Naprężeniowe kryterium kształtowania grubości warstw w długowiecznej nawierzchni z betonu asfaltowego

• Autorzy: Szwed A.

Warianty tytułu

EN

Stress based criterion for prediction of layer thickness in long-life asphalt pavement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono propozycję dwuetapowego wstępnego wymiarowania nawierzchni długowiecznej. Pierwszym etapem jest oszacowanie wypadkowej sztywności na zginanie układu warstw z betonu asfaltowego spoczywających poprzez podbudowę na podłożu gruntowym. W tym celu stosujemy model półprzestrzeni warstwowej będącej w stanie symetrii osiowej pod obciążeniem kołem. Sztywność wypadkowa dobierana jest na podstawie warunku ograniczającego pionowe odkształcenia lub naprężenia w punkcie na górze podłoża gruntowego w osi zadanego obciążenia. Następnie stosuje się uproszczony model zginania przekroju płyty warstwowej złożonej z trzech warstw betonu asfaltowego o różnych grubościach i sztywnościach. Stąd wyznaczane są względne grubości i sztywności na podstawie kryterium równych naprężeń w dolnych włóknach warstw rozciąganych. Uzyskane zależności są w postaci zamkniętych wzorów matematycznych. Jednocześnie spełniany jest warunek równości wypadkowej sztywności na zginanie warstw w celu uniknięcia przeciążenia podłoża gruntowego.

EN

A two-step procedure for preliminary dimensioning of long-life asphalt pavement is proposed in the paper. In the first step resultant stiffness of the three-layer system supported by a base layer and subgrade is estimated. For this purpose the problem is analysed as a 3D axially symmetric elastic problem. Equivalent stiffness of the homogeneous pavement is determined in order to reduce stress or strain in the subgrade under the applied vertical load. Then simplified model of the cross-section of three-layer composite slab is used to find proportioning of the layers’ thickness and stiffness. Criterion of equality of tensile stresses at the bottom of layers is used to derive thicknesses of the asphalt concrete layers. As a result closed-form mathematical formulas are obtained. In addition criterion of equivalent bending stiffness of three-layer system is kept constant to reduce contact stress at the subgrade level.

Słowa kluczowe

PL

nawierzchnia z betonu asfaltowego; nawierzchnia drogowa

EN

surface of asphalt concrete; road surface

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 10458--10466
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., pełny tekst na CD 3

Twórcy

autor

Szwed A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

Bibliografia

• 1. Brown S.F., An introduction to the analytical design of bituminous pavements. University of Nottingham1980.
• 2. Jemioło S., Szwed A., Zagadnienia statyki sprężystych półprzestrzeni warstwowych. Seria Monografie Zakładu Wytrzymałości Mat., Teorii Sprężystości i Plast., Tom 2, Warszawa 2013.
• 3. Judycki J., Jaskuła P., Nowoczesne nawierzchnie asfaltowe. XLVII Techniczne Dni Drogowe, str. 75-94, Szczyrk 2004.
• 4. Long-life asphalt pavements: Technical version, European Asphalt Pavement Association. Brussels 2007.
• 5. Nagórski R., Błażejowski K., Marczuk K., Comparative analysis of strains and durability of asphalt pavement of perpetual and standard type. Roads and Bridges, Vol. 11, pp. 269-280, 2012.
• 6. Newcomb, D.E., Buncher M., Huddleston I.J., Concepts of perpetual pavements. Perpetual Bituminous Pavements, Transportation Research Circular No. 503, pp. 4-11, Washington 2001.
• 7. Newcomb, D.E., Willis R., TimmD.H., Perpetual Asphalt Pavements. A Synthesis, Asphalt Pavement Alliance IM-40, Lanham 2010.
• 8. Nunn, M.E., Brown A., Weston D., Nicholls J.C., Design of long-life flexible pavements for heavy traffic, Report No. 250, Transportation Research Laboratory, Berkshire 1997.
• 9. Park H., Kim J., Kim Y., Lee H.,Determination of the thickness for long-life asphalt pavements. Proc. of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.5, pp. 791-802, 2005.
• 10. Prowell B.D, et. al., Validating the fatigue endurance limit for hot mix asphalt. NCHRP Report 646, Transportation Research Board, Washington 2010.
• 11. Szwed A., Wpływ rozkładu sztywności na odkształcenia i naprężenia w trójwarstwowym układzie konstrukcji nawierzchni. Logistyka 6/2014