Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie rozkładów temperatury, gradientów temperatury oraz naprężeń termicznych w zaworze wylotowym pokrytym warstwą nagaru

Hornik Aleksander

Napędy i Sterowanie

|

2022

|

R. 24, nr 5

38--43

PL

W artykule przedstawiono modelowanie obciążeń cieplnych w zaworze wylotowym pokrytym warstwą nagaru w początkowej fazie pracy doładowanego silnika z zapłonem samoczynnym. W obliczeniach wykorzystano dwustrefowy model procesu spalania, metodę elementów skończonych (MES). Modelowanie przeprowadzono przy użyciu warunków brzegowych III rodzaju. W wyniku przeprowadzonych obliczeń otrzymano rozkłady temperatury, gradientów temperatury oraz naprężeń termicznych. Naprężenia te powodują wzrost mikropęknięć na powierzchni zaworu, które ostatecznie prowadzą do defektów materiału, uszkodzeń zaworu, a w konsekwencji nawet silnika.

EN

This paper presents the model ling of the heat loads in the exhaust valve with using the layer of carbon deposit in initial phase of work of the turbocharged Diesel engine. In calculations used the two-zone combustion model , finite elements method (FEM). Modelling was conducted by use of III kind of the boundary conditions. As a result of the calculations were obtained distributions of temperature, thermal gradients and thermal stresses. These stresses cause the growth of micro cracks in the area of the valve, which finally give occasion to the defect of material, the damage of the valve and engine failure.

2

Thermosensitive response of a functionally graded cylinder with fractional order derivative

Lamba Navneet Kumar

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 1

107--124

EN

The present paper deals with thermal behaviour analysis of an axisymmetric functionally graded thermosensitive hollow cylinder. The system of coordinates are expressed in cylindrical-polar form. The heat conduction equation is of time-fractional order02<α≤, subjected to the effect of internal heat generation. Convective boundary conditions are applied to inner and outer curved surfaces whereas heat dissipates following Newton’s law of cooling. The lower surface is subjected to heat flux, whereas the upper surface is thermally insulated. Kirchhoff’s transformation is used to remove the nonlinearity of the heat equation and further it is solved to find temperature and associated stresses by applying integral transformation method. For numerical analysis a ceramic-metal-based functionally graded material is considered and the obtained results of temperature distribution and associated stresses are presented graphically.

3

Thermomechanical responses of functionally graded cylinders

Eker Mehmet, Yarımpabuç Durmuş

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2021

|

Vol. 20, nr 4

19--28

EN

In this study, thermal and mechanical stresses in hollow thick-walled functionally graded (FG) cylinders is presented under the convection boundary condition. The convective external condition and constant internal temperature in hollow cylinders are investigated. Inhomogeneous material properties produce irregular and two-point linear boundary value problems that are solved numerically by the pseudospectral Chebyshev method. The displacement and thermal stress distributions are examined for two different material couples under particular boundary conditions that are similar to their real engineering applications.Results have demonstrated that the pseudospectral Chebyshev method has low computation costs, high accuracy and ease of implementation and can be easily customized to such engineering problems.

4

Fractional heat conduction in a rectangular plate with bending moments

Warbhe Shrikant

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2020

|

Vol. 19, nr 4

115--126

EN

In this research work, we consider a thin, simply supported rectangular plate defined as 0 ≤ x ≤ a, 0 ≤ y ≤ b, 0 ≤ z ≤ c and determine the thermal stresses by using a thermal bending moment with the help of a time dependent fractional derivative. The constant temperature is prescribed on the surface y = 0 and other surfaces are maintained at zero temperature. A powerful technique of integral transform is used to find the analytical solution of initial-boundary value problem of a thin rectangular plate. The numerical result of temperature distribution, thermal deflection and thermal stress component are computed and represented graphically for a copper plate.

