АНАЛІЗ ДВОШАРОВИХ АЕРОДРОМНИХ ПОКРИТТІВ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДІВ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32782/apcmj.2025.1.6Ключові слова:
аеропорт, моделювання, програмні комплекси, ЛІРА-САПР, двошарові жорсткі покриття, жорсткість, властивості, метод скінчених елементівАнотація
У роботі розглянуто методи розрахунку двошарових жорстких аеродромних покриттів із застосуванням сучасних програмних комплексів, зокрема програмного комплексу «ЛІРА-САПР» і FEAFAA. Виконано порівняння результатів, отриманих за допомогою цих програм, із традиційними розрахунками за чинними нормами. Основну увагу приділено моделюванню взаємодії шарів покриття, зокрема ефекту поперечного обтиснення та впливу пружного прошарку між несучими шарами на їхню поведінку під навантаженнями. Для моделювання покриттів використовувалися скінченні елементи, що враховують як лінійні, так і нелінійні характеристики матеріалів, а також різні варіанти навантажень (еквівалентне одноколісне навантаження, розподілене навантаження). Розрахунки показали, що врахування ефекту поперечного обтиснення в чисельних моделях покриття дозволяє отримати більш точні результати, зокрема вищий момент у верхньому шарі та зменшення моменту в нижньому шарі через податливість поперечному зсуву. Порівнянням результатів розрахунку за допомогою програмного комплексу «ЛІРА-САПР» і FEAFAA із традиційними методами виявлено, що розходження не перевищує 1%, що підтверджує високу точність чисельного моделювання та можливість використання цих програм для проєктування аеродромних покриттів. У результаті проведених досліджень показано, що чисельні моделі можуть ефективно використовуватися для врахування складних механічних взаємодій, як-от обтиснення, зсув і спільна робота шарів покриття, що забезпечує точніше оцінювання їхньої поведінки під час експлуатації. Ці результати можуть бути корисними для інженерів і проєктувальників аеродромних покриттів, які працюють із сучасними програмними комплексами, для оптимізації процесу розрахунку та забезпечення надійності аеродромної інфраструктури.
Посилання
Агєєва Г.М. Будівництво та експлуатація будівель і споруд аеропортів: освітній акцент. Сталий розвиток авіаційної інфраструктури України : монографія / за ред. В.В. Карпова. Львів ; Торунь : Liha-Pres, 2023. С. 63–111. DOI: 10.36059/978-966-397-312-8-3.
Родченко О.В. Розрахунок двошарових жорстких аеродромних покриттів за допомогою програмного комплексу «ЛІРА». Будівництво України. 2008. № 5. С. 40–47.
Пащенко Т.М., Світла З.І. Будівельне матеріалознавство : навчальний посібник. Київ : Аграрна освіта, 2009. 434 с.
Dotzenrath С., Trosh W. Walzbeton-Baustoff der Zukunft. Walzbeton im Vergleich zu “klassischen” Befestigungsarten. Beton. 1991. Vol. 41. № 2. P. 70–75.
Die Herstellung einer hydraulisch gebundenen Tragschicht aus Aufbrachasphalt. Strasse und Autobahn. 1989. № 6. P. 211–214.
ДСТУ Б В.2.7-114-2002. Суміші бетонні. Методи випробувань. (Чинний від 27.11.2001 р.). Київ, 2002. 27 с.
ДСТУ EN 196-1:2007. Методи випробування цементу. Ч. 1 : Визначення міцності. (Чинний від 01.08.2007 р.). Київ, 2007. 27 с.
Li V.C., Wang S., Wu H.C. Toughening of cement-based composites with discrete steel fibers. Journal of Materials Science. 2002. Vol. 37. №. 19. P. 3961–3966.
Дорошенко О.Ю., Дорошенко Ю.М. Досвід застосування фібробетону у будівництві. Збірник наукових праць Державного економіко-технологічного університету транспорту. Серія «Транспортні системи і технології». 2014. Вип. 24. С. 5–10.
Агєєва Г.М., Крівєльов Л.І. Моніторинг реконструкції жорстких аеродромних покриттів. Advances in Аerospase Technology. 1998. № 1. С. 397–402. DOI: 10.18372/2306-1472.1.11002.
Murray S., Ogawa M. Evaluation of the behavior of airport pavement under heavy load using finite element analysis. Transportation Geotechnics. 2018. Vol. 16. P. 27–35. DOI: 10.1016/j.trgeo.2018.02.002.
Агєєва Г.М. Особливості підсилення аеродромних покриттів за результатами експериментального оцінювання експлуатаційної придатності. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». 2012. Вип. 742. С. 4–11.
Карпов В.В. Проєктування та будівництво аеродромних комплексів : монографія / за ред. В.В. Карпова. Херсон : Олді+, 2022. 336 с.
Родченко О.В. Розрахунок двошарових жорстких аеродромних покриттів за допомогою програмного комплексу «ЛІРА». Будівництво України. 2008. № 9. С. 37–41.
Hammons M.I. Advanced Pavement Design : Finite Element Modelling for Rigid Pavement Joints. Report II Model Development. Report № DOT/FAA/AR-97/7. Washington : Federal Aviation Administration. 1998. 180 p. URL: http://www.tc.faa.gov/its/worldpac/techrpt/ar9870.pdf (дата звернення: 12.03.2025).
Westergaard H.M. Stresses in Concrete Runways of Airports. Proceedings, Highway Research Board, National Research Council. 1939. Vol. 19. P. 199–200.
Westergaard H.M. New Formulas for Stresses in Concrete Pavements of Airfields. Transactions, American Society of Civil Engineers. 1948. Vol. 113. P. 425–439.
Rodchenko O.V. Computer technologies of finite element modeling of airfield rigid pavement. Science – Lithuania’s Future. Transport : 15th Conference of Young Scientists of Lithuania, 8 May 2013. Vilnius, 2013. Р. 65–70.
Huang Y.H. Pavement Analysis and Design. 2nd ed. Upper Saddle River : Prentice Hall, 2004. 792 p.
Advisory Circular 150/5320-6G. Airport Pavement Design and Evaluation. US Department of Transportation, Federal Aviation Administration. 2021. 195 p. URL: https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/150-5320-6G-Pavement-Design.pdf (дата звернення: 12.03.2025).
Родченко О.В. Sensitivity quantification of airport concrete pavement stress responses under impact of Airbus 321NEO. АВІА-2021 : матеріали ХV Міжнародної науково-технічної конференції, м. Київ, 20–22 квітня 2021 р. Київ, 2021. С. 20.6–20.10.
