Wybrane zagadnienia dynamiki nawierzchni drogowej podatnej. Zastosowanie mes przy wykorzystaniu programu ABAQUS

• Autorzy: Tutka P. , Nagórski R.

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of the dynamics of a flexible pavement. Application of the fem using the ABAQUS program

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowym celem pracy jest budowa modelu numerycznego nawierzchni drogowej służącego do analizy dynamicznej wraz z jego walidacją i analizą czynników mających wpływ na poprawność wyników. Dodatkowo celem jest zbadanie wpływu efektów dynamicznych na ugięcia i kluczowe odkształcenia przy wymiarowaniu nawierzchni w porównaniu z wynikami analizy statycznej MES i wynikami obliczeń za pomocą programu VEROAD (przy wykorzystaniu metod analitycznych). Do wyznaczenia stanu przemieszczeń i odkształceń został użyty program ABAQUS/Explicit. Zastosowano model trójwymiarowy MES, tj. przyjęto obszar 3D modelowany elementami skoń-czonymi, dokonano wyznaczenia rozmiarów tego obszaru wraz z odpowiednimi warunkami brzegowymi. Zamodelowano dwie drogowe konstrukcje nawierzchni, o liniowo-sprężystych własnościach materiałowych. Wpływ lepko-sprężystości warstw asfaltowych został uwzględniony przez przyjęcie modułów dynamicznych sztywności jako modułów sprężystości. W obliczeniach uwzględniono dwie prędkości obciążenia odpowiadające ruchowi pojazdów ciężkich – małą prędkość 5 km/h i typową 60 km/h. Wykazano, że przy przyjętych założeniach i danych wpływ efektów dynamicznych w porównaniu do modeli statycznych jest praktycznie pomijalnie mały.

EN

The main purpose of the paper is to create a numerical model for pavement dynamic analysis, including its validation and analysis of the factors affecting the correctness of the results. Another aim is to examine the impact of dynamic effects on the deflections and key strains, with a comparison to the results of the static FEM analysis and results of computation from VEROAD program (using analytical methods). ABAQUS/Explicit program was used to determine key components of displacements and strains. A 3D FE model was applied. Studies included determination of the size of the domain modeled by finite elements and boundary conditions. Two pavement models were analysed and linear-elastic material properties were assumed. Viscoelastic properties of asphalt layers were taken into account by the use of dynamic stiffness modulus as elastic modulus. The experimental program for this study included two different load speeds corresponding to the traffic of heavy vehicles – the small speed 5 km/h and typical one 60 km/h. It has been proved that for assumed data the dynamic effects in comparison to static behavior of the pavement can be neglected.

Słowa kluczowe

PL

nawierzchnia drogowa; Abaqus; MES; dynamika

EN

road surface; ABAQUS; MES; dynamics

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 22, nr 12
• Strony: 1588--1594, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Tutka P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej; al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

autor

Nagórski R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej; al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

Bibliografia

• 1. Hopman P. C. The visco-elastic multilayer program VEROAD. HERON, 41 (1), 1996
• 2. Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych. GDDP – IBDiM, Warszawa 2001
• 3. Nagórska M.: On certain method of domain for finite element modeling of the layered elastic half-space in the static analysis of flexible pavement Archives of Civil Engineering, LVIII, 4, 2012.
• 4. Nagórski R., Błażejowski K., Nagórska M..: Studium właściwości mechanicznych konstrukcji nawierzchni drogowej podatnej z uwzględnieniem trwałości. Zagadnienia wybrane. Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej Polskiej Akademii Nauk, Warszawa 2014
• 5. Nagórski R., Nagórska M..: Weryfikacja modeli skończenie elementowych w analizie statycznej konstrukcji nawierzchni drogowych podatnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014
• 6. Piłat J., Radziszewski P.: Nawierzchnie asfaltowe. WKŁ, Wyd. II, Warszawa 2007
• 7. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dn. 14 maja 1999 r.)