Evaluation of the influence of the glass fiber mesh on the deflection basin parameters of a flexible pavement located in the area of mining activity

• Autorzy: Kałuża Mateusz , Kotasiński Mirosław , Bzówka Joanna

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.145284

Warianty tytułu

PL

Ocena wpływu wzmocnienia siatką z włókna szklanego na wartości parametrów krzywizny czaszy ugięć dla nawierzchni podatnej poddanej oddziaływaniom górniczym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rehabilitation treatments applied to a local road prone to terrain subsidence from mining excavation should be designed considering cost-efficient and effective reinforcement solutions. In the analysed case, a glass-fibre mesh was applied under asphalt concrete layers in 2008, in one lane while another was left without the reinforcement. The main objective of this paper was to investigate the effectiveness of reinforcement by analysing the amount of produced on the pavement and the influence on pavement deflection. It was found that the reinforcement retracted the number of cracks, however, did not affect the bearing capacity. The influence of the applied geosynthetic was manifested in the values of the radius of curvature. The overall technical state of the road requires immediate treatment and the applied reinforcement proved obsolete because in this particular case of road located in the mining active terrain the glass fiber mesh did not prolong the life of the pavement.

PL

Remonty oraz przebudowy dróg zlokalizowanych na obszarach występowania oddziaływań górniczych, powinny uwzględniać efektywne oraz ekonomiczne uzasadnione rozwiązania. W analizowanym przypadku na odcinku drogi powiatowej zabudowano siatkę z włókna szklanego pod warstwami bitumicznymi, podczas remontu w 2008 roku, w taki sposób, że jeden pas drogi został wzmocniony siatką, natomiast drugi pozostawiono bez wzmocnienia. Zasadniczym celem pracy było sprawdzenie efektywności wzmocnienia w zakresie redukcji uszkodzeń nawierzchni oraz wpływ na ugięcia nawierzchni i wskaźniki krzywizny czaszy ugięć. Zaobserwowano wyraźny wpływ na obniżenie ilości spękań nawierzchni, jednak bez poprawy nośności drogi. W zakresie wskaźników krzywizny czaszy ugięć, wpływ wzmocnienia został zaobserwowany w wartościach promienia krzywizny (RoC). Stan techniczny jezdni kwalifikuje drogę do natychmiastowego remontu lub przebudowy. Zastosowane rozwiązanie nie wpłynęło wyraźnie na poprawę trwałości odcinka drogi, jednak przeprowadzone obserwacje stanowią interesujący wstęp do dalszych badań.

Słowa kluczowe

EN

glass fiber mesh; mining subsidence; flexible pavement; reinforcement; terrain subsidence; FWD; deflection basin parameters

PL

teren górniczy; siatka z włókna szklanego; osiadanie terenu; nawierzchnia podatna; wzmocnienie; FWD; parametr krzywizny; czasza ugięć

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 2
• Strony: 551--569
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kałuża Mateusz

