In the case analysed, a glass fibre mesh was applied under the asphalt layer during a rehabilitation treatment. Because only one lane was reinforced, the test section can be used to observe the influence of glass fibre mesh on the relationship between the selected deflection basin parameters (RoC, BLI, MLI, and LLI) and back-calculated pavement layer moduli. The FWD measures were used to determine the bowl of deflection indicators and to back-calculate the layer’s moduli. The values of DBP-s allowed confirmation of the technical condition of pavement construction. The first measures were carried out in 2019 and repeated in 2021; the results were then compared and analysed. Influence was observed on the relationship between the deflection basin and moduli, especially for the base course and subgrade. The reinforced lane showed a better coefficient of determination between DBPs and moduli in 2019, but in 2021 relationships were observed only for LLI and subgrade moduli. The unreinforced lane, however, showed the mentioned relationships in both 2019 and 2021. Because of a relatively small number of measurement points, the presented analyses and observations should be considered as preliminary. Presented results and relationships are another step into developing an alternative approach to determining the initial pavement moduli i.e. to use as a seed moduli.
PL
Przedmiotem niniejszego opracowania jest droga powiatowa na której, podczas prac remontowych, zastosowano wzmocnienie siatką z włókna szklanego. Wzmocniono jeden pas ruchu natomiast drugi pozostawiono bez wzmocnienia. Odcinek testowy posłużył do badania oraz analizy wpływu wzmocnienia na zależności pomiędzy wartościami wybranych wskaźników krzywizny czaszy ugięć a modułami uzyskanymi z obliczeń odwrotnych. Przeprowadzono badania ugięciomierzem FWD, następnie wyznaczono wybrane wskaźniki krzywizny czaszy ugięć oraz moduły warstw konstrukcji jezdni. Wyniki zestawiono dla pomiaru z 2019 roku oraz kontrolnego z 2021 roku. Zaobserwowano zależności pomiędzy obliczonymi wskaźnikami czaszy ugięć a modułami warstw nawierzchni uzyskanymi z obliczeń odwrotnych. Pas wzmocniony wykazywał wyższe wartości współczynnika determinacji pomiędzy wartościami wskaźników krzywizny czaszy ugięć a wartościami modułów warstw nawierzchni w roku 2019 lecz pomiar w roku 2021 nie potwierdził ich występowania, poza LLI. Na pasie niewzmocnionym zaobserwowano dobrą zgodność funkcji opisującej analizowane zależności zarówno w roku 2019, jak i 2021. Z uwagi na stosunkowo małą liczbę punktów pomiarowych oraz na specyfikę porównywanych danych prowadzone obserwacje należy traktować jako wstępne.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
To minimize the environmental impact of road construction and reduce the carbon footprint, it is essential to design pavements with sustainability in mind, considering their entire life cycle. On the S19 expressway between Kraśnik and Janów Lubelski, a 400-meter-long trial section was designed and constructed in full alignment with this strategy. The pavement structure was developed following the American concept of perpetual pavement, incorporating a stiff and rut-resistant binder course along with a flexible and fatigue-resistant base course. This layer arrangement significantly extended the service life of the pavement without increasing the structure’s thickness. Additionally, recycled crumb rubber-modified bitumen from used vehicle tires was used for all asphalt layers. Beyond its ecological value, recycling waste tires also positively impacts material parameters. The constructed pavement structure enables the reduction of natural resource consumption, elongation of the periods between maintenance, and the utilization of fully valuable waste, like used car tires. Moreover, this type of structure is entirely recyclable, allowing for its use in the construction of new roads after its designated service life. The paper describes a method for designing perpetual pavement structures, presents a comparison of properties between crumb rubber-modified binders and standard binders, and provides test results for asphalt mixtures. The deflection measurements obtained by the falling weight deflectometer are also discussed.
