Experimental study on sedimentation removal of pervious concrete

• Autorzy: Rama M. , Shanthi V. M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2018-0012

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne badanie dotyczące usuwania betonu jamistego na drodze sedymentacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Pervious concrete is a unique and effective material used to tackle important environmental problems, to maintain green, sustainable growth, and to reduce storm water runoff and pollutants. Clogging of pervious concrete is an important potential issue in serviceability, considered one of the primary limitations of pervious concrete systems. The sediment deposition pattern of pervious concrete was determined using three clogging materials: clay, sand, and clayey silty sand. The clogged specimens were cleaned by pressure washing, vacuuming, and a combined method. In total, ten clogging and cleaning cycles were carried out on each sample to evaluate the draining capacity of the pervious concrete. The clogging test was assessed by measuring the infiltration rate during clogging and after cleaning, for each cycle. The experiment results showed that a reduction in permeability due to different types of sedimentation material as well as recovery in permeability was achieved after applying various cleaning methods.

PL

Urbanizacja stwarza liczne problemy, takie jak erozja, gwałtowne powodzie, zanieczyszczenie rzek oraz efekt wyspy ciepła. Beton jamisty jest przyjaznym dla środowiska materiałem nawierzchniowym, który częściowo ogranicza wyżej wspomniane problemy, a także służy zachowaniu środowiska naturalnego, zmniejszając spływ wody burzowej, zanieczyszczenia oraz miejskie ciepło. Beton jamisty jest podobny do zwykłego betonu, z wyjątkiem dodatku drobnego kruszywa, które tworzy połączone ze sobą puste przestrzenie umożliwiające przepływ wody przez betonową matrycę. Pustki od 15% do 35% całkowitej objętości betonu jamistego są utrzymywane za pomocą gruboziarnistego kruszywa o ciągłej krzywej przesiewu i gęstego cementu, który zapobiega oddzielaniu się pasty od kruszywa. Wydajność hydrauliczna betonu jamistego dla odprowadzenia wody burzowej zależy od szybkości odkładania się osadu w odniesieniu do okresu czasu. Kolmatacja betonu jamistego stanowi istotny potencjalny problem w zakresie użytkowalności, który jest uważany za jedno z podstawowych ograniczeń w systemach betonu jamistego. Kolmatacja odnosi się do zmniejszenia przepuszczalności porowatego ośrodka ze względu na proces fizyczny, chemiczny i biologiczny. Głównymi źródłami kolmatacji są zawieszone cząstki z powierzchniowych wód spływających, a także organiczne i nieorganiczne cząstki pochodzące z ruchu drogowego i miejscowej roślinności lub pyłu wydmuchiwanego na jezdni. Niniejsze badanie koncentruje się na wydajności hydraulicznej systemu betonu jamistego poprzez wywoływanie kolmatacji przy użyciu różnych materiałów sedymentacyjnych i ocenie zdolności infiltracji betonu jamistego. Prace eksperymentalne przeprowadzono, aby zrozumieć przydatność metod renowacyjnych w przywracaniu wydajności hydraulicznej betonu jamistego. Celem tego badania jest ocena efektu kolmatacji betonu jamistego w oparciu o trzy różne materiały sedymentacyjne, trzy różne stopnie uziarnienia kruszywa i trzy metody renowacji. Służy to określeniu zmniejszenia przepuszczalności po kolmatacji i resztkowej przepuszczalności po oczyszczeniu próbek betonu jamistego.

Słowa kluczowe

EN

pervious concrete; clogging; sediments removal; permeability; sedimentation; storm water

PL

beton jamisty; kolmatacja; usuwanie osadu; przepuszczalność; sedymentacja; woda burzowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 64, nr 1
• Strony: 181--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., il.

Twórcy

autor

Rama M.

• Government College of Technology, Department of Civil Engineering, Coimbatore, Tamilnadu, India

autor

Shanthi V. M.

• Government College of Engineering, Department of Civil Engineering, Srirangam, Tamilnadu, India,

