виявлено суттєву роль вологи, яка обумовлена атмосферними опадами, у зволоженні штучних основ і грунтів земляного полотна (в деяких випадках вирішальну), яка викликає виникнення деформацій аеродромної конструкції через зменшення несучої здатності матеріалу штучної основи та грунтів. Встановлено той факт, що головним чинником руйнування аеродромних і дорожніх конструкцій, задовго до проектного терміну, є атмосферна вода, яка перезволожує грунти робочої зони земляного полотна і нерідко насичує собою саме штучне покриття. Розкрито механізм руйнування аеродромних покриттів, перезволожених гравітаційною водою під час дії на них літакових навантажень. Показано, що практично всі аеродромні і дорожні покриття, які проектуються як водонепроникні, під час експлуатації, за досить короткий термін стають водопроникними і здатними пропускати атмосферну вологу в обсязі, який значно перевищує здатність ґрунту земляного полотна до її інфільтрації. У зв`язку з чим ґрунти земляного полотна, як показує практика, більшу частину року знаходяться у перезволоженому стані і відповідно мають несучу здатність значно меншу ніж передбачено проектом.
Як було показано в роботах В.Ф.Бабкова, В.Н.Гайворонського, Н.Б.Золоторя, Н.Б.Корсунського, М.Н.Пузакова, Г.Р.Седергрена, А.Я.Тулаєва, перезволожені аеродромні покриття під дією важких транспортних навантажень швидко руйнуються, головним чином, через їх недостатню дренажну спроможність, яка зумовлюється ефективністю фільтрації води в пористих шарах штучної та природної основи аеродромних покриттів. Фільтрація являє собою складний процес руху води вниз в порах ґрунту під дією сили тяжіння і сил опору, які обумовлюються тертям, в'язкістю рідини і наявністю в порах затиснутого повітря. Цьому питанню присвятили свої роботи А.Ф.Лебедєв, Ю.Д.Соколов, К.Е.Лембке, Л.С.Лейбензон, І.А.Чарний, І.Е.Жирнов, Г.Р.Седергрен, А.Я.Тулаєв, Ю.В.Байбак, Фам Ван Зем, Е.І.Шелопаєв, Г.І.Баренблатт, П.Я.Полубарінова-Кочина, та інші, які розв'язали ряд задач по встановленню кількості, дренажної води, її швидкості, напору, та інших параметрів, але задача по встановленню у явному виді часу часткового або повного осушення дренажного шару в процесі неусталеної фільтрації розглядається вперше у даній дисертації.
Суттєвий внесок у розв'язання проблем конструювання аеродромних і дорожніх покриттів, дослідження їх роботи в різних природних умовах, на важкі транспортні навантаження, поліпшення умов роботи аеродромних і дорожніх споруд внесли відомі вітчизняні вчені: А.І.Білеуш, А.К.Біруля, І.О.Бєлінський, В.В.Мозговий, В.Й.Заворицький, В.Я.Савенко, В.М.Сіденко, І.В.Ципріанович, та закордонні вчені: Г.І.Глушков, Г.Р.Седергрен, Н.Б.Корсунський І.А.Медніков, А.Я.Тулаєв, В.Е.Трігоні, та інші.
Проте, в наукових розробках проблемам дренування аеродромних покриттів відводиться поки ще не належне місце, через що необхідна міцність аеродромного покриття забезпечується головним чином за рахунок збільшення його товщини і міцності, вважаючи, що ґрунти основи завжди знаходяться у задовільному стані (так, як конструкція покриття вважається водонепроникною) і відповідно мають постійні по сезонах механічні характеристики. Такий підхід може бути виправданий лише в випадку, коли покриття протягом багатьох років експлуатації зберігає водонепроникність, але, як показує практика, такі випадки трапляються дуже рідко, тому були запропоновані нові конструкції водопроникних аеродромних покриттів, здатних забезпечити ефективне дренування всього покриття, відвернути аквапланування коліс літаків, перезволоження та руйнівні гідравлічні процеси в самих покриттях та їх штучних і природних основах.
