Experimental investigation of loading frequency influence on a strength of asphalt interlayer bonding

• Autorzy: Górszczyk Jarosław , Malicki Konrad

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.131783

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne badania wpływu częstotliwości obciążeń cyklicznych na nośność połączeń warstw asfaltowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a new approach to testing the strength of asphalt interlayer bonding. Two loading methods were used: static load and cyclic load. Before carrying out static shear strength tests, the interlayer bonding was subjected to cyclic loads with a constant number of cycles but with different frequencies. A number of layered samples with and without geosynthetic interlayers were tested at the set temperature. The comparative analyses allowed to determine the functions approximating the impact of the cyclic load frequency on the static strength of bonding at selected interlayer contact conditions. It was also possible to indicate the frequency of cyclic load at which this parameter has the largest and smallest impact on the static strength of the asphalt interlayer bonding.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań wpływu obciążeń cyklicznych o różnych częstotliwościach na wartości statycznej wytrzymałości na ścinanie połączeń międzywarstwowych mieszanek mineralno-asfaltowych. Badaniom poddano próbki warstwowe z połączeniami z geosyntetyczną warstwą pośrednią oraz bez tej warstwy. Badania statyczne przeprowadzono wg metody Leutnera. Częstotliwości obciążeń cyklicznych dobrano w taki sposób, aby nawiązywały do rzeczywistych prędkości ruchu pojazdów samochodowych, a charakterystykę cyklu obciążenia ustalono tak, aby naprężenia styczne w strefie kontaktu odpowiadały naprężeniom stycznym w konstrukcji nawierzchni od obciążenia kołem pojazdu ciężkiego.

Słowa kluczowe

EN

asphalt mixture; interlayer bonding; static shear strength; static loading; cycling loading; geosynthetic; geogrid; asphalt reinforcement; laboratory investigation

PL

mieszanka mineralno-asfaltowa; związanie międzywarstwowe; wytrzymałość na ścinanie; obciążenie statyczne; obciążenie cykliczne; geosyntetyk; geosiatka; zbrojenie; warstwa asfaltowa; badanie laboratoryjne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 1
• Strony: 197--208
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Górszczyk Jarosław