5

Application of fractional order theory of thermoelasticity in an elliptical disk and associated thermal stresses

Thakare S., Panke Y., Hadke K.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2020

|

Vol. 25, no. 3

169--180

EN

In this article, a time fractional-order theory of thermoelasticity is applied to an isotropic homogeneous elliptical disk. The lower and upper surfaces of the disk are maintained at zero temperature, whereas the sectional heat supply is applied on the outer curved surface. Thermal deflection and associated thermal stresses are obtained in terms of Mathieu function of the first kind of order 2n. Numerical evaluation is carried out for the temperature distribution, Thermal deflection and thermal stresses and results of the resulting quantities are depicted graphically.

6

Selection of the Technological Ceramic Layer Thickness in an HPDC Machine Plunger in the Aspect of its Strength

Jankowski Jacek, Kołakowski Dariusz, Pisarek Bogusław

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 4

11--20

EN

A way of selecting the ceramic coating thickness concerning the axially symmetrical thermal stresses in a casting machine plunger with a horizontal shot sleeve was discussed. Application of a technological ceramic outer layer in the plunger enhances its tribological properties. The condition that stresses in tension in the outer ceramic layer are lower than the tensile strength was proposed as a selection criterion.

7

Massive concrete constructions - problems and tasks for a technologist

Langier Bogdan

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2019

|

Z. 25 (175)

131-136

EN

The article presents fundamental issues related to the construction of massive concrete structures. The specific nature of the dangers associated with concreting and aspects of binder selection for the concrete mix were described. Metallurgical cement has been characterized as a component of massive concrete constructions. It was pointed out that cements containing a high content of granulated blast furnace slag allow the mitigation of the risk of early thermal cracking in concrete, and gives the possibility of obtaining concrete with high durability. The use of metallurgical cements is also a pro-ecological activity that reduces the release of CO2 emissions into the atmosphere.

PL

Przedstawiono podstawowe zagadnienia związane z betonowaniem masywnych konstrukcji betonowych. Opisano specyfikę zagrożeń występujących podczas betonowania oraz aspekty doboru spoiwa do wykonania mieszanki betonowej. Scharakteryzowano cement hutniczy jako składnik betonu masywnego. Wskazano, że cementy zawierające w swoim składzie dużą zawartość granulowanego żużla wielkopiecowego pozwalają na zmniejszenie ryzyka wczesnego termicznego pękania betonu oraz dają możliwość uzyskania betonów o wysokiej trwałości. Stosowanie cementów hutniczych jest także działaniem proekologicznym pozwalającym na obniżenie emisji CO2 do atmosfery.

8

Thermal Stresses in the Accessories of Heat Treatment Furnaces vs Cooling Kinetics

Bajwoluk A., Gutowski P.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 3

88--93

EN

Depending on the course of the processes of heat treatment and thermo-chemical treatment, the technological equipment of heat treatment furnaces is exposed to different operating conditions, as the said processes differ among themselves in the temperature of annealing and atmosphere prevailing in the furnace chamber, in the duration of a single work cycle and in the type and temperature of the coolant. These differences affect the magnitude of stresses occurring in each cycle of the operation of furnace accessories, and thus play an important role in fatigue processes leading to the destruction of these accessories. The kinetics of temperature changes during each cooling process plays an important role in the formation of thermal stresses on the cross-section of the cooled parts. It depends on many factors, including the initial cooling temperature, the type and temperature of the cooling medium, or the dimensions and shape of the object. This article presents a numerical analysis of the effect of the initial temperature on the distribution of stresses on the cross-section of the grate ribs, generated in the first few seconds of the cooling process carried out in two cooling media, i.e. hardening oil and water. The analysis was carried out by the finite element method, based on the results of experimental testes of temperature changes in the rib during its cooling.

9

Zmiany mikrostrukturalne w płytach skał magmowych poddanych termicznej obróbce metodą płomieniowania

Rembiś M., Dubiniewicz A.