Bibliografia

• 1. Tennis, D Paul, L. M. Leming, “Pervious concrete pavements”, PCA Serial No. 2828. Skokie, IL: Portland Cement Association, 2004.
• 2. Yang, Jing, G. Jiang."Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials" , Cement and Concrete Research 33.3: 381-386, 2003.
• 3. J.Sansalone, X. Kuang, "Permeable pavement as a hydraulic and filtration interface for urban drainage", Journal of Irrigation and Drainage Engineering 134.5: 666-674, 2008.
• 4. B. Huang, J.Cao. "Laboratory and Analytical Study of Permeability and Strength Properties of Pervious Concrete" , The University of Tennessee, Knoxville, 2007.
• 5. Scholz, M & Grabowiecki, P, 2007, ‘Review of permeable pavement systems’, Building and Environment, vol. 42, no. 11, pp. 3830-3836.
• 6. L. M. Haselbach, S Valavala, "Permeability predictions for sand-clogged Portland cement pervious concrete pavement systems." Journal of environmental management 81.1: 42-49, 2006.
• 7. C. B. Nielsen, "Clogging of Porous Pavements”, The Cleaning Experiment. Road Directorate, Danish Road Institute, 2007.
• 8. N. R. Siriwardene, A. Deletic, "Clogging of stormwater gravel infiltration systems and filters: Insights from a laboratory study", Water research 41.7: 1433-1440, 2007.
• 9. C. F. Yong, A. Deletic, “The clogging behavior and treatment efficiency of a range of porous pavements”, 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, UK 2008.
• 10. P. P. Alfredo, “Integrated modeling of clogging processes in artificial groundwater recharge”, Technical University of Catalonia, Spain, 2000.
• 11. H. Bouwer, "Artificial recharge of groundwater: hydrogeology and engineering", Hydrogeology Journal, 10.1: 121-142, 2002.
• 12. A.Caselles-Osorio, et al. "Solids accumulation in six full-scale subsurface flow constructed wetlands", Water Research 41.6: 1388-1398, 2007.
• 13. O. Deo, M. Sumanasooriya, "Permeability reduction in pervious concretes due to clogging: experiments and modeling", Journal of Materials in Civil Engineering 22.7: 741-751, 2010.
• 14. G. F. Hua, et al., "Clogging pattern in vertical-flow constructed wetlands: Insight from a laboratory study", Journal of Hazardous Materials 180.1: 668-674, 2010.
• 15. N. González-Angullo, et al., "Runoff infiltration to permeable paving in clogged conditions", Urban Water Journal, 5.2: 117-124, 2008.
• 16. L. Haselbach, et al., "Pervious concrete testing methods." Low Impact Development Redefining Water in the City: 180-192, 2010.
• 17. Ongel, J. Harvey, "Assessment of clogging in open graded mixes in California", International ISAP Symposium on Asphalt Pavements and Environment. Zurich, Switzerland. 18th–20th, 2008.
• 18. S. A. Tan, T. F. Fwa, "Clogging Evaluation of Permeable Bases” Journal of Transportation Engineering, 129.3: 309-315, 2003.
• 19. S. D. Pezzaniti, C. Beecham, "Influence of clogging on the effective life of permeable pavements", Water Management, 2009.
• 20. J .P. Coughlin, C. D. Chelsea, "Infiltration and clogging by sand and clay in a pervious concrete pavement system", Journal of Hydrologic Engineering 17.1: 68-73, 2011.
• 21. M. Dougherty, M Hein, "Quick surface infiltration test to assess maintenance needs on small pervious concrete sites." Journal of Irrigation and Drainage Engineering 137.8: 553-563, 2010.
• 22. C. Brown, A. Chu, "Characteristics of sediment removal in two types of permeable pavement", water Qual. Res. J. Can, 44.1: 59-70, 2009.
• 23. M. E. Vancura, K. MacDonald, "Location and depth of pervious concrete clogging material before and after void maintenance with common municipal utility vehicles.", Journal of Transportation Engineering 138.3: 332-338, 2012.
• 24. J. Sansalone, X. Kuang, "Filtration and clogging of permeable pavement loaded by urban drainage", Water research 46.20: 6763-6774, 2012.
• 25. K. N. Manahiloh, B. Muhunthan, "X-ray computed tomography and nondestructive evaluation of clogging in porous concrete field samples." Journal of Materials in Civil Engineering 24.8: 1103-1109, 2012.
• 26. C. Lian, Y. Zhuge, "Optimum mix design of enhanced permeable concrete–an experimental investigation." Construction and Building Materials 24.12: 2664-2671, 2010.
• 27. Concrete, Pervious."ACI 522R-06." American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich, 2006.
• 28. ASTM, C. "192. 2004. Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory." Annual book of ASTM Standards 4, 2006.
• 29. B. F. Ferguson, "Porous Pavements Integrative Studies in Water Management and Land Development". 2005.
• 30. N. Neithalath, M. S. Sumanasooriya, "Characterizing pore volume, sizes, and connectivity in pervious concretes for permeability prediction", Materials characterization, 61.8: 802-813, 2010.
• 31. M. Chopra, S. Kakuturu, "Effect of rejuvenation methods on the infiltration rates of pervious concrete pavements." Journal of Hydrologic Engineering, 15.6: 426-433, 2009.
• 32. Cahill Associates, "Pervious pavement opration and maintenance protocol, 2011.
• 33. R. J.Winston, AM. Al-Rbaei, "Maintenance measures for preservation and recovery of permeable pavement surface infiltration rate–The effects of street sweeping, vacuum cleaning, high pressure washing, and milling." Journal of environmental management, 169: 132-144, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).