Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/46660
Title: Особливості використання водопроникних удосконалених покриттів для управління дощовим стоком
Other Titles: Features of the use of pervious pavements for the stormwater management
Authors: Качмар, І. З.
Жук, В. М.
Kachmar, I. Z.
Zhuk, V. M.
Affiliation: Національний університет “Львівська політехніка”
Lviv Polytechnic National University
Bibliographic description (Ukraine): Качмар І. З. Особливості використання водопроникних удосконалених покриттів для управління дощовим стоком / І. З. Качмар, В. М. Жук // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2019. — № 912. — С. 68–74.
Bibliographic description (International): Kachmar I. Z. Features of the use of pervious pavements for the stormwater management / I. Z. Kachmar, V. M. Zhuk // Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Serie: Teoriia i praktyka budivnytstva. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2019. — No 912. — P. 68–74.
Is part of: Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва, 912, 2019
Journal/Collection: Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва
Issue: 912
Issue Date: 26-Feb-2019
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Place of the edition/event: Львів
Lviv
UDC: 628.21
Keywords: управління дощовим стоком
водопроникні удосконалені покриття
пористий бетон
об’ємна пористість
коефіцієнт фільтрації
міцність на стиск
stormwater management
pervious pavement
porous concrete
volume porosity
filtration coefficient
compressive strength
Number of pages: 7
Page range: 68-74
Start page: 68
End page: 74
Abstract: В умовах різкого зростання площ урбанізованих водонепроникних територій питання управління поверхневим стоком є особливо актуальним. Для вирішення цієї проблеми розроблено та досліджено цілу низку методів, що ґрунтуються на накопиченні, тимчасовому затриманні та фільтрації дощового стоку. Використання водопроникних удосконалених покриттів − це ефективний метод регулювання поверхневого стоку, поширений у закордонній практиці, що дає змогу зменшити поверхневий стік, забезпечує його часткове очищення, покращує безпеку руху на дорогах. У роботі проаналізовано ефективність управління дощовим стоком за допомогою водопроникних удосконалених покриттів. Проаналізовано основні конструктивні особливості влаштування систем ВУП для ґрунтів різної проникності. Розглянуто типовий склад пористого бетону та проаналізовано його основні фізико-механічні та гідравлічні характеристики. Окреслено оптимальні діапазони зміни міцності на стиск пористих бетонів (5–30 МПа), об’ємної пористості (15–25 %) та коефіцієнта фільтрації (2–5,4 мм/с), що підтверджено власними експериментальними дослідженнями авторів (коефіцієнт вільної фільтрації − 7,4–23,0 мм/с при об’ємній пористості зразків 0,189−0,349 та міцності на стиск 4,04–13,85 МПа). Проаналізовано можливий вплив холодних кліматичних умов та процесу кольматації на функціонування водопроникних удосконалених покриттів.
In conditions of intensive increasing of urbanized impervious areas, stormwater management became especially relevant. To solve this problem, a number of methods have been developed and investigated, which are based on the retention, detention or filtration of stormwater runoff. Stormwater management by the pervious pavements is an effective method to control surface runoff; it is widely used in foreign practice, allowing to reduce the runoff volume, provides its preliminary treatment, improves the safety on the roads. Efficiency of stormwater management using the permeable pavement systems is discussed in the paper. The review identified four typical pervious paving surfaces: porous concrete, porous asphalt, permeable interlocking concrete pavers, concrete and plastic grid pavers. The main characteristics of these types of pervious pavement are discussed in this paper. Besides the structural features of the previous pavement systems for soils of different permeability are analyzed. The typical composition of porous concrete and its basic physical-mechanical and hydraulic parameters are considered. The optimal ranges of compressive strength of porous concrete (5–30 MPa), volume porosity (15–25 %), and filtration coefficient (2–5.4 mm/s) are determined, which are in good accordance with author’s experimental results (permeability coefficient 7.4–23.0 mm/s, volume porosity 0.189–0.349 and the compressive strength 4.04–13.85 MPa). The possible influences of cold climatic conditions and the clogging process onto the permeable pavements maintenance are discussed. Different methods of maintenance, including vacuum sweeping and high pressure washing are considered.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/46660
Copyright owner: © Національний університет “Львівська політехніка”, 2019
© Качмар І. З., Жук В. М., 2019
References (Ukraine): 1. Arhin S. A., Madhi R. Optimal mix designs for pervious concrete for an urban area // International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 3, Nо. 12. – 2014. – P. 42–50.
2. Bassuoni M. T., Sonebi M. Pervious concrete: A sustainable drainage solution // Concr., The Concr. Soc. – 2010. – 44. – 14–16.
3. Chandrappa A. K., Biligori K. P. Comprehensive investigation of permeability characteristics of pervious concrete: A hydrodynamic approach // Constr. Build Mater. – 2016. – 123. – P. 627–637.
4. Crouch L. K., Pitt J., Hewitt R. Aggregate effects on pervious portland cement concrete static modulus of elasticity // J. Mater. Civ. Eng. – 2007. – 19. – P. 561–568.