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9761-9066

autor

Kotasiński Mirosław

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5588-0741

autor

Bzówka Joanna

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1765-7354

Bibliografia

• [1] M. Zięba, P. Kalisz, and M. Grygierek, “The impact of mining deformations on road pavements reinforced with geosynthetics”, Archives of Mining Sciences, vol. 65, no. 4, pp. 751-767, 2020, doi: 10.24425/ams.2020.134145.
• [2] W. Janusz, J. Zych, and M. Chudek, “Studium dotyczące stanu rozpoznania tworzenia się i prognozowania deformacji nieciągłych pod wpływem podziemnej eksploatacji złóż [Case study over genesis and prediction of non-linear surface deformation from underground deposit excavation]”, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Seria Górnictwo, vol. 866, no. 141, pp. 161-168, 1988.
• [3] J. Kwiatek, Obiekty budowlane na terenach górniczych [Construction objects in a mining subsidence area]. Główny Instytut Górniczy, 2007.
• [4] T. Głowacki and W. Milczarek, “Powierzchniowe deformacje wtórne dawnych terenów górniczych [Secondary surface deformations from former mining excavation]”, Mining Science, vol. 20, pp. 39-55, 2013, doi: 10.5277/gig132004.
• [5] M. Salamak, A. Radziecki, and J. Weseli, “Monitoring of highway bridges in areas under mining exploitation influence”, in 5th International Conference on Current and Future Trends in Bridge Design, Construction and Maintenance, 17-18 September 2007, Beijing, China. ICE Publishing, 2007, pp. 469-478, doi: 10.1680/bdcam.35935.0051.
• [6] P. Zieliński, “Investigations of fatigue of asphalt layers with geosyntetics”, Archives of Civil Engineering, vol. 59, no. 2, pp. 247-263, 2013, doi: 10.2478/ace-2013-0013.
• [7] J. Kawalec, M. Grygierek, E. Koda, and P. Osiński, “Lessons learned on geosynthetics applications in road structures in Silesia mining region in Poland”, Applied Sciences, vol. 9, no. 6, pp. 1-14, 2019, doi: 10.3390/app9061122.
• [8] E. Pietrzyk-Sokulska, R. Uberman, and J. Kulczycka, “The impact of mining on the environment in Poland - myths and reality”, Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management, vol. 31, no. 1, pp. 45-64, 2015, doi: 10.1515/gospo-2015-0009.
• [9] M. Borecki, Ochrona powierzchni przed szkodami górniczymi. [Surface protection against mining activity]. Wydawnictwo Śląsk, 1980.
• [10] S. Węgliński, M. Flieger-Szymańska, M. Just, and D. Krawczyk, “Ground improvement and rebuild of a district roadin complex geotechnical-engineering conditions - case study”, Archives of Civil Engineering, vol. 68, no. 2, pp. 63-82, 2022, doi: 10.24425/ace.2022.140630.
• [11] A. Miłkowski, Z. Pilecki, K. Kłosek, and M. Tondera, “Autostrada A1 zaprojektowana na dziurawym podłożu cz. 2. [A1 highway designed in a mining area - part 2]”, Magazyn Autostrady, no. 5, pp. 159-160, 2010.
• [12] K. Kłosek, J. Sobolewski, and J. Ajdukiewicz, “Protection systems of high tensile strength geosynthetics reinforcement together with electronic permanent monitoring used in several sections of A1 Motorway situated in heavy mining active terrain in Poland”, Transportation Overview, vol. 5, pp. 20-25, 2011.
• [13] J. Kawalec, K. Chlipalski, and M. Grygierek, “Komunikacyjne obiekty liniowe na terenach górniczych. [Roads in a mining subsidence area]”, Magazyn Autostrady, no. 3, pp. 35-42, 2015.
• [14] J. Górszczyk and S. Gaca, “The influence of the carbo-glass geogrid-reinforcement on the fatigue life of the asphalt pavement structure”, Archives of Civil Engineering, vol. 58, no. 1, pp. 97-113, 2012, doi: 10.2478/v.10169-012-0006-z.
• [15] Z. Liu and H. Ling, “Performance of geosynthetic-reinforced asphalt pavements”, Journal of Geotechnical and Geoenviromental Engineering, vol. 127, no. 2, pp. 177-184, 2001, doi: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:2(177).
• [16] H. Ling and H. Liu, “Finite element studies of asphalt concrete pavement reinforced with geogrid”, Journal of Engineering Mechanics, vol. 129, no. 7, pp. 801-811, 2003, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2003)129:7(801).
• [17] L. Nguyen, J. Blanc, J.Kerzerho, and P. Hornych, “Review of glass fibre grid use for pavement reinforcement and APT experiments at IFSTTAR”, Road Materials and Pavements Design, vol. 14, pp. 287-308, 2013, doi: 10.1080/14680629.2013.774763.
• [18] L. Jong-Hoon, B. Seung-Beom, L. Kang-Hoon, K. Jo-Soon, and J. Jin-Hoon, “Long time performance of fibre-grid-reinforced asphalt overlay pavements. A case study of Korean national highways”, Journal of Traffic and Transportation Engineering, vol. 6, no. 4, pp. 366-382, 2019, doi: 10.1016/j.jtte.2018.01.008.
• [19] I. Arsenie, C. Chazallon, J. Duchez, and P. Hornych, “Laboratory characterisation of the fatigue behaviour of glass-fibre grid-reinforced asphalt concrete using 4PB tests”, Road Materials and Pavement Design, vol. 18, no. 1, pp. 168-180, 2017, doi: 10.1080/14680629.2016.1163280.
• [20] P. Jaskuła, D. Ryś, M. Stienss, C. Szydłowski, M. Gołos, and J. Kawalec, “Fatigue performance of double-layered asphalt concrete beams reinforced with new type of geocomposites”, Materials, vol. 14, no. 9, 2021, doi: 10.3390/ma14092190.
• [21] GDDKiA, System oceny stanu nawierzchni. Wytyczne stosowania. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, 2002.
• [22] GDDKiA, Diagnostyka stanu nawierzchni i wybranych elementów korpusu drogi - wytyczne stosowania. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, 2019.