Projekt geometrii, model numeryczny i badania właściwości fizyczno-mechanicznych geokraty lotniskowej

• Autorzy: Wesołowski Mariusz , Blacha Krzysztof , Pietruszewski Paweł , Niewiarowski Piotr

Warianty tytułu

EN

Geometry project, numerical model and physical-mechanical properties tests of the airport geogrid

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odpowiednio zaprojektowana, kompleksowo przebadana oraz poprawnie technologicznie wykonana geokrata z tworzywa sztucznego może być stosowana do poprawy nośności naturalnych nawierzchni lotniskowych, zapewniając bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych. Będąca przedmiotem artykułu geokrata wykonana została metodą wtryskową z PEHD (polietylen wysokiej gęstości) uzyskiwanych z procesu recyklingu tworzyw sztucznych w formie jednorodnego regranulatu o stałych i opisanych w karcie technicznej produktu parametrach. Stosowanie tzw. przemiału nie jest dopuszczalne. Do produkcji geokraty na jedną inwestycję należy użyć regranulatu skomponowanego i wytworzonego z jednej partii recyklingowanego tworzywa. Na etapie projektowania geometrii geokraty przyjęto założenie, aby poszczególne elementy były ze sobą spinane zamkiem umożliwiającym demontaż, ale nierozpinającym się w warunkach eksploatacji, przy jednoczesnym zapewnieniu redukcji naprężeń termicznych. Zaprojektowana geokrata została zamodelowana i poddana szczegółowej weryfikacji numerycznej w trakcie symulacji Metodą Elementów Skończonych (MES). W artykule przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych, których głównym celem było sprawdzenie wybranych właściwości mechanicznych i fizycznych tworzywa sztucznego, z którego będzie produkowana geokrata. W trakcie badań, które obejmowały sprawdzenie wytrzymałości na zginanie, określenie wytrzymałości na rozciąganie oraz sprawdzenie wytrzymałości na ściskanie, uzyskano satysfakcjonujące wyniki. Kierunek dalszych, realizowanych już prac, skoncentrowany został na wykonaniu badań w warunkach terenowych na rzeczywistym obiekcie lotniskowym, na którym wbudowano geokratę na wybranych elementach funkcjonalnych lotniska. Szczegółowej ocenie zostanie poddana technologia układania geokraty oraz parametr nośności naturalnych nawierzchni lotniskowych przed i po zastosowaniu geokraty. Otrzymane wyniki stanowić będą podstawę do opracowania kolejnych publikacji.

EN

A properly designed, comprehensively tested and technologically correctly manufactured plastic geogrid can be used to improve the load-bearing capacity of natural airport pavements, ensuring the safety of air operations. The geogrid that is the subject of the article was made by injection molding from PEHD (polyethylene high density) obtained from the recycling process of plastic in the form of homogeneous regranulate with constant and described in the technical data sheet of the product. The use of so-called milling is not allowed. For the production of geogrids for a single investment, use regranulate composed and produced from a single batch of recycled plastic. At the stage of designing the geogrid geometry, it was assumed that the individual elements would be fastened together with a lock that would allow disassembly, but would not unfasten under operating conditions, while ensuring the reduction of thermal stresses. The designed geogrid was modeled and subjected to detailed numerical verification during simulation using the Finite Element Method (FEM). The article also presents the results of laboratory tests, the main purpose of which was to check selected mechanical and physical properties of the plastic from which the geogrid will be manufactured. During the tests, which included checking the bending strength, determining the tensile strength and checking the compressive strength, satisfactory results were obtained. The direction of further, already implemented works was focused on conducting tests in field conditions on a real airport facility, where a geogrid was built into selected functional elements of the airport. The technology of laying the geogrid and the load-bearing capacity parameter of natural airport pavements before and after the use of the geogrid will be subjected to a detailed assessment. The obtained results will constitute the basis for the development of further publications.