Аналізу переваг і недоліків водопроникних покриттів, розрахунку їх дренажної спроможності присвячуються наступні розділи.
У другому розділі дана оцінка відверненню аквапланування покриттями з підвищеною ефективністю дренування за рахунок зменшення товщини шару води на поверхні покриття підчас атмосферних опадів, завдяки зменшенню довжини відстані стоку. На підставі аналізу робіт М.В.Немчинова, І.О.Бєлінського, В.М.Золотоперого, Д.Стефенсона робиться висновок, що покриття з підвищеною ефективністю дренування значно підвищують безпечність польотів на етапі зльоту та посадки літаків і дають можливість всепогодного використання аеродрому в теплий період року.
Оцінюються технічні та експлуатаційні характеристики існуючих водопроникних асфальтобетонних дренуючих покриттів, які свідчать, що ці покриття цілком спроможні відповідати сучасним вимогам по всім їхнім характеристикам.
З'ясовуються умови роботи швів водопроникних покриттів та оцінюється їх міцність, на підставі чого стверджується, що незаповнені герметиком водопроникні шви збережуть достатню міцність і будуть спроможні поглинати весь обсяг води що надходитиме до них.
В дисертації розглянуті наступні конструкції аеродромних покриттів з підвищеною ефективністю дренування:
Рис. 1 Конструкція асфальтобетонного покриття з підвищеною ефективністю дренування: 1- шар пористої суміші асфальтобетону на модифікованому в'яжучому для дренування атмосферних опадів; 2- шар нетканого матеріалу для відвернення відбитих тріщин та зв`язку з розташованим нижче шаром асфальтобетону 3; 4- піскоцементна основа; 5- фасонне каміння для транспортування поверхневої води; 6- вимостка з асфальтобетону.
Рис. 2 Конструкція асфальтобетонного покриття з підвищеною ефективністю дренування: 1- шар пористої суміші з асфальтобетону на модифікованому в`яжучому для дренування атмосферних опадів; 2- шар з суміші відкритого типу, обробленої бітумом; 3- закромочна дрена; 4- вимостка; 5- протизамулюючий прошарок або гідроізоляція.
Рис. 3 Конструкція аеродромного цементобетонного покриття з водопроникними швами та поперечними водовідвідними каналами: 1- плити покриття, розділені поздовжніми водопроникними швами 2; 3- водовідвідні канали; 4- герметик; 5- штучна піскоцементна основа; 6- випуски води з плит при її скиді на поверхню грунту; 7- вимостка.
Рис. 4 Конструкція аеродромного цементобетонного покриття з водопроникними швами та дренажним шаром відкритого типу з водовідвідним фасонним камінням: 1- плити аеродромного покриття; 2- водопроникні поздовжні шви; 3- дренажний шар; 4- протизамулюючий прошарок або гідроізоляція; 5- фасонне водовідвідне каміння; 6- вимостка; 7- фільтр у вигляді джгута з фільтрових матеріалів (скло-тканина або склосітка та мінеральна вата).
Розроблено гідравлічний розрахунок водовідвідної та дренажної спроможності наведених вище аеродромних покриттів з підвищеною ефектив-ністю дренування. Розрахунок проводиться за схемою зображеною на (рис. 5).
Враховуючи той факт, що головним чином покриття руйнуються під час їхнього знаходження в водонасиченому стані, запропоновано в залежності від дренажної спроможності матеріалу штучної основи визначати час 50% та 100% її осушення, виходячи з цього, вести гідравлічний розрахунок, тобто проектувати параметри дренажної системи.
