The influence of cracks on changes in stiffness moduli of asphalt mixtures based on in situ tests

• Autorzy: Pożarycki, A. , Górnaś, P. , Zalewski, P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ spękań na zmianę modułów sztywności mieszanek mineralno-asfaltowych oznaczanych w warunkach in situ

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W prognozowaniu zmian stanu technicznego nawierzchni drogowych decydującą rolę w zakresie potencjalnych potrzeb remontowych oraz ich kosztów stanowi diagnoza nawierzchni. Jednym z zadań diagnozy jest wykrycie czynników, np. spękań, które mogą w znaczącym stopniu przyspieszyć degradację nawierzchni. O ile identyfikacja spękań widocznych na powierzchni warstw ścieralnych jest możliwa przy inwentaryzacji wizualnej lub fotorejestracji, to wykrywanie spękań warstw asfaltowych położonych poniżej warstwy ścieralnej wymaga zastosowania innych metod. W artykule przedstawiono skuteczność identyfikacji uszkodzonych w kontrolowany sposób warstw asfaltowych nawierzchni odcinka testowego przy użyciu techniki obliczeń odwrotnych. Opierając się na wynikach pomiaru ugięć nawierzchni przy zastosowaniu urządzenia typu FWD i pseudo statycznych wartościach, analiza sztywności warstw w modelu trójwarstwowej nawierzchni pozwoliła wskazać poprawną lokalizację wymuszonych uszkodzeń.

EN

The role of diagnosis in predicting changes in the technical condition of pavement within the scope of potential repair needs and their costs is decisive. One of its aims it to detect certain factors, e.g. cracks which can considerably accelerate the degradation of pavement. Whereas the identification of cracks visible on the surface ofwearing courses is possible at a visual inventory or photo-based pavement condition survey, revealing cracks in bituminouscourseslocated below the wearing course requires the application of different methods. The present article introduces the effectiveness of identifying in a controlled way damaged bituminous courses of the pavement test section by means of the backcalculation technique. Basing on measurement results with the use of FWD (Falling Weight Deflectometer) device and pseudo-static values, the stiffness analysis of courses in the three-course pavement enabled to indicate the correct location of constrained damage.

Słowa kluczowe

PL

obliczenia odwrotne; spękania warstw asfaltowych; ugięciomierz dynamiczny FWD

EN

backcalculation; cracks of asphalt layers; falling weight deflectometer (FWD)

• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 14, no. 4
• Strony: 257--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pożarycki, A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej, Zakład Budownictwa Drogowego,

autor

Górnaś, P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej, Zakład Budownictwa Drogowego,

autor

Zalewski, P.