Przegląd Geologiczny

|

2018

|

Vol. 66, nr 7

450--456

EN

The investigations were carried out on stone elements (slabs) cutfrom 11 various igneous rocks: monzogranites, a monzodiorite, granodiorites, a syenodiorite, a labradorite and a dolerite, which were next treated byflaming. In the outer zone of the slabs, the thermally affected minerals expanded and generated among themselves compressing stress phenomena; the process finally caused brittle cracking of the grains involved. As a result, some outer rockfragments have buckled and chipped off, forming surface loss defects. The size of such defects depends on two reasons: various dimensions of rock-forming minerals in the individual slabs, and non-uniform expansion of the mineral grains involved that differ in their coefficients of thermal expansion. Eventually, the defects decide on the esthetic differentiation of the slabs after flaming. In turn, the stone zones located below the reach of flaming have been affected by cracking resulting from forces of the tensile stress. The intensity and orientation ofcracks within the slabs indicate that the physico-mechanical properties of the slabs afterflaming may be inferior if compared with the not flamed stone slabs.

10

Wybrane metody pomiaru sił podłużnych w szynach toru bezstykowego

Stolarczyk Ł., Kardas-Cinal E.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2018

|

z. 121

373--380

PL

Wysokie temperatury w porze letniej mają wpływ na znaczny wzrost sił ściskających w szynach kolejowych. Znaczne naprężenia podłużne w szynach wywołane zwiększoną temperaturą oraz obciążenia dynamiczne od taboru kolejowego mogą osiągnąć wartości, przy których pokonane są opory poprzeczne rusztu toru bezstykowego. Skutkiem pokonania oporu poprzecznego toru bezstykowego jest zjawisko wyboczenia. Wyboczenie toru ze względu na nagły charakter stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa ruchu kolejowego. Artykuł przedstawia różne metody pomiaru sił podłużnych w tokach szynowych toru bezstykowego, w tym sposób wykonywania pomiaru tych sił przy użyciu ekstensometru produkcji polskiej. Wykorzystanie tego urządzenia do pomiarów sił podłużnych zostało przyjęte jako optymalne ze względu na łatwość montażu, dokładność pomiaru oraz możliwość wykonywania pomiarów bez konieczności przerw w ruchu pociągów. W podsumowaniu oceniono przydatność metody pomiarowej przy użyciu ekstensometru oraz jej znaczenie w toku dalszych badań.

EN

High temperatures in the summer season lead to significant increase in compressive forces in railway rails. Significant stresses in rails caused by an increased temperature and dynamic loads from the rolling stock can reach values that can overcame the lateral resistance of the continuous welded rail (CWR) track. The result of overcoming the lateral resistance of the CWR track is the buckling phenomenon. The buckling of the track is a threat to railway traffic safety due to its sudden nature. The article presents various methods for measuring longitudinal forces in the CWR track, including the method using the Polish production extensometer. The use of this device for measurements of longitudinal forces has been accepted as optimal due to the ease of assembly, measurement accuracy and the ability to perform measurements without the need to stop trains. In the summary, the usefulness of the measurement method using the extensometer and its significance in the course of further research are evaluated.

11

An interface anticrack in a periodic two-layer piezoelectric space under vertically uniform heat flow

Kaczyński A., Kaczyński B.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 3

667--681

EN

This paper aims to investigate 3D static thermoelectroelastic problem of a uniform heat flow in a bi-material periodically layered space disturbed by a thermally and electrically-insulated rigid sheet-like inclusion (so-called anticrack) situated at one of the interfaces. An approximate analysis of the considered laminated composite is given in the framework of the homogenized model with microlocal parameters. Accurate results are obtained by constructing suitable potential solutions and reducing to the corresponding homogeneous thermoelectromechanical (or thermomechanical) anticrack problems. The governing boundary integral equation for a planar interface anticrack of arbitrary shape is derived in terms of a normal stress discontinuity. As an illustration, a complete solution for a rigid circular inclusion is obtained in terms of elementary functions and interpreter from the failure perspective. Unlike existing solutions for defects at the interface of materials, the solution obtained displays no oscillatory behavior.