Дренажний шар аеродромного покриття являє собою пластовий дренаж з нахиленим водоупором і одною водопроникною границею, що визначається закромочною дреною, процес фільтрації завдяки малим гідравлічним градієнтам відповідає струйній моделі руху рідини в пористому середовищі, підпорядковуючись закону Дарсі. Час осушення дренажного шару розраховується з урахуванням нестаціонарності фільтрації (тобто постійного зменшення напору у часі).
Осушення дренажного шару аеродромного покриття реалізується на протязі двох фаз: фази формування депресійної кривої в межах всієї довжини дренажного шару L і п`єзометричних напорів h=const і H=const за час Т1 і фази остаточного виснаження дренажних вод в дренажному шарі за час Т2. При цьому мається на увазі, що осушення дренажного шару реалізується вже після закінчення надходження до нього атмосферних опадів, тобто при відсутності інфільтрації поверхневих вод.
Задачу вирішуємо з умови плоского, одностороннього руху дренажних вод в дренажному шарі аеродромного покриття, описаного відомим диференційним рівнянням неусталеної фільтрації неглибоких ґрунтових потоків, яке було запропоноване Бусінеском.
,
де у - глибина дренажних вод в дренажному шарі в розрахунковому перетині;
Н - п`єзометричний напір;
k - коефіцієнт фільтрації;
t - час фільтрації дренажних вод.
Однозначність рішення забезпечується наступними початковими умовами:
При t = 0 і x = 0 h = hH
При t = 0 і x = L H = iL + Hд
та граничними умовами:
При t = 0 i x = 0 h = hH = const
При t i x = L H = f(t); q = 0 (дН/ду = 0); W = 0.
Для рішення задачі використовувався наближений метод послідовної зміни стаціонарних станів розроблений Ю.Д.Соколовим для підземної галереї.
В результаті інтегрування, математичних перетворень та відповідних підстановок отримано формули за якими можна розраховувати:
Тривалість першої фази осушення дренажного шару
,
Тривалість другої фази осушення дренажного шару
.
Завдяки наведеним рівнянням можна проектувати потужність дренажного шару, ухил дна корита, коефіцієнт фільтрації матеріалу штучної основи.
Час повного осушення дренажного шару аеродромного покриття буде дорівнювати сумі тривалостей першої Т1 і другої Т2 фаз
Т = Т1 + Т2 .
У третьому розділі було проведено перевірку аналітичних викладок шляхом порівняння розрахункових показників з результатами експерименту, що проводився на фізичній моделі аеродромного покриття.
Належна достовірність отриманих експериментальних даних базується на припущенні, що досліджуваний показник часу осушення Т підпорядковано законові розподілу, близькому до нормального, цей метод і був застосований з метою планування експерименту. Для математичної обробки результатів експериментів були застосовані методи регресивного та кореляційного аналізів.
Були перевірені гідравлічні розрахунки усіх розглянутих вище конструкцій та самої неусталеної фільтрації води у дренажному шарі фізичної моделі аеродромного покриття. Розбіжність між теоретичними результатами і даними експерименту не перевищила 11%, що свідчить про задовільну точність запропонованого інженерного методу розрахунку і проектування дренажних шарів аеродромних покриттів.
Експеримент проводився влітку на відкритому майданчику в Києві у фільтраційному лотку, що мав розміри 3Х0,5Х0,2 м. Ухил лотку змінювався за допомогою домкрату, рівень води вимірювався по п'єзометрам, час замірявся секундоміром, вода подавалася відрами, а водопроникний край лотку попередньо закривався герметичною заслінкою, таким чином досягалось 100% наповнення лотка водою.
Було випробувано три типи дренажного матеріалу –пісок з К- 8м/добу, жорства –К-20000м/добу, щебінь К-40000м/добу, при ухилах лотку 0,01, 0,013, 0,015, та при потужності дренажного шару 0,1м 0,15м, 0,2м, а також перевірені водовідвідні властивості чотирьох водопроникних конструкцій. На підставі загальноприйнятих методів планування експерименту було встановлено що для отримання достовірних даних необхідно проводити не менше п'яти дослідів для кожного типу випробування. Всього було проведено понад 100 дослідів.