• BiZ Drog Piotr Buczko i Paweł Zalewski sp. j . , Kokorzyce gm. Miękinia,

Bibliografia

• [1] Guide for Mechanistic-Empirical Design of New and Rehabilitated Pavement Structures. Final Report, Part 3 - Design and Analysis, NCHRP, TRB, NRC, Illinois, 2004
• [2] Judycki J.: Budowa i kalibracja modeli spękań zmęczeniowych warstw asfaltowych nawierzchni drogowych w mechanistyczno-empirycznej metodzie AASHTO 2004. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 4,2011,31-53
• [3] Research and development of the asphalt institute's thickness design manual (MS-1). Asphalt Institute, Lexington, 1982
• [4] Hilmi Lav A., Burak Goktepe A., Aysen Lav M.: Backcalculation of flexible pavements using soft computing. Intelligent and Soft Computing inInfrastructure Systems Engineering, 259, 2009, 67-106
• [5] Irwin L.: Backcalculation: Basics and Beyond. FWD Users Group, West Lafayette, 2004
• [6] Lee S.H., Kim. J.: Backcalculation of dynamic modulus from resilient modulus test data. Canadian Journal of Civil Engineering, 38, 2011, 582-592
• [7] Saltan M., Terzi S., Kuęuksille E. U.: Backcalculation of pavement layer moduli and Poisson's ratio using data mining. Expert Systems with Applications, 38, 3, 2011, 2600-2608
• [8] Sharma S., Das A.: Backcalculation of pavement layer moduli from falling weight deflectometer data using articial neural network. Canadian Journal of Civil Engineering, 35, 1, 2008, 57-66
• [9] Szydło A.: Statyczna identyfikacja parametrów modeli nawierzchni lotniskowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1995
• [10] Firlej S.: Mechanika nawierzchni drogowej. Petit s.c., Lublin, 2007
• [11] Al-QadiI.L., Scarpas T., Loizos A.: Pavement cracking mechanisms modeling detection testing and case histories. CRC Press, Boca Raton, 2008
• [12] Baek J.: Modeling reflective cracking development in hot-mix asphalt overlays and quantification of control techniques. University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, 2010
• [13] Myers L.A., Roque R., Ruth B.E.: Mechanisms of surface-initiated longitudinal wheel path cracks in high-type bituminous pavements. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 76, 1998, 401-432
• [14] Scarpas A., KringosN., Al-Qadi I.: 7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements Mechanisms, Modeling, Testing, Detection and Prevention Case Histories. RILEM Bookseries, Londyn, 2012
• [15] Ameri M., Mansourianb A., Heidary Khavasc M., Alihac M.R.M., Ayatollahi M.R.: Cracked asphalt pavement under traffic loading - A 3D finite element analysis. Engineering Fracture Mechanics, 78, 8, 2011, 1817-1826
• [16] Gajewski J., Sadowski T.: Sensitivity analysis of crack propagation in pavement bituminous layered structures using a hybrid system integrating Artificial Neural Networks and Finite Element Method. Computational Materials Science, 82, 2014, 114-117
• [17] Ozer H., Al-Qadi I., Duarte C.: A three-dimensional generalized finite element analysis for the near-surface cracking problem in flexible pavements. International Journal of Pavement Engineering, 12,4,2011,407-419
• [18] Miao Y., He T.G., Yang Q., Zheng J.J.: Multi-domain hybrid boundary node method for evaluating top-down crack in asphalt pavements. Engineering Analysis with Boundary Elements, 34, 9, 2010, 755-760
• [19] Górnaś P., Pożarycki A.: Wybrane cechy numerycznych modeli MES w analizie odwrotnej konstrukcji nawierzchni. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 13,3, 2014, 203-222
• [20] Maina J.W., Yokota H., Matsui K.: Effect of errors in layer thickness on backcalculated layer moduli. Journal of JSCE (Japan Society of Civil Engineering), 3, 1998, 49-56
• [21] Pożarycki A., Górnaś P.: Numeryczny model właściwości lepkosprężystych warstw nawierzchni jezdni z betonu asfaltowego. Budownictwo i Architektura, 13,4, 2014,101-107
• [22] Fuchang G., LixingH.: Implementing the Nelder-Mead simplex algorithm with adaptive parameters. Computational Optimization and Applications, 51, 1, 2012, 259-277
• [23] Sangghaleh A., Pan E., Green R., WangR., LiuX., Cai Y.: Backcalculation of pavement layer elastic modulus and thickness with measurement errors. International Journal of Pavement Engineering, 15,6,2013,521-531
• [24] Irwin L.H., Yang W.S., StubstadR. N.: Deflection Reading Accuracy and Layer Thickness Accuracy in Backcalculation of Pavement Layer Moduli. Nondestructive Testing of Pavements and Backcalculation of Moduli. American Society of Testing and Materials, ASTM, Philadelphia, 1989, 229-244
• [25] Ullidtz P., Coetzee N.F.: Analytical procedures in nondestructive testing pavement evaluation. Pavement design and analysis. Transportation Research Record, 1482, 1995, 61-66
• [26] Pożarycki A., Górnaś P.: Zagadnienia liniowej normalizacji wartości ugięć nawierzchni jezdni poddanej obciążeniom ponadnormatywnym. Drogownictwo, LXIX, 11,2014,352-359
• [27] Guzina B.B., Osburn R.H.: Effective toolforenhancing elastostatic pavement diagnosis. Transportation Research Record, 1806, 2002, 30-37
• [28] Kang Y.: Multifrequency back-calculation of pavement-layer moduli. Journal of Transportation Engineering, 124, 1, 1998, 73-81

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.015.017