Nowatorska metoda konstrukcyjno-techniczna wykorzystania prefabrykowanej, dyblowanej płyty żelbetowej do prowadzenia skutecznych napraw nawierzchni lotniskowych

• Autorzy: Świerzewski Bartosz , Wesołowski Mariusz

Warianty tytułu

EN

An innovative constructional and technical method of using a prefabricated, dowelled reinforced concrete slab for effective repairs of airport pavements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nawierzchnie lotniskowe stanowiące naziemną część pola manewrowego przeznaczonego do ruchu, postoju i obsługi statków powietrznych są niezwykle istotnym elementem infrastruktury lotniska. Głównym zadaniem nawierzchni jest przenoszenie obciążeń użytkowych od poruszających się lub stojących na nich statków powietrznych. Stan techniczny nawierzchni lotniskowych, który nie powinien budzić żadnych wątpliwości, jest elementem kluczowym dla zapewnienia bezpieczeństwa wykonywania operacji lotniczych. Metoda naprawcza polegająca na zastosowaniu prefabrykowanej płyty lotniskowej w miejscu nadmiernej degradacji płyt istniejących wprowadza pionierski sposób połączenia płyt z płytami sąsiednimi stwarzający nową jakość konstrukcyjną zwiększającą przestrzenną sztywność całego elementu funkcjonalnego nawierzchni. Przeprowadzone wymiarowanie oraz analiza statyczno-wytrzymałościowa prefabrykowanej płyty lotniskowej metodą elementów skończonych w aspekcie globalnego stanu wytężenia konstrukcji potwierdziły, że zastosowane rozwiązanie techniczne z wykorzystaniem połączenia dyblowanego zostało właściwie zaprojektowane, ponieważ korzystnie wpływa na redystrybucję obciążeń między współpracującymi płytami prefabrykowanymi. Przeprowadzone badania laboratoryjne i poligonowe w zakresie cech materiałowych oraz eksploatacyjnych dały jednoznacznie pozytywne wyniki, które przesądzają o celowości zastosowania i upowszechnienia przedmiotowej metody naprawczej. Doświadczenia wykonawcze zebrane w toku prowadzonej pracy pozwalają na stwierdzenie całkowitej sprawności technicznej zaproponowanego rozwiązania konstrukcyjnego. Biorąc pod uwagę stosunkowo szybką i łatwą wymianę płyt bez konieczności wprowadzania dłuższych przerw w ruchu lotniczym, technologia ta może być z powodzeniem wykorzystywana zarówno w lotnictwie cywilnym, jak i wojskowym, a potencjał zastosowania tego rozwiązania technicznego może być również wykorzystany w naprawach betonowych nawierzchni drogowych.

EN

Airport pavements, constituting the ground part of the maneuvering area intended for the movement, parking and servicing of aircraft, are an extremely important element of the airport infrastructure. The main task of the pavement is to transfer utility loads from moving or standing aircraft. The technical condition of airport pavements, which should not raise any doubts, is a key element for ensuring the safety of air operations. The repair method consisting in the use of a prefabricated airport slab in the place of excessive degradation of existing slabs introduces a pioneering method of connecting slabs with adjacent slabs, creating a new construction quality that increases the spatial stiffness of the entire functional element of the pavement. The performed dimensioning and static - strength analysis of the prefabricated airport slab using the finite element method in the aspect of the global state of effort of the structure confirmed that the technical solution with the use of a dowel joint was properly designed, because it has a positive effect on the redistribution of loads transfer between cooperating prefabricated slabs. The conducted laboratory and field tests and operational features gave clearly positive results, which determine the purposefulness of the application and popularization of this repair method. The implementation experience gathered in the course of the work carried out allows to state the complete technical efficiency of the proposed design solution. Considering the relatively quick and easy replacement of the slabs without the need to introduce longer breaks in air traffic, this technology can be successfully used in both civil and military aviation. The potential of this technical solution can also be used in the repair of concrete road surfaces.