Słowa kluczowe

PL

geokrata lotniskowa; naturalna nawierzchnia lotniskowa; nośność; tworzywo sztuczne; bezpieczeństwo operacji lotniczych

EN

airport geogrid; natural airport surface; load-bearing capacity; plastic; safety of flight operations

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 79, nr 12
• Strony: 15--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wesołowski Mariusz

• Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej

• https://orcid.org/0000-0002-5545-8831

autor

Blacha Krzysztof

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych

autor

Pietruszewski Paweł

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych

autor

Niewiarowski Piotr

• Projekt Plus Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] NO-17-A503:2017 Nawierzchnie lotniskowe – Naturalne nawierzchnie lotniskowe – Badania nośności.
• [2] Wesołowski M., Pietruszewski P., Kowalewska A., Cellural geosynthetics in the aspect of appliaction in airfield construction, Journal of KONBIN, 2019, Vol. 49, Issue 4, 341-362, nr DOI: 10.2478/jok-2019-0090.
• [3] Graczyk M., Nita P., Gruntowe i darniowe nawierzchnie lotniskowe, Prace IBDiM, nr 3-4, 1998.
• [4] Wesołowski M., Blacha K., Iwanowski P., Pietruszewski P., Rola i funkcja naturalnych nawierzchni lotniskowych w systemie zapewnienia bezpieczeństwa wykonywania operacji lotniczych,[w] „Przegląd Komunikacyjny”, nr 12/2018.
• [5] Wesołowski M., Kowalewska A., The impact of a geogrid system on load-bearing capacity of natural airfield pavements, Archives of Civil Engineering, 2020,Vol. LXVI, 52, nr DOI: 10.24425/ace.2020.131795.
• [6] ABC Chicago: Southwest Airlines flight from Houston to Nashville goes off runway, https://abc-7chicago.com/news/southwest-airlines-flight-goes-off-runway-in-nashville/1124244/, dostęp online 26.05.2020 r.
• [7] Airliners: Boeing 747-368 - Saudi Arabian Airlines, https://www.airliners.net/photo/Saudi-Arabian-Airlines/Boeing-747-368/193201, dostęp online 26.05.2020 r.
• [8] EASA: Załącznik do Decyzji Dyrektora Wykonawczego EASA nr 2017/021/R z dnia 08 grudnia 2017 r. wdrażającej wydanie czwarte Specyfikacji Certyfikacyjnych (CS) oraz Materiałów Zawierających Wytyczne (GM) do Projektowania Lotnisk CS-ADR-DSN, Kolonia, Niemcy 2017.
• [9] ICAO: Załącznik 14 ICAO do Konwencji o Międzynarodowym Lotnictwie Cywilnym, Lotniska Tom I - Projektowanie i eksploatacja lotnisk, wydanie 6, 2013.
• [10] Wesołowski M., Kompleksowa ocena stanu technicznego nawierzchni elementów funkcjonalnych lotnisk w aspekcie bezpieczeństwa lotów, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2020, ISBN 978-83-61021-98-8.
• [11] Kowalewska A., Wesołowski M., Kłysz S., Geogrid as an effective reinforcement of natural air-field pavements, Journal of KON-BiN 2023, Vol. 53, Issue 2, 1-16, nr DOI: 10.5604/01.3001.0053.7102.
• [12] Kowalewska A., Blacha K., Wesołowski M., Kłysz S., Analysisof physico-chemical properties of geogrids used for the reinforcement of natural airfield pavements, Aviation and Security, Issue No 4 (2/2023), 375-388, nr DOI: 10.55676/asi.v4i2.97.
• [13] PN-EN ISO 178:2019-06 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości przy zginaniu.
• [14] PN-EN ISO 527-1:2020-01 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Część 1: Zasady ogólne.
• [15] PN-EN ISO 25619-2:2015-11 Geosyntetyki. Zachowanie się podczas ściskania. Część 2: Zachowanie się podczas krótkotrwałego ściskania.