Evaluation of skid resistance of exposed aggregate concrete pavement in the initial exploitation period

• Autorzy: Wasilewska M. , Gardziejczyk W. , Gierasimiuk P.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.017.019

Warianty tytułu

PL

Ocena właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni betonowych z odkrytym kruszywem w początkowym okresie ich użytkowania

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono ocenę właściwości przeciwpoślizgowych w początkowym okresie użytkowania na podstawie zmian makrotekstury i mikrotekstury, określonych za pomocą urządzeń CTM (ang. Circular Texture Meter) i DFT (ang. Dynamic Friction Tester) na dwóch odcinkach testowych na drodze ekspresowej S8 o nawierzchni betonowej z odkrytym kruszywem. Pomiary parametru MPD (ang. Mean Profile Depth) i współczynnika tarcia DFT20 wykonano po 2 i 6 tygodniach po wykonaniu nawierzchni oraz po 3 i 16 miesiącach od oddania do ruchu. W tym okresie nie zarejestrowano zmian w makroteksturze nawierzchni. Natomiast istotne zmiany zanotowano w mikroteksturze. Najniższe wartości DFT20, ustalone po 2 tygodniach, świadczą o zjawisku śliskości powykonawczej. Przyczyną takiego stanu mogą być pozostałości po środkach chemicznych stosowanych do pielęgnacji betonu. Na skutek działania czynników atmosferycznych i ruchu następuje usuwanie środka chemicznego z powierzchni i ustabilizowanie się współczynnika tarcia na pewnym poziomie. Pomiędzy 3 a 16 miesiącem użytkowania odnotowano około 20% spadek współczynnika tarcia. Uzyskane wyniki odniesiono do klasyfikacji opracowanej w Stanach Zjednoczonych na podstawie międzynarodowego wskaźnika tarcia IFI (ang. International Friction Index).

EN

The paper presents the evaluation of skid resistance of pavements in their early life on the basis of macrotexture and microtexture changes determined with the Circular Texture Meter (CTM) and the Dynamic Friction Tester (DFT). Tests were performed on two test pavement sections made from exposed aggregate concrete on S8 expressway located in Poland. The relevant parameters, namely the Mean Profile Depth MPD and the friction coefficient DFT20 were measured after two and six weeks from pavement construction and then after three and sixteen months of traffic loads. No changes to the macrotexture were observed in these periods. However, significant changes were observed in the microtexture. The lowest values of DFT20 were determined two weeks from paving, indicating the effect of increased slipperiness just after placement. This lower initial friction coefficient DFT20 can be attributed to the presence of curing agent residue. Such residues are gradually removed from the pavement surface by weathering and trafficking and then the value of DFT20 stabilizes and stays constant at a certain level. The coefficient of friction decreased by ca. 20% in the period between the third and the sixteenth month of trafficking. Finally, the results of evaluation were compared with the classification system developed in the U.S., based on the International Friction Index IFI.

Słowa kluczowe

PL

makrotekstura; międzynarodowy wskaźnik tarcia; mikrotekstura; nawierzchnie betonowe z odkrytym kruszywem; właściwości przeciwpoślizgowe; współczynnik tarcia

EN

exposed aggregate concrete; friction coefficient; International Friction Index; macrotexture; microtexture; pavement; skid resistance

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 16, no. 4
• Strony: 295--308
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wasilewska M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok