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Cracow, Poland

autor

Malicki Konrad

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. T. Chantachot, W. Kongkitkul, S. Youwai, P. Jongpradist, “Behaviours of geosynthetic-reinforced asphalt pavements investigated by laboratory physical model tests on a pavement structure”, Transportation Geotechnics 8: 103-118, 2016.
• 2. D. Sybilski, T. Mechowski, P. Harasim, “Evaluation of effectiveness of use of FWD for assessment of pavement interlayer bond”, Road and Bridges 2: 41-83 (in Polish), 2007.
• 3. A. Szydło, K. Malicki, “Analysis of the correlation between the static and fatigue test results of the interlayer bondings of asphalt layers”, Archives of Civil Engineering LXII, 1: 83-98, 2016.
• 4. K. Johannsen, “Testing and assessment of bonding conditions of asphalt pavements”, PHD thesis, Technische Universität Dresden, Germany, 2012.
• 5. F. Canestrari, G. Ferrotti, X. Lu, A. Millien, M. N. Partl, Ch. Petit, A. Phelipot-Mardele, H. Piber, Ch. Raab, “Mechanical Testing of Interlayer Bonding in Asphalt Pavements”, In: Partl M. et al. (eds) Advances in Interlaboratory Testing and Evaluation of Bituminous Materials. RILEM State-of-the-Art Reports, vol 9. Springer, Dordrecht 2013.
• 6. J. Górszczyk, K. Malicki, T. Zych, “Application of Digital Image Correlation (DIC) Method for Road Material Testing”, Materials 12, 2349: 1-19, 2019.
• 7. N. Sudarsanan, R. Karpurapu, V. Amirthalingam, “An investigation of the interface bond strength of geosynthetic-reinforced aspahlt concrete using Leutner shear test”, Construction and Building Materials 186: 423-437, 2018.
• 8. J. Górszczyk, K. Malicki, “Comparison of temperature distributions in road pavement obtained in field tests and using transient thermal analysis”, MATEC Web Conf. 262, 05007: 1-6, 2019.
• 9. W. Zhang, “Effect of tack coat application on interlayer shear strength of asphalt pavement: A state-of-the-art review based on application in the United States”, International Journal of Pavement Research and Technology 10: 434-445, 2017.
• 10. J. Górszczyk, S. Gaca, “The influence of the carbo-glass geogrid-reinforcement on the fatigue life of the asphalt pavement structure”, Archives of Civil Engineering LVIII, 1: 97-113, 2012.
• 11. P. Jaskuła, D. Ryś, “Effect of interlayer bonding quality of asphalt layers on pavement performance”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 236, 012005: 1-9, 2017.
• 12. A. Zofka, M. Maliszewski, D. Maliszewska, “Glass and carbon geogrid reinforcement of asphalt mixtures”, Road Materials and Pavement Design 18, sup1: 471-490, 2017.
• 13. J. Górszczyk, K. Malicki, “Digital Image Correlation Method in Monitoring Deformation During Geogrid Testing. Fibres & Textiles in Eastern Europe 27, 2(134): 84-90, 2019.
• 14. F. Canestrari, G. Ferrotti, M.N. Partl, E. Santagata, “Advanced testing and characterization of interlayer shear resistence”, TRB 84nd Annual Meeting, Washington DC, 2005.
• 15. P. Jaskuła, “Instrukcja laboratoryjnego badania sczepności międzywarstwowej warstw asfaltowych wg metody Leutnera i wymagania techniczne sczepności”, GDDKiA, Politechnika Gdańska, Gdańsk, (in Polish) 2014.
• 16. Y. Chen, G. Tebaldi, R. Roque, G. Lopp, “Effects Of Trackless Tack Interface On Pavement Top-Down Cracking Performance”, Procedia - Social and Behavioral Sciences 53: 432 - 439, 2012.
• 17. M. Diakhate, Ch. Petit, A. Millien, A. Phelipot-Mardele, B. Pouteau, H. Goacolou, “Interface fatigue cracking in multilayered pavements: Experimental analysis”, 6th Rilem International Conference on Cracking in Pavements. Chicago, 2008.
• 18. K. Malicki, “Analysis of the interlayer bonding in asphalt layers in monotonic and cyclic load conditions”, PHD thesis, Cracow University of Technology, Poland, 2012.
• 19. N. Sudarsanan, R. Karpurapu, V. Amirthalingam, “Investigations on fracture characteristics of geosynthetic reinforced asphalt concrete beams using single edge notch beam tests”, Geotextiles and Geomembranes, https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2019.103461, 2019.
• 20. A. Pożarycki, T. Garbowski, “Laboratory Testing of Fatigue Crack Growth in Geosynthetically Reinforced Large Scale Asphalt Pavement Samples”, Procedia Engineering 57: 922 - 928, 2013.
• 21. J. Górszczyk, K. Malicki, “Three-dimensional finite element analysis of geocell-reinforced granular soil”, Proceedings of the 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, Albena, Bulgaria, Issue 1.2: 735-742, 2018.
• 22. R. Nagórski, “The classification of mechanical models of road pavements”, Archives of Civil Engineering LXIV, 4: 155-170, 2018.
• 23. P. Koziol, M.M. Neves, “Multilayered infinite medium subject to a moving load: Dynamic response and optimisation using coiflet expansion”, Shock and Vibration 19: 1009-1018, 2012.
• 24. J. Górszczyk, W. Grzybowska, “The use of FEM for thermal analyses of the asphalt pavement”, Drogi i Mosty (Roads Bridges) 2011, 10, 7-30. (In Polish).
• 25. H. Hürtgen, “Zum viscoelastischen und viscoplastischen Verhalen von Asphalt”, Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Heft 361, 1982.
• 26. M. Motak, “Rozpoznawcze badania laboratoryjne wpływu obciążenia cyklicznego na nośność połączeń międzywarstwowych mma z geosiatką”, (in Polish) Master thesis, Cracow University of Technology, Poland, 2019.
• 27. A. Krakowska, “Rozpoznawcze badania laboratoryjne wpływu obciążenia cyklicznego na wytrzymałość statyczną połączeń międzywarstwowych mma”, (in Polish) Master thesis, Cracow University of Technology, Poland, 2019.
• 28. ”Geosyntetyki S&P do wzmacniania nawierzchni asfaltowych”, Technical approval IBDiM Nr AT/2008-03-1515, Warsaw, Poland, 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).