Рис. 6. Схема дослідної установки для дослідження функціонування цементобетонного покриття з водопроникними швами: 1- металевий лоток; 2- трубчастий канал; 3- бетонна плита; 4- водопроникний шов; 5- водонепроникне заповнення шва; 6- штучна основа.
За даними експерименту були отримань наступні залежності часу осушення дренажного шару від його потужності та гідравлічного градієнту і порівняні з теоретичними.
Рис. 7. Залежність тривалості формування кривої депресії Т1 від ухилу дна корита (лотка) І: 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Рис. 8. Залежність тривалості 50% осушення дренажного шару Т=Т1+Т50 від ухилу дна корита (лотка) І: 1- за даними розрахунку;2- за даними експерименту.
Рис. 9. Залежність тривалості 100% виснаження дренажного шару Т100 від ухилу дна корита (лотка) І: 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Рис. 10. Залежність тривалості формування кривої депресії Т1 від потужності дренажного шару hд: 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Рис. 11. Залежність тривалості 50% осушення дренажного шару Т=Т1+Т50 від потужності дренажного шару hд: 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Рис. 12. Залежність тривалості 100% виснаження дренажного шару Т від потужності дренажного шару hд: 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Під час експериментів встановлювались граничні величини потрібних водопроникної здатності швів (Qш) та мінімальної ширини шву (Сmin), як шляхом зміни сили дощу (D) за допомогою регулювальної дощувальної насадки, так і за допомогою зміни ширини шва. Отримані наступні залежності:
Рис. 13. Залежність пропускної здатності водопроникного шва (Qш) від ухилу покриття (І): 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
Рис. 14. Залежність потрібної мінімальної ширини водопроникного шва (Сmin) від сили дощу (D): 1- за даними розрахунку; 2- за даними експерименту.
У четвертому розділі окреслено області використання досліджуваних конструкцій аеродромних (дорожніх) покриттів з водопроникними швами. Відмічені особливості будівництва штучних основ покриттів з суміші відкритого типу.
Оцінюється вплив експлуатації покриттів у перезволоженому стані на строк їх служби та наводиться кількісна характеристика.
Рис. 15. Залежність фактичного строку служби недренованого покриття Sф (%) від тривалості його експлуатації у перезволоженому стані Тпз (%) при різних коефіцієнтах пошкодження С/: 1- С/=6,33; - С/=9.
Тож рис. 15 показує, що навіть при відносно короткочасному терміні експлуатації аеродромного покриття у несприятливому (перезволоженому) стані суттєво зменшується фактичний строк його служби.
Економічні розрахунки свідчать про переваги дренованих покриттів перед недренованими, як з боку собівартості одного проходу літака, так і собівартості переміщення 1м3 води на 1м за визначений час. Для цього була використана формула закону Дарсі (для усталеної фільтрації)
q=kЧIЧA,
де k - коефіцієнт фільтрації, м/доба; І - гідравлічний ухил;
А - площа поперечного перерізу, м2.
Якщо площу виразити як ,
де V - об`єм дренажного матеріалу, м3;
L - відстань переміщення води у дренажі, м;
то формула закону Дарсі буде мати вид
, звідки .
Якщо прийняти L=1м, І=0,015, q=1м3/c, то можна визначити, що для переміщення 1м3 дренажної води на відстань 1м при коефіцієнті фільтрації піску k=7 м/добу за нормативний час осушення аеродромного покриття (Т=2години) знадобиться 114,3м3 піску. Вартість піску приблизно становить $10 за 1м3. Отже вартість переміщення 1м3 води на 1м у піску з коефіцієнтом фільтрації 7м/добу за дві години становить $1143.