12

Technologia wykonywania laminatów o budowie hybrydowej i niesymetrycznej

Klej T., Ostaszewski D.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 12

56--59

PL

W obwodach wielowarstwowych coraz częściej pojawiają się układy niesymetryczne lub/i składające się z laminatów o różnych właściwościach mechanicznych i elektrycznych. Prasowanie omawianych obwodów metodami standardowymi skutkuje wichrowatością laminatów uniemożliwiającą bądź to wykonanie mozaiki bądź też montaż podzespołów na takich podłożach. W pracy przedstawiono analizę eksperymentalną oraz komputerową z wykorzystaniem programu Abaqus/CAE 6.13 dla 5 wybranych modeli laminatów o budowie niesymetrycznej i hybrydowej poddanych obciążeniu termicznemu. Określono odkształcenia wynikające z niesymetryczności budowy i zastosowania różnych materiałów konstrukcyjnych.

EN

Nowadays there is a growing need in PCB industry for multilayer boards with unsymmetrical constructions and/or consisting of laminates with different mechanical and electrical characteristics. Laminating process utilizing standard methods is responsible for surface flatness deviations. Excessive bow and twist do not enable to properly conduct imaging process and are detrimental to the surface-mounted devices assembly. In this work experimental and computer thermal stress analysis utilizing Abaqus/CAE 6.13 program for 5 chosen laminate models with unsymmetrical and hybrid constructions were examined. The deviations from surface planarity which are correlated with laminate construction asymmetry and variability of selected materials are presented.

13

Nowa metoda obliczania niskotemperaturowych naprężeń termicznych w warstwach asfaltowych nawierzchni i przykłady jej zastosowań

Judycki J.

Drogownictwo

|

2017

|

nr 2

39--44

PL

W artykule przedstawiono opis nowej metody obliczania naprężeń termicznych w warstwach asfaltowych nawierzchni opartej o teorię lepkosprężystości. Omówiono dwie istniejące starsze metody. Podano zastosowania nowej metody do różnych przypadków oddziaływania temperatury na nawierzchnie. Przedstawiono także weryfikację nowej metody według testu: Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST).

EN

The paper presents the description of the new method of calculation of thermal stresses in asphalt layers of pavements based on theory of viscoelasticity. It shortly presents two existing older methods. It provides applications of the new method for various cases of the impact of temperature on pavements. Verification of the new method according to the TSRST test was also presented.

14

Analiza rozkładu temperatury w ścianie żelbetowego zbiornika, uwzględniająca dwuwymiarowy przepływ ciepła

Garbalińska H., Strzałkowski J., Stolarska A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

31--38

PL

Artykuł prezentuje wybrane aspekty projektowania żelbetowych zbiorników na ciecze z uwagi na obciążenia termiczne, pojawiające się w trakcie ich eksploatacji. Obciążenia termiczne wynikają z występowania dużych różnic temperatur między cieczą wypełniającą zbiornik a jego otoczeniem. W szczególności problem ten ujawnia się w przypadku ścian zbiornika, wyniesionych ponad poziom terenu. Wartości obliczeniowych temperatur podane w normie EC1-1-5 ustalone zostały na ekstremalnie niskim poziomie dla warunków zimowych (w przeprowadzonych obliczeniach przyjmowano -30ºC), natomiast dla okresu letniego na poziomie ekstremalnie wysokim (w obliczeniach przyjmowano +38ºC oraz +56ºC, na ścianach zbiornika wyeksponowanych na działanie słońca). W obliczeniach zaprezentowanych w artykule poddano analizie 4 warianty rozwiązania ściany zewnętrznej zbiornika – bez izolacji termicznej oraz z ułożoną na zewnątrz izolacją ze styropianu o grubości 5, 10 i 15 cm. Obliczenia rozkładów temperatur w ścianie zbiornika wykonano przy użyciu oprogramowania CFD, używanego do symulacji stacjonarnych i niestacjonarnych procesów cieplnych. Porównanie danych otrzymanych z symulacji dwuwymiarowych z wynikami obliczeń zakładających jednowymiarowy przepływ ciepła, wskazuje na występowanie wyraźnie wyższych gradientów temperatur. Problem ten jest szczególnie istotny w ścianach z termoizolacją, gdzie różnice temperatury są nawet pięciokrotnie większe w rozpatrywanych przekrojach, niż w modelu jednowymiarowym. Przekłada się to w dalszej kolejności na naprężenia występujące w obrębie ściany zbiornika, a wywołane zmianami temperatury.