autor

Gardziejczyk W.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok

autor

Gierasimiuk P.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok

Bibliografia

• 1. Gardziejczyk W.: Tekstura nawierzchni drogowych – metody pomiaru, wskaźniki oceny i jej wpływ na hałas toczenia. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 1, 2, 2002, 5-29
• 2. Hall J.W., Smith K.L., Titus-Glover L., Wambold J.C., Yager T.J., Rado Z.: Guide for Pavement Friction, Final Report for NCHRP Project 01-43, 2009
• 3. Kokkalis A.G., Panagouli O.K.: Fractal evaluation of pavement skid resistance variations. I: Surface Wetting. Chaos, Solitons and Fractals, 9, 11, 1998, 1875-1890
• 4. Kokkalis A.G., Panagouli O.K.: Fractal evaluation of pavement skid resistance variations. II: Surface Wear. Chaos, Solitons and Fractals, 9, 11, 1998, 1891-1899
• 5. Wasilewska M.: Analiza właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni drogowych w początkowym okresie ich eksploatacji. Budownictwo i Architektura, 13, 4, 2015, 285-292
• 6. Ogólne Specyfikacje Techniczne, Nawierzchnia z betonu cementowego. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2014
• 7. Hall J.W., Smith K.L., Littleton P.: Texturing of Concrete Pavements. NCHRP Report 634, American Association of State Highway, Transportation Officials, Federal Highway Administration, Washington, D.C., USA, 2009
• 8. Szydło A.: Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego. Teoria, Wymiarowanie, Realizacja. Polski Cement Sp. z o.o., Kraków, 2004
• 9. Guada I.M., Rezaei A., Harvey J.T., Spinner D.: Evaluation of Grind and Groove (Next Generation Concrete Surface). Pilot Projects in California, Report No.: UCPRC-RR-2013-01, 2013 http://www.ucprc.ucdavis.edu/PDF/UCPRC-RR-2013-01.pdf
• 10. Skarabis J., Stockert U.: Noise emission of concrete pavement surfaces produced by diamond grinding. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2, 2, 2015, 81-92
• 11. Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych. Załącznik do zarządzenia Nr 30 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.
• 12. Haider M., Wehr R., Conter M., Kriegisch M., Gasparoni S.: Texture and noise characteristics of exposed aggregate concrete road surfaces. 12th International Symposium on Concrete Roads, Praga, 2014
• 13. Sandberg U.: Noise characteristics of an exposed aggregate cement concrete surface. 14th International Congress of Sound & Vibration, Cairns, Australia, 2007
• 14. Sommer H.: Longtime experience with exposed aggregate surfaces in Austria. Theme 3 - Pavement Performance and Evaluation. 8th International Symposium on Concrete Roads, Lizbona, Portugalia, 1998, 117-121
• 15. Chandler J.W.E., Phillips S.M., Roe P.G., Viner H.E.: Quieter concrete roads: construction, texture, skid resistance and noise. TRL Report 576, 2003
• 16. PN-EN 933-3:2012 Badania geometrycznych właści- wości kruszyw – Część 3: Oznaczanie kształtu ziarn za pomocą wskaźnika płaskości
• 17. PN-EN 933-4:2008 Badania geometrycznych właści- wości kruszyw – Część 4: Oznaczanie kształtu ziarn – Wskaźnik kształtu
• 18. Gardziejczyk W., Gierasimiuk P.: Influence of texturing method on tyre/road noise of cement concrete pavement. International Journal of Pavement Engineering, 2016, 1-16
• 19. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Wodnej z dnia 2 marca 1999 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (z późniejszymi zmianami. Dziennik Ustaw RP z 2016 roku, poz. 124)
• 20. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 16 stycznia 2002 r. w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących autostrad płatnych. Dziennik Ustaw RP z 2002 roku, nr 12, poz. 116
• 21. Gwarancja Jakości. Dokument wzorcowy, 21.07.2015, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, 2015
• 22. Wasilewska M., Gardziejczyk W., Gierasimiuk P.: Evaluation of Skid Resistance Using CTM, DFT and SRT-3 Devices. 6th Transport Research Arena TRA2016, Warszawa, 2016, 3050-3059
• 23. Wasilewska M., Gardziejczyk W., Gierasimiuk P., Motylewicz M.: Ocena właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni drogowych przy wykorzystaniu urządzeń TWO, CTM i DFT. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 33, 63, nr 1 – t.2, 2016, 375-382
• 24. Kowalski K.J., Olek J., McDaniel R.S.: Laboratoryjna ocena właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni asfaltowych. 54. Konferencja naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu Nauki PZITB, Białystok-Krynica, 2008, 63-71
• 25. ASTM E2157: Standard Test Method for Measuring Pavement Macro-texture Properties Using the Circular Track Meter. ASTM International, 2015
• 26. ASTM E1911: Standard Test Method for Measuring Paved Surface Frictional Properties Using the Dynamic Friction Tester. ASTM International, 2009
• 27. Hall J.W., Smith K.L., Titus-Glover L., Wambold J.C., Yager T.J., Rado Z.: Guide for pavement friction. NCHRP, Contractor’s Final Report NCHRP Project 01-43, Transportation Research Board of the National Academies, 2009
• 28. PN-EN 1097-8:2009 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 8: Oznaczanie polerowalności kamienia
• 29. Gardziejczyk W., Wasilewska M.: Evaluation of microtexture changes of coarse aggregate during simulated polishing. Archives of Civil Engineering, 62, 2, 2016, 19-34
• 30. ASTM E1960 - 07 Standard Practice for Calculating International Friction Index of a Pavement Surface. ASTM International, 2015
• 31. Wambold J.C., Antle C.E., Henry J.J., Rado Z.: International PIARC Experiment to Compare and Harmonize Texture and Skid Resistance Measurements, 1995

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).