Wpływ rozkładu sztywności na odkształcenia i naprężenia w trójwarstwowym układzie konstrukcji nawierzchni

• Autorzy: Szwed A.

Warianty tytułu

EN

Strain and stress due to distribution of stiffness in three-layer pavement structure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę stanu przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia w trzech warstwach nawierzchni z betonu asfaltowego spoczywających na półprzestrzeni od obciążenia kołem. Wszystkie elementy konstrukcji są wykonane ze sprężystego iizotropowego materiału. Do rozwiązania tego zagadnienia symetrii osiowej stanu przestrzennego teorii sprężystości zastosowano metodę funkcji naprężeń. Badano przede wszystkim wpływ dystrybucji sztywności i grubości warstw na rozkłady naprężenia oraz odkształcenia w osi obciążenia. Uproszczona analiza wrażliwości wpływu niektórych parametrów materiałowych i geometrycznych układu konstrukcyjnego pozwala na zoptymalizowanie konstrukcji nawierzchni drogowej z betonu asfaltowego. Ze względu na pękanie zmęczeniowe miarodajnym są odkształcenia bądź naprężenia w dolnych włóknach warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Natomiast wystarczająco duża całkowita sztywność układu trzech warstw gwarantuje redukcję przekazywanego obciążenia na górne włókna półprzestrzeni pod środkiem obciążenia kołem. Względna sztywność i grubość warstw skrajnych i środkowej oraz całkowitą sztywność układu można uznać za najważniejsze parametry wymiarowania nawierzchni długowiecznej.

EN

Analysis of displacement, strain and stress in the three-layer pavement structure resting on the subspace loaded by a vehicle is presented in the paper. Solution of the problem is performed in the frame of elasticity using the stress function concept in 3D axial symmetry problem. Relative stiffness of the external to internal layers was investigated in means of strain and stress distribution in the axis of symmetry of the problem. Simplified sensitivity analysis was performed what allows to select the most influential parameters in behaviour of asphalt pavement. Fatigue resistance of the material in the bottom of layers is the crucial criterion what require limiting of stresses or strains at the critical points of structure. Effective stiffness of the three-layer system determines reduction of stress or strain in the subgrade under the applied vertical load. In conclusion relative stiffness and relative thickness of external to internal layer as well as overall stiffness govern structural response of long-life asphalt pavement.

Słowa kluczowe

PL

nawierzchnia drogi; nawierzchnia z betonu asfaltowego; konstrukcja nawierzchni drogowej

EN

road surface; construction of road surface

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 10450--10457
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 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. ProwellB.D, et. al., Validating the fatigue endurance limit for hot mix asphalt. NCHRP Report 646, Transportation Research Board, Washington 2010.