Słowa kluczowe

PL

płyta prefabrykowana; lotnisko; nawierzchnie lotniskowe; nośność; uszkodzenia nawierzchni betonowej; dybel; bezpieczeństwo

EN

prefabricated slab; airport; airport pavements; carrying capacity; damage of concrete pavements; dowel; security

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 76, nr 9/10/11
• Strony: 4--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Świerzewski Bartosz

• Profi Partner Sp. z o.o. i Wspólnicy Sp. k.

autor

Wesołowski Mariusz

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych

Bibliografia

• [1] Brown V.L., Bartholomew C.L.: FRP Dowel Bars in Reinforced Concrete Pavements, Proceedings of the International Symposium on Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcement for Concrete Structures, FRPRCS-1, Vancouver, Canada; Ed. by A. Nanni and C.W. Dolan; American Concrete, Institute, Detroit, MI, ACI SP 138, p. 813-829, 1993.
• [2] Graczyk M., Gajewski M., Szczerba R.: Analiza statyczna dyblowanej betonowej nawierzchni lotniskowej z uwzględnieniem zjawiska curlingu płyt. Drogi i Mosty 15 (2016), 137-155.
• [3] Heinrich P.: Wymiana nawierzchniowych płyt betonowych z wykorzystaniem elementów prefabrykowanych OAT. Prezentacja podczas Konferencji Polskiego Kongresu Drogowego „Beton w drogownictwie”. Suwałki, 10-12.04.2019.
• [4] Linek M., Nita P., Żebrowski W., Wolka P.: Wpływ mediów eksploatacyjnych na parametry betonu cementowego przeznaczonego na nawierzchnie lotniskowe. Czasopismo Journal of KONBiN, Tom 49, Zeszyt 4, Strony 103-115, 2019r.
• [5] Linka A., Galant M., Wróblewska A.: Przegląd stanu bezpieczeństwa w lotnictwie cywilnym w Polsce. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport. 2018, tom z. 123, strony 85-93.
• [6] Młodożeniec W.: Analiza pracy dyblowanych połączeń płyt nawierzchni lotniskowych. Rozprawa doktorska. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 1994.
• [7] Nejman T. J.: Badanie stanu naprężeń w betonowej drodze startowej obciążonej golenią samolotu na środku górnej powierzchni płyty. Towarzystwo Naukowe Ekspertów Budownictwa, Warszawa 1962.
• [8] Nita P., Poświata A.: Współczesne betonowe nawierzchnie lotniskowe w Polsce. Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Dni Betonu 2002.
• [9] Nita P.: Betonowe nawierzchnie lotniskowe, Teoria i wymiarowanie konstrukcyjne, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2005.
• [10] Nita P.: Budowa i utrzymanie nawierzchni lotniskowych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2008.
• [11] NO-17-A204:2015 Nawierzchnie lotniskowe. Nawierzchnie z betonu cementowego. Wymagania i metody badań.
• [12] Papagiannakis A.T., Masad E.A.: Pavement Design and Materials, Wiley, 2008.
• [13] PN-85/B-04500 Zaprawy budowlane. Badania cech fizycznych i wytrzymałościowych.
• [14] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
• [15] PN-EN 12390-5:2019-08 Badania betonu – Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań.
• [16] Świerzewski B., Dysertacja: Betonowa płyta prefabrykowana przeznaczona do odtwarzania uszkodzonych, lokalnych nawierzchni lotniskowych. Politechnika Świętokrzyska, 2021.
• [17] Świerzewski B., Wesołowski M.: Reconstruction of the Technical Condition of Concrete Airfield Pavements with the Use of Prefabricated Slab Technology, WMCAUS 2020, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 960 (2020) 022054.
• [18] Tayabji S.: Precast Concrete Pavement Innovations, Performance and Best Practices, Conference Paper, September 2014.
• [19] Wesołowski M., Barszcz P., Zieja M., Blacha K.: The evaluation method of degradation degree of runway pavement surfaces constructed from cement concrete. Safety and Reliability – Theory and Applications, Čepin, Briš (eds). Taylor & Francis Group, London 2017.
• [20] Wesołowski M., Iwanowski P.: APCI Evaluation Method for Cement Concrete Airport Pavements in the Scope of Air Operation Safety and Air Transport Participants Life,Int. J. Environ. Res. Public Health, 17(5), 1663, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).