PL
W celu ograniczenia wpływu budowy dróg na środowisko naturalne i zmniejszenia śladu węglowego, konieczne jest projektowanie nawierzchni w oparciu o zrównoważony rozwój, uwzględniając cały jej okres eksploatacji. Na ciągu głównym drogi ekspresowej S19 Kraśnik – Janów Lubelski zaprojektowano i wybudowano 400-metrowy odcinek doświadczalny, który w pełni wpisuje się w tę strategię. Konstrukcja nawierzchni została zaprojektowana i wykonana zgodnie z amerykańską koncepcją nawierzchni długowiecznej, czyli z zastosowaniem sztywnej i odpornej na koleinowanie warstwy wiążącej oraz elastycznej i odpornej na zmęczenie warstwy podbudowy. Taki układ warstw umożliwił znaczące wydłużenie okresu eksploatacji nawierzchni bez konieczności zwiększania grubości konstrukcji. Ponadto do wszystkich warstw asfaltowych zastosowano asfalt modyfikowany miałem gumowym pochodzącym z recyklingu zużytych opon samochodowych. Zagospodarowanie odpadów jakimi są zużyte opony samochodowe oprócz walorów ekologicznych ma również korzystny wpływ na parametry materiałowe lepiszczy bitumicznych. Wykonana konstrukcja nawierzchni umożliwia ograniczenie zużycia naturalnych surowców, wydłużenie okresów między remontowych nawierzchni oraz wykorzystanie pełnowartościowego odpadu jakim są zużyte opony samochodowe. Ponadto tego typu konstrukcja jest w pełni recyklowalna co oznacza, że po założonym okresie eksploatacji będzie mogła być wykorzystana do budowy nowych dróg. W artykule opisano metodę projektowania konstrukcji nawierzchni długowiecznej. Przedstawiono wyniki badań asfaltu modyfikowanego gumą w porównaniu do standardowo stosowanych lepiszczy oraz wyniki badań zastosowanych mieszanek mineralno-asfaltowych. Przedstawiono również wyniki pomiarów ugięć po wykonaniu odcinka doświadczalnego.
Rehabilitation treatments applied to a local road prone to terrain subsidence from mining excavation should be designed considering cost-efficient and effective reinforcement solutions. In the analysed case, a glass-fibre mesh was applied under asphalt concrete layers in 2008, in one lane while another was left without the reinforcement. The main objective of this paper was to investigate the effectiveness of reinforcement by analysing the amount of produced on the pavement and the influence on pavement deflection. It was found that the reinforcement retracted the number of cracks, however, did not affect the bearing capacity. The influence of the applied geosynthetic was manifested in the values of the radius of curvature. The overall technical state of the road requires immediate treatment and the applied reinforcement proved obsolete because in this particular case of road located in the mining active terrain the glass fiber mesh did not prolong the life of the pavement.
PL
Remonty oraz przebudowy dróg zlokalizowanych na obszarach występowania oddziaływań górniczych, powinny uwzględniać efektywne oraz ekonomiczne uzasadnione rozwiązania. W analizowanym przypadku na odcinku drogi powiatowej zabudowano siatkę z włókna szklanego pod warstwami bitumicznymi, podczas remontu w 2008 roku, w taki sposób, że jeden pas drogi został wzmocniony siatką, natomiast drugi pozostawiono bez wzmocnienia. Zasadniczym celem pracy było sprawdzenie efektywności wzmocnienia w zakresie redukcji uszkodzeń nawierzchni oraz wpływ na ugięcia nawierzchni i wskaźniki krzywizny czaszy ugięć. Zaobserwowano wyraźny wpływ na obniżenie ilości spękań nawierzchni, jednak bez poprawy nośności drogi. W zakresie wskaźników krzywizny czaszy ugięć, wpływ wzmocnienia został zaobserwowany w wartościach promienia krzywizny (RoC). Stan techniczny jezdni kwalifikuje drogę do natychmiastowego remontu lub przebudowy. Zastosowane rozwiązanie nie wpłynęło wyraźnie na poprawę trwałości odcinka drogi, jednak przeprowadzone obserwacje stanowią interesujący wstęp do dalszych badań.
Przedmiotem opracowania jest analiza zależności pomiędzy wartościami wskaźników krzywizny czaszy ugięć warstw nawierzchni drogowej, określonej ugięciomierzem FWD, a modułami uzyskanymi z obliczeń odwrotnych. Badano wpływ siatki z włókna szklanego, zabudowanej w spodzie warstw z betonu asfaltowego, na te zależności. Zestawiono wyniki pomiaru z 2019 roku oraz kontrolnego z 2021 roku. Z uwagi na stosunkowo małą liczbę punktów pomiarowych oraz specyfikę porównywanych danych, zaobserwowane zależności należy traktować jako wstępne.