Якщо дренажний шар відсипати з жорстви з коефіцієнтом фільтрації k=20000м/добу то знадобиться 0,04м3 жорстви вартістю $26 за 1м3. Тоді вартість переміщення 1м3 води на 1м у жорстві за 2години складатиме $1,04, тобто більше ніж у 1000 разів менше.
Це дає підставу вважати, що дренажний шар відкритого типу можна використовувати не тільки як міцну штучну основу і пластовий дренаж покриття, але й як ефективний накопичувач і транспортуючий елемент його водовідвідної системи.
ВИСНОВКИ
1. Розроблені гідравлічні методи розрахунку дренуючих і водопроникних жорстких і нежорстких покриттів на водопроникній і водонепроникній основах, які дають можливість розраховувати їх конструкції для забезпечення дренування поверхневих вод в нормативні строки, визначати потрібні ухили і діаметри водовідвідних систем аеродромних покриттів, призначати суміші засипки дренажних шарів потрібної водопроникності.
. Поставлена і розвязана математична задача неусталеної фільтрації дренажних вод в дренажних шарах аеродромних покриттів, що забезпечило створення відповідної математичної моделі для дослідження функціонування дренажного шару і функціональних залежностей при зміні його параметрів.
. Розроблено методику експериментальних досліджень для перевірки отриманих залежностей. Створено експериментальну установку для проведення дослідів, кількість яких визначено математичним плануванням експерименту в умовах максимально наближених до натурних.
. Проведено експериментальне дослідження функціонування дренуючих і водопроникних покриттів, а також дренажних шарів аеродромних покриттів згідно розробленій методики і плану експериментів, які показали задовільну збіжність теоретичних і експериментальних результатів, значення яких відрізняється не більш ніж на 11%.
. Перевірено здатність дренажних і водопроникних покриттів відвертати небезпеку аквапланування коліс літаків на поверхні аеродромних покриттів, яка показала їх ефективність для підвищення убезпечення польотів під час випадіння дощів і танення снігу і льоду.
. На підставі вивчення досвіду зарубіжних країн доведена можливість створення нежорстких покриттів з пористих асфальтобетонних дренуючих сумішів, їх ефективність при експлуатації на протязі тривалого часу.
. Приведені результати досліджень інших авторів, що доводять можливість експлуатації жорстких аеродромних покриттів з відкритими водопроникними швами (навіть шириною 4-6см) без небезпеки їх руйнування пневматиками коліс транспортних засобів. На підставі досвіду експлуатації аеродромних покриттів можна зробити висновок о можливості захисту відкритих швів і дренажного шару від забруднення і замулювання, пористими матеріалами, які можна вилучати зі швів і заміняти новими при погіршенні їх водопроникності. Існує також можливість промивати шви водою під тиском існуючими засобами для технічної експлуатації аеродромів.
. Впровадження у виробництво цементобетонних покриттів з водопроникними швами забезпечить суттєве зменшення їх матеріаломісткості через відсутність необхідності заповнення швів коштовними герметиками. При цьому досягається економія грошових, енергетичних, трудових ресурсів по виготовлення, транспортуванню, укладенню в діло.
. Доведено, що покриття з дренажним шаром відкритого типу завдяки: значно більшому строку служби; суттєво меншій питомій вартості проходу одного транспортного навантаження; вартості переміщення одиниці об'єму дренажної води на одиницю відстані за нормативний час; меншій матеріаломісткості є значно економічними ніж недреновані або слабкодреновані покриття.
. Асфальтобетонні дренуючі і водопроникні покриття з водопроникними швами завдяки підвищеній дренажній здатності не тільки забезпечують підвищення рівня регулярності та убезпечення польотів, підвищення безпечної швидкості руху автотранспорту під час дощу та зменшення дорожньо-транспортних подій, але й сприяють покращенню екологічної обстановки за рахунок зниження рівня шуму і зменшення забруднення ґрунту хлоридами та іншими хімічними речовинами.