EN

The article presents the selected aspects of designing reinforced concrete tanks for liquids considering the high thermal loads occurring during tanks’ exploitation. Thermal loads often are a consequence of occurrence of high differences in temperature between the liquid, which fills the tank, and the tank’s surroundings. This problem is strongly visible in case of the tank’s walls erected high above ground level. The calculation values of temperatures presented by EC1-1-5 norm have been established on extremely low levels of winter conditions (during the calculations, the assumed temperature was -30ºC), and extremely high levels of summer conditions (during the calculations, the assumed temperature was +38ºC and +56 ºC on the tank’s walls exposed to sunlight). The calculations presented in the article included 4 variants of solutions for the tank’s external walls – devoid of thermal isolation and with isolation of 5, 10 and 15 cm thick polystyrene layers laid out externally. Calculations of temperature distribution in the tank wall were made with application of CFD software which is used to simulate stationary and non-stationary heat processes. The comparison of data obtained from the two-dimensional simulation with results assuming one-dimensional heat flow indicates the appearance of clearly higher temperature gradients. The problem is particularly important in walls with thermal insulation, where temperature differences are even five times higher in the section in question than in the one-dimensional model. It further results in stresses appearing within the tank walls, which are caused by temperature changes.

15

Propagation of a thermoelastic wave in a half-space of a homogeneous isotropic material subjected to the effect of gravity field

Abd-Alla A. M., Abo-Dahab S. M., Alotaibi H. A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 17, no. 3

564--573

EN

The propagation of thermoelastic waves in a homogeneous, isotropic elastic semi-infinite space is subjected to a gravitational field, which is at temperature T0 initially, and whose boundary surface is subjected to heat source and load moving with finite velocity. Temperature and stress distribution occurring due to heating or cooling and have been determined using certain boundary conditions. Numerical results have been given and illustrated graphically in each case considered. The results indicate that the effect of gravity field is very pronounced. Comparison is made with the results predicted by the theory of thermoelasticity in the absence of gravity. The results indicate that the effect of the gravity is very pronounced.

16

The influence of engine speed on the thermal stresses of the piston

Gustof P., Hornik A., Czech P., Jędrusik D.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2016

|

z. 93

23--29

EN

In the paper, numeric calculations relating to the influence of engine speed on thermal stresses of the piston in a turbocharged diesel engine in the initial phase of its work were carried out. The calculations were based on experimental studies and the data resulting from them. They were made using a geometrical model of the piston in a turbocharged diesel engine with a capacity of 2,300 cm3 , with a direct fuel injection to the combustion chamber and a power rating of 85 kW. Modelling of the thermal stresses of the piston was carried out for the engine speed n=2,000 min-1 and n=4,250 min-1

17

Analiza naprężeń termicznych na przylgni zaworu wylotowego w doładowanym silniku z zapłonem samoczynnym

Hornik A., Jędrusik D., Gustof P., Czech P.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

979--982

PL

W artykule przedstawiono przebieg naprężeń termicznych na przylgni zaworu wylotowego w doładowanym silniku z zapłonem samoczynnym. Modelowanie obciążeń cieplnych przeprowadzono w oparciu o dwustrefowy model procesu spalania oraz metodę elementów skończonych MES w stanie nieustalonego przepływu ciepła. Obliczenia zostały wykonane dla modelu geometrycznego zaworu wylotowego silnika pięciocylindrowego o pojemności skokowej około 2300 cm3 z bezpośrednim wtryskiem paliwa do komory spalania i mocy znamionowej 85 kW.