EN
The main subject of this paper is to analyse the corelation between values of deflection basin parameters and back calculated layers moduli. The influence of glass-fiber mesh, located under asphalt layers, was investigated. The FWD measures were used to determine the bowl of deflection indicators and to back calculate the layers moduli. The results of the primary measure from 2019 were compared with an additional control measure from 2021. Because of relatively small number of measure points, presented analyses and observations should be considered as preliminary.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Sustainable and durable road pavement requires appropriate maintenance and repair strategies. National road authorities collect data describing pavement condition every several years and use specific life-cycle analysis methods to draw up priority plans for maintenance activities. The pavement performance models (PPMs) create a basis for the life-cycle and cost-benefit analysis as they help to evaluate pavement condition as well as to predict pavement deterioration. The objective of this research is analysing different PPMs of rut depth propagation and to compare predicted rut depth with measured during service of the road. Four PPMs were analysed during this research based on a traffic flow or construction age. The pavement performance prediction models were applied to predict the increment of rutting for eleven road sections based on their bearing capacity properties.
PL
Warunkiem trwałości nawierzchni i zgodności z zasadami zrównoważonego rozwoju jest zapewnienie właściwego bieżącego utrzymania oraz przeprowadzanie wymaganych napraw. Programy określające priorytetowość działań w zakresie utrzymania nawierzchni opracowywane są przez organy administracji drogowej na podstawie zbieranych co kilka lat danych z inwentaryzacji stanu nawierzchni oraz przy wykorzystaniu dedykowanych metod analizy cyklu życia. Jako podstawowe narzędzie do analiz cyklu życia oraz szacowania kosztów i korzyści wykorzystuje się modele prognozowania stanu nawierzchni (ang.: pavement performance models, PPMs), które pomagają w ocenie aktualnego stanu technicznego oraz umożliwiają prognozowanie stopnia zniszczenia (degradacji) nawierzchni. Przedmiotem przedstawionego w artykule badania jest analiza różnych modeli PPM opisujących przyrost głębokości kolein oraz porównanie prognoz z wynikami pomiarów polowych. Uwzględniono cztery modele PPM przeprowadzając analizę na podstawie natężenia ruchu lub wieku konstrukcji nawierzchni. Modele prognozowania stanu technicznego nawierzchni zastosowano w celu oszacowania potencjalnego przyrostu głębokości koleiny na 11 odcinkach drogowych w oparciu o wyniki oceny nośności konstrukcji nawierzchni.
Autorzy przeprowadzili numeryczne badanie wpływu pojedynczego pęknięcia nawierzchni podatnej i półsztywnej na symetrię czaszy ugięcia pod obciążeniem dynamicznym. Wynik badania może mieć wpływ na procedurę pomiarową przy ocenie przenoszenia obciążenia między fragmentami nawierzchni rozdzielonymi pęknięciem. Rzeczywiście, przedstawione rezultaty umożliwiają sformułowanie zalecenia upraszczającego pomiary na nawierzchniach półsztywnych i precyzujących warunki wykonania pomiarów na nawierzchniach podatnych.
EN
The authors conducted a numerical study of the effect of a single crack of a flexible and semi-rigid surface on the symmetry of the deflection bowl under dynamic load. The result of the test may affect the measurement procedure when assessing the load transfer between fragments of the pavement separated by a break. Indeed, the presented results make it possible to formulate a recommendation simplifying the measurements on semi-rigid pavements and specifying the conditions for making measurements on flexible pavements.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Niniejsze opracowanie opiera się na poszukiwaniu metody pomiaru i oceny konstrukcji nawierzchni kolejowej. Autorzy zauważają pewne analogie między nawierzchniami drogowymi oraz kolejowymi, zarówno pod względem konstrukcji, jak i obciążenia dynamicznego. Już w latach 60. opracowano metodę pomiaru ugięć nawierzchni drogi pod obciążeniem dynamicznym za pomocą urządzenia Falling Weight Deflectometer. Przez wiele lat ulepszano metodę pomiaru, technikę oraz metodę analizy wyników. Urządzenie FWD zostało przystosowane także do użytku na nawierzchniach kolejowej. Pierwsze testy zostały wykonane w terenie i przyniosły wiarygodne wyniki. Metody oceny dla urządzenia pomiarowego dla nawierzchni są w trakcie opracowywania.
