Wpływ równości nawierzchni i dynamicznego oddziaływania pojazdów ciężkich na trwałość zmęczeniową nawierzchni podatnych

• Autorzy: Ryś D. , Judycki J. , Jaskuła P.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.87

Warianty tytułu

EN

Influence of road roughness and dynamic effects of commercial vehicles on fatigue life of flexible pavements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas ruchu pojazdu obserwuje się odchylenia nacisków osi pojazdów od nacisku statycznego, co jest spowodowane nierównościami nawierzchni. Dynamiczne obciążenia pojazdów w większym stopniu wytężają konstrukcję nawierzchni drogowej. Rozkład obciążeń dynamicznych ma kształt rozkładu normalnego i jest opisywany poprzez obciążenie statyczne oraz wskaźniki dynamiczne DI lub DLC. Wraz z pogorszeniem równości i zwiększeniem prędkości średniej pojazdów rosną maksymalne siły dynamiczne wywierane przez osie pojazdów, zwiększa się zatem ich oddziaływanie na konstrukcję nawierzchni. Celem artykułu jest ocena, w jaki sposób oddziaływania dynamiczne pojazdów ciężkich wynikające z równości nawierzchni wpływają na trwałość zmęczeniową nawierzchni. W artykule wyprowadzono współczynniki dynamicznego oddziaływania pojazdów kd i podano je w funkcji równości nawierzchni i średniej prędkości ruchu pojazdów. Wykazano, że pogorszenie równości nawierzchni określone zmianą wskaźnika IRI do granicy klasy A, czyli do IRI = 2,0 w przypadku dróg klasy A,S i GP oraz do IRI = 3,0 w przypadku dróg klasy G, powoduje przyrost wartości współczynnika dynamicznego kd od 9% do 16%. Pogorszenie równości nawierzchni do granicy klasy B (stan zadowalający) powoduje spadek trwałości zmęczeniowej nawierzchni aż o 30%. Oznacza to, że nadanie dobrej równości początkowej nawierzchni oraz jej utrzymanie w trakcie eksploatacji może istotnie wydłużyć trwałość zmęczeniową konstrukcji nawierzchni.

EN

Axle loads varies during motion of vehicle what is a consequence of road roughness and speed. Dynamic loads of vehicles much more strain pavement structure. The dynamic axle loads have a normal distribution and it is described by static load and dynamic factors DI or DLC. The maximum dynamic loads increase with the loss of road roughness and with the increase of average vehicle speed. In consequence the dynamic effects on pavement structure increase. The objective of the article is to assess how the dynamic effects impact on pavement fatigue life. The paper presents the derivation of formula for dynamic effects factor kd. The formula depends on road roughness and vehicle speed. It was revealed that the increase of IRI to 2,0 for road technical classes A, S and GP and to 3,0 for road technical class G, causes the increase of dynamic effect factor kd by 9% to 16%, despite that the pavement is in the class of excellent roughness A. Further decrease of road roughness to the critical value of class B (acceptable roughness) causes decrease of pavement fatigue life up to 30%. It means that high initial roughness and its further maintenance during exploitation significantly increase the pavement fatigue life.

Słowa kluczowe

PL

współczynnik równoważności obciążenia osi; współczynnik obciążenia dynamicznego; wskaźnik równości nawierzchni; IRI; oddziaływanie dynamiczne; nawierzchnia podatna; trwałość zmęczeniowa; ruch ciężki

EN

load equivalency factor; dynamic load coefficient; international roughness index; IRI; dynamic load; flexible pavement; fatigue life; heavy load traffic

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 1/II
• Strony: 291--298
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Ryś D.

• Politechnika Gdańska

autor

Judycki J.

• Politechnika Gdańska

autor

Jaskuła P.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Cebon D., Winkler Ch.: A study of road damage due to dynamic wheel loads using a load measuring mat. Raport techniczny nr UMTRI-90-13, 1990.
• [2] Cebon D.: Handbook of Vehicle-Road Interaction, Swets & Zeitlinger, 1999.
• [3] Diagnostyka Stanu Nawierzchni i jej Elementów, Wytyczne Stosowania. Załącznik do zarządzenia nr 34 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 30.04.2015. Dostępny w Internecie: www.gddkia.gov.pl/pl/2982/Diagnostyka-Stanu-Nawierzchni.
• [4] Dynamic Interaction between vehicles and infrastructure experiment (DIVINE project). Raport techniczny nr DSTI/DOT/RTR/IR6(98)1/FINAL, OECD, Paryż 1998.
• [5] Gillespie T.D., Karamihas S.M., Sayers M., Nasim M. A., Hansen W., Ehsan N., Cebon D.: Effects of heavy vehicles characteristic on pavement response and performance. Final Report, The University of Michigen, NCHRP, 1992.
• [6] Judycki J., Jaskuła P., Pszczoła M., Jaczewski M., Ryś D., Alenowicz J., Dołżycki B., Stienss M.: Analizy i projektowanie konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. WKŁ, Warszawa, 2014.
• [7] Misaghi S., Nazarian S., Carrasco C. J.: Impact of Truck Suspension and Road Roughness on Loads Exerted to Pavements, The University of Texas, FHWA, El Paso 2010 r.
• [8] Radzikowski M., Foryś G., Bogdaniuk M.: Raport o stanie technicznym nawierzchni sieci dróg krajowych na koniec 2015 roku. GDDKiA, Warszawa, 2016. Dostępny w Internecie: www.gddkia.gov.pl/pl/2990/Raporty.
• [9] Ryś D., Judycki J., Jaskuła P.: Analysis of effect of overloaded vehicles on fatigue life of flexible pavements based on weigh in motion (WIM) data. International Journal of Pavement Engineering, Volume 17, Issue 8, 2016, pp. 716-726. DOI: 10.1080/10298436.2015.1019493.
• [10] Shi X.M., Cai C. S.: Simulation of dynamic effects of vehicles on pavement using a 3D interaction model. Journal of Transportation Engineering, s. 135:736-744, ASCE, 2009.
• [11] Sweatman, P.F.: A Study of dynamic wheel forces in axle group suspensions of heavy vehicles. Australian Road Research Board, Australia 1983.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.