5. Cui X., Zhang J., Huang D., Gon X. Measurement of permeability and the correlation between permeability and strength of pervious concrete // /1st International Conference on Transportation Infrastructure and Materials. – 2016. – P. 885–892
6. Debo T. N., Resse A. J. Municipal stormwater management. – Lewis Publisher. – 1995. – 1154 p.
7. Ferguson B. K. Porous pavements – Integrative studies in water management and land development. – 2005. – 600 p.
8. García L. Á., Schlangen E., Van de Ven M. Induction healing of asphalt mastic and porous asphalt concrete // Contents lists available at ScienceDirect “Construction and Building Materials” (2011): р. 3746–3752.
9. Georgia stormwater management manual // AMEC Earth and Environmental Center for Watershed Protection. – Vol. 2: Technical Handbook. – 2001. – 844 р.
10. Houle K. M., Roseen R. M., Ballestero T. P., Briggs J. F., Houle J. J. Examinations of pervious concrete and porous asphalt pavements performance for stormwater management in Northern climates // Proc., World Environmental and Water Resources Congress, Great Rivers, 2009. – Р. 1105–1122.
11. Patil V. R., Gupta A. K., Desai D. B. Use of pervious concrete in construction of pavement improving their performance // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. – 2009. – № 2 p. 54-56.
12. Pindado M. A., Aguado A., Josa A. Fatigue behavior of polymer modified porous concretes // Cem. Concr. Res. – 1999. – 29. – p. 1077–1083.
13. Poulikakos L. D. et al. Mechanical properties of porous asphalt. Recommendations for standardization // Swiss Federal Laboratory for Materials Testing and Resarch. Switzerland. – 2006. – 110 p.
14. Schaefer V., Wang K., Suleiman M., Kevern J. Mix design development for pervious concrete in cold weather climates // National Concrete Pavement Technology: Final Report. – 2006. – 85 p.
15. Sonebia M., Bassuonib M., Yahiac A. Pervious concrete: Mix design, properties and applications // RILEM Technical Letters. – 2016. – р. 109–115.
16. Tennis P. D., Leming M. L., Akers D. J. Pervious concrete pavement // Portland Cement Association, Skokie, Illinois, and National Ready Mixed Concrete Association, USA. – 2004. – 36 p.
17. Wanielista M., Chopra M., Spence J., Ballock C. Construction and maintenance assessment of pervious concrete pavements // Stormwater Management Academy University of Central Florida, Orlando: Final Report. – 2007. – 182 p.
18. Weiss P. T., Kayhanian M., Khazanovich L., Gulliver J. S. Permeable pavements in cold climates: State of the art and cold climate case studies. Report. Minnesota. USA. – 2015. – 375 p.
19. Жук В. М., Бошота В. В. Теоретичне дослідження залежності висоти наповнення ексфільтраційної траншеї від розрахункової тривалості дощу // Вісн. Нац. ун-ту “Львів. політехніка” “Теорія і практика будівництва”. – 2012. – № 742. – С. 249–256.
20. Жук В. М., Качмар І. З. Теоретичний розрахунок накопичення поверхневого стоку на поверхні водопроникних удосконалених покриттів // Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка” “Теорія і практика будів- ництва”. – 2015. – № 823. – С. 122–128.
21. Качмар І. З., Жук В. М., Вовк Л. І. Експериментальні дослідження гідравлічних та фізико-механічних характеристик зразків з пористого водопроникного бетону // Ресурси природних вод Карпатського регіону / Проблема охорони та раціонального використання: Матеріали П’ятнадцятої міжнародної науково-практичної конференції: Збірник наукових статей – Львів: НУ “Львівська політехніка”, 2016. – С. 171–174.
22. Ткачук О. А., Шевчук О. В. Конструктивні особливості інфільтраційних майданчиків з водопро- никними покриттями // Науково-технічний, виробничий та інформаційно-аналітичний журнал “Наука та будівництво”, Київ. – 2016. – 1(7). – С. 38–41.
23. Ткачук С. Г., Жук В. М. Регулювання дощового стоку в системах водовідведення: монографія. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2012. – 216 с.
References (International): 1. Arhin S. A. and Madhi R. (2014), “Optimal mix designs for pervious concrete for an urban area”, International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 3, No 12, pp. 42–50.
2. Bassuoni M. T. and Sonebi M. (2010), “Pervious concrete: A sustainable drainage solution”, Concr., The Concr. Soc., No 44, pp. 14–16.
3. Chandrappa A. K. and Biligori K. P. (2016), “Comprehensive investigation of permeability characteristics of pervious concrete: A hydrodynamic approach”, Constr. Build Mater., No 123, pp. 627–637.
4. Crouch L. K., Pitt J. and Hewitt R. (2007), “Aggregate effects on pervious portland cement concrete static modulus of elasticity”, J. Mater. Civ. Eng., No 19., pp. 561–568.
5. Cui X., Zhang J., Huang D. and Gon X., (2016), “Measurement of permeability and the correlation between permeability and strength of pervious concrete”, 1st International Conference on Transportation Infrastructure and Materials, pp. 885 – 892.