Основні положення дисертації викладені в працях:
- Баришпол А.І. Високоефективні дренажні шари дорожніх та аеродромних покриттів // Автошляховик України. Наук.-вироб. журн. –К.: Мін. транс. Укр., Укравтодор, 1997. - №3. –С.47
- Баришпол А.І., Ципріанович І.В. Визначення часу осушення дренажного шару аеродромного покриття // Вісник КМУЦА "КМУЦА": 1998. - №1. –С.381-384
- Баришпол А.І. Експериментальні дослідження дренування поверхневих вод дренажними шарами аеродромних покриттів в умовах неусталеної фільтрації // Вісник КМУЦА "КІІЦА": 1998. - №1. –С. 385-389
- Баришпол А.І. Водопроникні аеродромні (дорожні) покриття // Будівництво України: Вироб.-техн. загальногалузевий журн. –К.: "Укрархбудінформ", 2000. - №6. –С.8-12
- Баришпол А.І., Ципріанович І.В. Гідравлічний розрахунок водовідвідної системи аеродромних покриттів з водопроникними швами // - Деп. в ДНТБ України. 12.10.95, №225-Ук95. - С. - 12.
Анотація
Баришпол А.І. Методи проектування водовідводу і дренажу аеродромних покриттів з підвищеною ефективністю дренування. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми. Київський міжнародний університет цивільної авіації, Київ, 2000.
Дисертація присвячена розробці методів розрахунку часу осушення дренажних шарів аеродромних водопроникних покриттів, з урахуванням процесу неусталеної фільтрації дренажних вод. На основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено методику гідравлічного розрахунку чотирьох типів водопроникних покриттів. Встановлені головні залежності часу осушення дренажного шару від коефіцієнту фільтрації матеріалу дренажу, товщини дренажного шару та гідравлічного ухилу, отримані результати перевірені експериментом.
Розроблені рекомендації по практичному застосуванню водопроникних покриттів.
Ключові слова: аеродромні покриття, неусталена фільтрація, водопроникні покриття, дренаж, час осушення, гідравлічний розрахунок.
АННОТАЦИЯ
Баришпол А.І. Методы проектирования водоотвода и дренажа аэродромных покрытий с повышеной эффективностью дренирования. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.22.11 - автомобильные дороги и аэродромы. Киевский международный университет гражданской авиации, Киев, 2000.
Диссертация посвящена разработке методов расчета, времени осушения дренажных слоев аэродромных водопроницаемых покрытий, с учетом процесса нестационарной фильтрации дренажных вод. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана методика гидравлического расчета четырех типов водопроницаемых покрытий. Установлены основные зависимости времени осушения дренажного слоев от коэффициента фильтрации материала дренажа, толщины дренажного слоя и гидравлического уклона, полученные результаты проверены экспериментом.
Разработаны рекомендации по практическому применению водопроницаемых покрытий.
Ключевые слова: аэродромные покрытия, нестационарная фильтрация, водопроницаемые покрытия, дренаж, время осушения, гидравлический расчет.
Annotation
Baryshpol А.І. The project methods for drainage sistems of airfield coverings. - Manuscript.
The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a specialty 05.22.11 - highways and air stations. The Kiev international university of civil aircraft, Kiev, 2000.
The dissertation is devoted to development of methods of account of time of drainage of drainage layers of airfield water-permeable coverings, in view of process of a non-stationary filtration of drainage waters. On the basis of theoretical and experimental researches the technique of hydraulic account of four types of water-permeable coverings is developed. The basic dependencies of time of drainage of drainage layers on factor of a filtration of a material of a drainage, thickness of a drainage layer and hydraulic gradient are established, the received results are checked up by experiment.
The recommendations for practical application of water-permeable coverings are developed.
Keywords: airfield coverings, non-stationary filtration, water-permeable coverings, drainage, time of drainage, hydraulic account.