EN
This project is based on search for the method of measuring and evaluation the railway pavement construction. The authors note some analogies between road and railway, both in terms of construction and the dynamic load. Already in the 1960s a method for measuring road pavement deflections under dynamic load was developed using Falling Weight Deflectometer. During years the device and the results analysis method were developed and currently commonly used.The FWD device was adapted for use on railway pavement construction. The first tests were done in the field and have brought reliable results. The device and measuring and pavement evaluation methods are under development.
Urządzenie typu FWD należy do jednych z najczęściej wykorzystywanych w badaniach nośności nawierzchni. Wyniki uzyskane za pomocą urządzenia FWD mogą posłużyć do obliczenia modułów sprężystości poszczególnych warstw nawierzchni, co jest niezwykle pomocne zarówno w diagnostyce drogowej jak i przy wymiarowaniu wzmocnienia konstrukcji nawierzchni jezdni. W niniejszej pracy porównano wyniki obliczeń odwrotnych metodą probabilistyczną i deterministyczną, gdzie danymi wejściowymi były grubości warstw i współczynniki Poissona. Analiza wrażliwości pozwoliła stwierdzić, że grubość najwyższej warstwy nawierzchni jest najbardziej istotna spośród wszystkich parametrów będącymi danymi wejściowymi do obliczeń odwrotnych. W pracy zasymilowano błąd pomiarowy określenia grubości najwyżej warstwy nawierzchni i przeprowadzono obliczenia modułów sprężystości poszczególnych warstw nawierzchni. Wyniki obliczeń uzyskane zarówno metodą deterministyczną jak i metodą probabilistyczną porównano z wartościami uzyskanymi na drodze badań laboratoryjnych.
EN
FWD tests are one of the most common tests of pavement in the world. The elastic modulus of each pavement layers can be obtained by applying inverse analysis, which is useful not only in assessment of road pavement condition, but also in designing the over layer. The author of this paper confronted probabilistic and deterministic approaches of input data for back calculation (thickness and Poisson’s ratios of each layer) for homogeneous experimental section. The results of the sensitivity analysis have shown that the most significant influence for the identified quantity had a thickness of bituminous layers. In this paper the measurement error of thickness of asphalt concrete layers was simulated for comparison the probabilistic and deterministic approaches, moreover, the results of laboratory tests were used for verification.
Na skutek prowadzonej eksploatacji górniczej na powierzchni terenu powstają deformacje ogólnie klasyfikowane jako deformacje ciągłe lub nieciągłe. W przypadku obiektów liniowych, do których zaliczamy nawierzchnię drogową, najbardziej. niekorzystną formą deformacji są deformacje nieciągłe, zasadniczo zmieniające parametry drogi zarówno pod względem jej parametrów geometrycznych, jak również wytrzymałościowych. Oczywiście tego typu deformacjom towarzyszy radykalne, obniżenie bezpieczeństwa użytkowników drogi. W artykule przedstawiono wybrane wyniki z terenowych badań nawierzchni drogowej, ilustrujące wpływ nieciągłości na redukcję sztywności warstw nawierzchni drogowej.
EN
On the soil surface some kind of deformation may occur as a result of mining exploitation. In general it is classified as p continuous and discontinuous deformation. In case of linear buildings, including road pavement, discontinuous deformation d is the most negative form of deformation which basically deteriorates its geometrical parameters as well as its durability n parameters. Obviously this kind of deformation is accompanied by drastic worsening of road user's safety. This paper presents selected findings of fieldwork research of road pavement. It illustrates the influence of discontinuity on the reduction of layers´ stiffness of a pavement construction.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The major part of this paper is to present the elements of a systematic drawing conclusions process about pavement bearing capacity parameters based on the method of measurement and analysis of its surface deflections. Driven by the need of influence on each of the components of that process, the paper describes a complex system composed with the own FWD-device type, and components of an integrated computer system. In order to design the most favorable maintenance strategy it is required to take into account as many treatments technologies as possible in various time intervals. Anyway this generates thousands of billions possibilities to be analyzed, which is not easily manageable particularly when mechanistic approach is considered. Therefore a simple ME-LCCA method is used to make a choice between a few of the most often used rehabilitation treatments. As a prediction of stiffness degradation, a credible numerical models of examined pavement are employed together with fatigue life damage formula based on well-known criteria.