6. Debo T. N. and Resse A. J., (1995), Municipal stormwater management, Lewis Publisher, 1154 p.
7. Ferguson B. K. (2005), Porous pavements, CRC Press, Boca Raton, 577 p.
8. García L. Á., Schlangen E. and Van de Ven M., (2011), “Induction healing of asphalt mastic and porous asphalt concrete”, Contents lists available at ScienceDirect “Construction and Building Materials”, pр. 3746-3752.
9. Georgia stormwater management manual: Technical Handbook (2001): AMEC Earth and Environmental Center for Watershed Protection, Vol. 2, 844 р.
10. Houle K. M., Roseen R. M., Ballestero T. P., Briggs J. F. and Houle J. J. (2009), “Examinations of pervious concrete and porous asphalt pavements performance for stormwater management in Northern climates”, Proc., World Environmental and Water Resources Congress, Great Rivers, pр. 1105–1122.
11. Patil V. R., Gupta A. K. and Desai D. B (2009), “Use of pervious concrete in construction of pavement improving their performance”, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, No 2, pp. 54-56.
12. Pindado M. A., Aguado A. and Josa A. (1999), “Fatigue behavior of polymer modified porous concretes”, Cem. Concr. Res., No 29, pp. 1077–1083.
13. Poulikakos L. D. et al. (2006), “Mechanical properties of porous asphalt. Recommendations for standardization”, Swiss Federal Laboratory for Materials Testing and Resarch, Switzerland, 110 p.
14. Schaefer V., Wang K., Suleiman M. and Kevern J.( 2006), “Mix design development for pervious concrete in cold weather climates”, National Concrete Pavement Technology: Final Report, 85 p.
15. Sonebia M., Bassuonib M. and Yahiac A. (2016), “Pervious concrete: Mix design, properties and applications”, RILEM Technical Letters, No1, pр. 109–115.
16. Tennis P. D., Leming M. L. and Akers D. J. (2004), Pervious concrete pavement: Portland Cement Association and National Ready Mixed Concrete Association, Skokie, Illinois, USA, 36 p.
17. Wanielista M., Chopra M., Spence J. and Ballock C. (2007), Construction and maintenance assessment of pervious concrete pavements: Stormwater Management Academy University of Central Florida, Orlando, 182 p.
18. Weiss P. T., Kayhanian M., Khazanovich L. and Gulliver J. S. (2015), Permeable pavements in cold climates: State of the art and cold climate case studies, Report. Minnesota, USA, 375 p.
19. Zhuk V. M. and Boshota V. V. (2012), “Teoretychne doslidzhennja zalezhnosti vysoty napovnennja eksfiljtracijnoji transheji vid rozrakhunkovoji tryvalosti doshсu”. [Theoretical study of the dependence of the height of filling of the exfiltration trench from the estimated rain duration], Visn. Nac. un-tu “Lviv. politekhnika” “Teorija i praktyka budivnyctva”, Lviv: NU “Lvivs’ka politekhnika”, No 742, pp. 249–256 [in Ukrainian].
20. Zhuk V. M. and Kachmar I. Z. (2015), “Teoretychnyj rozrakhunok nakopychennja poverkhnevogho stoku na poverkhni vodopronyknykh udoskonalenykh pokryttiv”. [Theoretical calculation of the accumulation of surface runoff on the surface of permeable pavement], Visn. Nac. un-tu “Lviv. politekhnika” “Teorija i praktyka budivnyctva”, Lviv: NU “Lvivs’ka politekhnika”, No 23, pp. 122–128 [in Ukrainian].
21. Kachmar I. Z., Zhuk V. M. and Vovk L. I. (2016), “Eksperymentaljni doslidzhennja ghidravlichnykh ta fizyko-mekhanichnykh kharakterystyk zrazkiv z porystogho vodopronyknogho betonu”. [Experimental studies of hydraulic and physical-mechanical characteristics of samples from porous concrete], Resursy pryrodnykh vod Karpatsjkogho reghionu, Problema okhorony ta racionaljnogho vykorystannja. Materialy P'jatnadcjatoji mizhnarodnoji naukovo-praktychnoji konferenciji: Zbirnyk naukovykh statej, Lviv: NU “Lvivska politekhnika”, No 15, pp. 171–174 [in Ukrainian].
22. Tkachuk O. A. and Shevchuk O. V. (2016), “Konstruktyvni osoblyvosti infiljtracijnykh majdanchykiv z vodopronyknymy pokryttjamy”. [Constructive features of infiltration areas with water-permeable pavement], Naukovo-tekhnichnyj, vyrobnychyj ta informacijno-analitychnyj zhurnal “Nauka ta budivnyctvo”, Kyjiv, No 1(7), pp. 38–41 [in Ukrainian].
23. Tkachuk S. G., Zhuk V. M. (2012), Reghuljuvannja doshhovogho stoku v systemakh vodovidvedennja: monoghrafija. [Regulation of rain drainage in sewage systems: monograph], Lviv: Vydavnyctvo Lvivskoji politekhniky, 216 p. [in Ukrainian].
Content type: Article
Appears in Collections:Теорія і практика будівництва. – 2019. – №912



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.