EN

The article presents the course of thermal stress in the exhaust valve face in a turbocharged diesel engine. Modelling of thermal loads are based on a two-zone model of the combustion process and the finite element method FEM unsteady state heat flow. The calculations were made using a geometrical model of the exhaust valve in a five-cylinder engine with a capacity of about 2300 cm3, with a direct fuel injection to the combustion chamber and a power rating of 85 kW.

18

Oddziaływanie drogowej płyty betonowej na podbudowę i podłoże w warunkach zmiennej temperatury dobowej

Mackiewicz P., Szydło A.

Przegląd Komunikacyjny

|

2015

|

Nr 3

19--24

PL

Oddziaływanie temperatury w ciągu doby powoduje zmianę w odkształcaniu się płyt betonowych wbudowanych w nawierzchnie drogowe. W związku z rozszerzalnością termiczną oraz nierównomiernym oddziaływaniem temperatury, płyta betonowa odkształca się w ciągu doby wywołując deformacje w warstwach niżej leżących. Dodatkowo w zależności od różnych typów warstw i podłoża, na którym spoczywa powstają w niej zróżnicowane naprężenia, które powinny być uwzględniane w wymiarowaniu nawierzchni. W Polsce z uwagi na częste, zmienne cyrkulacje powietrza nawierzchnie betonowe poddawane są cyklicznym oraz zróżnicowanym odziaływaniom termicznym w ciągu roku i doby. W artykule przeanalizowano wpływ różnych typów podbudów i podłoża na stan przemieszczeń i naprężeń w analizowanym układzie warstwowym. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w zależności od zmiennej temperatury dobowej z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Z obliczeń wynika, że na skutek dobowych zmian termicznych, w obszarze szczelin poprzecznych w podbudowie mogą pojawić się skumulowane przemieszczenia pionowe oraz naprężenia rozciągające prowadzące do uszkodzenia podbudowy. Wykazano, że stosowanie sztywnych podbudów prowadzi do powstawania większych naprężeń rozciągających w płycie niż dla podbudów podatnych. Natomiast w podbudowach podatnych o małym module sztywności i dodatkowo o małej grubości będą pojawiać się skumulowane przemieszczenia. Pokazano wpływ zmiany wartości modułów i podłoża na wartości termicznych naprężeń rozciągających w płycie betonowej. Przeprowadzone analizy mogą być pomocne przy projektowaniu nowych nawierzchni betonowych jak również ocenie nośności nawierzchni istniejących spoczywających na różnorodnych podłożach.

EN

Changes in temperature during the day cause uneven thermal expansion and deformation of concrete slabs, which are embedded in a concrete pavement. In consequence, the deformed slab leads to deformation of underlying layers. In dependence of different types of layers and subgrade on which the slab rests, different stress are formed, which should be taken into account in pavement dimensioning. Due to frequent and variable air circulation in Poland, concrete pavements are subjected to cyclic thermal deformations in days and the whole years. The article describes the impact of different types of subbase and subgrade on ground displacements and stresses in the analysed layers. Numerical calculations were performed for the variable daily temperature using the finite element method (FEM).The calculations showed that due to the daily thermal changes, cumulative vertical displacements and tensile stresses leading to damage of the foundation can appear in the transverse joint in the foundation. It has been shown that the use of rigid subbase leads to higher tensile stresses in the plane than in susceptible substructures. However, in the susceptible subbases with low modulus and small thickness, accumulated displacement will appear. The effect of varying moduli and the subgrade on the thermal tensile stresses in the concrete slab was also shown. The conducted analyses can be helpful in the design of new concrete pavements as well as evaluation of the capacity of existing pavements resting on variety of subgrades.

19

Badania spękań niskotemperaturowych podbudów z AC WMS na nowobudowanej autostradzie A1 w Polsce. Cz. 2, Analiza przyczyn powstania spękań nawierzchni

Judycki J., Jaskuła P., Dołżycki B., Pszczoła M., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.