W pracy zaprezentowano analizę numeryczną testu FWD jako dynamicznego zadania sprężystości i lepko-sprężystości przy założeniu symetrii osiowej. Analiza ta została przeprowadzona przy zastosowaniu programu MES ABAQUS w celu oceny możliwości rozpoznawania braku połączenia między poszczególnymi warstwami na podstawie charakteru funkcji przemieszczenia w wybranych punktach na powierzchni konstrukcji warstwowej nawierzchni drogowej. Możliwość rozpoznania tego typu uszkodzenia przez analizę odpowiedzi konstrukcji ma istotne znaczenie w diagnostyce nawierzchni drogowych.
EN
The paper presents a numerical analysis of FWD test (Falling Weight Deflectometer) as a dynamic task of elasticity and visco-elasticity with the assumption of axial symmetry. The analysis was carried out using ABAQUS FEM software to evaluate the ability to recognize the lack of bounding between the different layers based on the nature of the displacement function at selected points on the surface of the pavement layer structure. The ability to recognize this type of damage by structural response analysis is important in the design and maintenance diagnosis of road structures.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Eksploatacja górnicza powoduje na powierzchni terenu rozluźnienia lub ściskania, w obszarach tych może dochodzić do redukcji lub wzrostu sztywności warstw nawierzchni. Często kolejne eksploatacje górnicze powodują, iż warstwy nawierzchni poddawane są zarówno rozluźnieniu jak i dogęszczeniu. Przeprowadzone terenowe obserwacje przedstawiają skalę zmian sztywności warstwy kruszywa poddanej rozluźnieniu (eksploatacja 1. ściany), a następnej dogęszczeniu (eksploatacja 2. ściana). Zaobserwowane zmiany sztywności warstwy kruszywa mogą być przydatne w ocenie stopnia zagrożenia uszkodzenia nawierzchni przy planowaniu eksploatacji gónriczej. Wykorzystano wyniki pomiarów geodezyjnych oraz badań ugięciomierzem dynamicznym FWD, a na ich podstawie wykonano identyfikację modułów warstw nawierzchni.
EN
Mining exploitation causes loosenings or compressions on the ground surface, in these areas can follow the reduction or increase of the rigidity of pavement layers. Frequently successive mining exploitation causes that the pavement layers are subject to both loosening and consolidation. The performed terrain observations present the scale of changes of the rigidity of aggregate layer subject to loosening (exploitation of the first longwall, and next consolidation (exploitation of the second longwall). The observed changes of aggregate layer rigidity can be useful in the assessment of the hazard degree of pavement damage when planning mining exploitation. The results of geodetic surveys and tests carried out by means of the Falling Weight Deflectometer (FWD) were used, and on their basis the identification of pavement layer modules was performed.
W artykule przedstawiono koncepcję analizy naprężeń w płycie lotniskowej nawierzchni betonowej badanej ugięciomierzem HWD (FWD). Przedstawiona koncepcja daje możliwość obliczania naprężeń w płycie bez znajomości parametrów podłoża i podbudowy. Wykorzystując wzór Westergaarda na obliczenie ugięć uzyskanych z pomiarów urządzeń HWD, wyznaczono rzeczywisty zastępczy współczynnik Winklera (kz). Dla wyznaczonego kz opracowano monogramy do obliczenia naprężeń.
EN
The article presents the concept of stress analysis in a plate of airport concrete pavement, measured by deflectometer (Heavy Weight Deflectometer, Falling Weight Deflectometer). That concept makes it possible to calculate the stresses in the plate without the knowledge of the substrate and substructure. Using the Westergaard's formula to calculate the deflections obtained from measurements of devices HWD, actual replacement Winkler's coefficient (kz) was determined. For the designated kz, monograms have been developed to calculate the stress in a plate of airport.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.