Drogownictwo

|

2015

|

nr 11

355--361

PL

W artykule przedstawiono problem niskotemperaturowych spękań poprzecznych, które powstały na nowo budowanych podbudowach z betonu asfaltowego o wysokim module sztywności AC WMS. Liczne spękania niskotemperaturowe powstały na analizowanych podbudowach AC WMS podczas okresu zimowego w 2012 r., zanim cała konstrukcja nawierzchni została ukończona. Spękania powstały zarówno na połączeniach technologicznych, jak i między nimi. Problem taki nie wystąpił nigdy wcześniej podczas budowy nawierzchni drogowych w Polsce. Prace badawcze obejmowały zarówno badania terenowe i laboratoryjne betonu asfaltowego o wysokim module sztywności wykorzystanego do budowy autostrady A1, a następnie również analizę obliczeniową przyczyn i mechanizmów powstania uszkodzeń rozpatrywanych nawierzchni. W artykule opisano przyczyny powstania spękań biorąc pod uwagę temperatury powietrza i nawierzchni, oszacowanie klasy PG lepiszcza bitumicznego, jednorodność nawierzchni i obliczenia naprężeń termicznych powstających w podbudowach z mieszanek AC WMS.

EN

The paper presents the issue of low-temperature transverse cracks which have developed in newly constructed base courses made of high modulus asphalt concrete mix (HMAC). Numerous transverse cracks developed in the analyzed HMAC base during the winter season before the pavement was actually completed, both at the transverse joint locations and in the areas between them. This had not happened so far on such a scale during road construction projects in Poland. The research included both field examination and laboratory testing of high-modulus asphalt concrete used for construction of the base course of A1 motorway pavement, followed by computational analysis to investigate the causes and mechanism of the analyzed pavement distress. The article describes the causes of cracking, taking into account the temperature of air and pavement, Performance Grade assessment of the bitumen used in the works, homogeneity of the constructed layer and calculated thermal stresses induced in HMAC layers.

20

Badania spękań niskotemperaturowych podbudów z AC WMS na nowobudowanej autostradzie A1 w Polsce. Cz. 1, Badania terenowe i laboratoryjne

Judycki J., Jaskuła P., Dołżycki B., Pszczoła M., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.

Drogownictwo

|

2015

|

nr 10

321--327

PL

W artykule przedstawiono problem niskotemperaturowych spękań poprzecznych, które powstały na podbudowach z betonu asfaltowego o wysokim module sztywności AC WMS. Liczne spękania niskotemperaturowe powstały na analizowanych podbudowach AC WMS podczas okresu zimowego w 2012 r. zanim została zakończona cała konstrukcja nawierzchni. Spękania powstały zarówno na połączeniach technologicznych, jak i pomiędzy nimi. Problem taki nie wystąpił nigdy wcześniej podczas budowy nawierzchni drogowych w Polsce. Podjęte przez Politechnikę Gdańską prace badawcze obejmowały badania terenowe i laboratoryjne betonu asfaltowego o wysokim module sztywności wykorzystanego do budowy autostrady A1, a następnie analizę obliczeniową przyczyn i mechanizmów powstania uszkodzeń rozpatrywanych nawierzchni. Niniejszy artykuł jest pierwszą z dwóch części. W części 1 przedstawiono konstrukcję nawierzchni, najważniejsze wymagania dotyczące mieszanek AC WMS, wyniki oceny terenowej stanu spękań nawierzchni oraz opisano wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych na próbkach pobranych z nawierzchni.

EN

The paper presents the issue of low-temperature transverse cracks which have developed in newly constructed base courses made of high modulus asphalt concrete mix (HMAC). Numerous transverse cracks developed in the analyzed HMAC base during the winter season before the pavement was actually completed, both at the transverse joint locations and in the areas between them. This had not happened so far on such a scale during road construction projects in Poland. The research included both field examination and laboratory testing of high-modulus asphalt concrete used for construction of the base course of A1 motorway pavement, followed by computational analysis to investigate the causes and mechanism of the analyzed pavement distress. The first part of this paper describes the pavement structure, gives the main requirements applicable to HMAC, presents results of the cracking survey, visual assessment and laboratory tests carried out on cores cut from the analyzed pavement.