WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI I DYNAMICZNEGO ODDZIAŁYWANIA POJAZDÓW CIĘŻKICH NA TRWAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ NAWIERZCHNI PODATNYCH

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI I DYNAMICZNEGO ODDZIAŁYWANIA POJAZDÓW CIĘŻKICH NA TRWAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ NAWIERZCHNI PODATNYCH"

Ludwik Bukowski
5 lat temu
Przeglądów:

PODATNYCH Dawid Ryś, Józef Judycki, Piotr Jaskuła

1 WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI I DYNAMICZNEGO ODDZIAŁYWANIA POJAZDÓW CIĘŻKICH NA TRWAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ NAWIERZCHNI PODATNYCH Dawid Ryś, Józef Judycki, Piotr Jaskuła Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Katedra Inżynierii Drogowe

2 PLAN PREZENTACJI Zarys problemu cel analizy Stan równości dróg w Polsce Dynamiczne oddziaływanie pojazdów na nawierzchnie Wpływ równości nawierzchni na oddziaływania dynamiczne i na trwałość nawierzchni Wnioski 2

3 ZARYS PROBLEMU Większe obciążenia dynamiczne pojazdów powodują większe wytężenie nawierzchni i spadek jej trwałości Dynamiczne obciążenia pojazdów istotnie zależą od: Parametrów zawieszenia Prędkości pojazdu Równości nawierzchni (wskaźnika IRI) 3

4 CEL ANALIZY Ocena wpływu równości nawierzchni, mierzonej wskaźnikiem IRI, na oddziaływania dynamiczne pojazdów ciężkich i trwałość nawierzchni 4

5 Wskaźnik równości nawierzchni IRI Profil nawierzchni mierzony w dowolny sposób Po zadanym profilu porusza się wirtualny pojazd quater car Parametry zawieszenia wirtualnego pojazdu są standardowe Wirtualny pojazd jedzie z prędkością 60 km/h Program komputerowy analizuje dynamikę ruchu pojazdu 5

6 Wskaźnik równości nawierzchni IRI 6

D - stan zły IRI > 5,7 (6,6*) * - drogi klasy G Źródło: Radzikowski M., Foryś G., Bogdaniuk M.

7 STAN RÓWNOŚCI DRÓG KRAJOWYCH 77,6% A - stan dobry IRI < 2.0 (3,0*) B - stan zadowalajacy IRI < 4,3 (5,0*) C - stan niezadowalający IRI < 5,7 (6,6*) 1,2% 2,7% 18,5% D - stan zły IRI > 5,7 (6,6*) * - drogi klasy G Źródło: Radzikowski M., Foryś G., Bogdaniuk M.: Raport o stanie technicznym nawierzchni sieci dróg krajowych na koniec 2015 roku. GDDKiA, Warszawa, Dostępny w Internecie: 7

8 STAN RÓWNOŚCI DRÓG KRAJOWYCH Źródło: Praca Inżynierska p. Kingi Duszyńskiej 8

9 STATYCZNE I DYNAMICZNE OBCIĄŻENIA OSI POJAZDÓW Przykładowy pomiar dynamicznych nacisków osi WSKAŹNIKI NACISKÓW DYNAMICZNYCH: Dynamic Load Coefficient Dynamic Impact Factor Źródło: 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,

10 Współczynnik nacisków dynamicznych DI RÓWNOŚĆ NAWIERZCHNI I PRĘDKOŚĆ POJAZDÓW A OBCIĄŻENIA DYNAMICZNE Prędkość pojazdów [km/h] Przyjęty model: Źródło: 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. 10

11 WSPÓŁCZYNNIK RÓWNOWAŻNOŚCI OBCIĄŻENIA OSI Liczba pojazdów lub osi Współczynnik x równoważności = obciążenia Liczba równoważnych osi standardowych 11

12 Prawdopodobieństwo OBCIĄŻENIE DYNAMICZNE A WSPÓŁCZYNNIK RÓWNOWAŻNOŚCI Współczynnik równoważności Przyjęto rozkład normalny obciążeń dynamicznych Współczynnik równoważności obliczono na podstawie wzoru czwartej potęgi 0,25 5,0 4,5 0,20 0,15 Q = 100 kn DLC = 0,100 DI = 1,200 4,0 3,5 3,0 2,5 0,10 2,0 1,5 0,05 1,0 0,5 0,00 0,0 Obciążenie osi [kn] Rozkład normalny obciążeń dynamicznych Współczynnik równoważności 12

13 OBCIĄŻENIE DYNAMICZNE A WSPÓŁCZYNNIK RÓWNOWAŻNOŚCI Wykonano następujące przekształcenie: 13

współczynnik oddziaływania dynamicznego kd WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI NA WSPÓŁCZYNNIK DYNAMICZNEGO ODDZIAŁYWANIA POJAZDÓW KLASA A 2,0 1,8 1,6 KLASA B Wzrost IRI pogorszenie równości oznacza wzrost

14 współczynnik oddziaływania dynamicznego kd WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI NA WSPÓŁCZYNNIK DYNAMICZNEGO ODDZIAŁYWANIA POJAZDÓW KLASA A 2,0 1,8 1,6 KLASA B Wzrost IRI pogorszenie równości oznacza wzrost współczynnika równoważności obciążenia pojazdów 1,4 1,2 1,0 0, IRI [mm/m] Średnia prędkość IRI [mm/m] 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 14

współczynnik oddziaływania dynamicznego kd WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI NA TRWAŁOŚĆ NAWIERZCHNI 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 Pogorszenie równości do granicy klasy B

15 współczynnik oddziaływania dynamicznego kd WPŁYW RÓWNOŚCI NAWIERZCHNI NA TRWAŁOŚĆ NAWIERZCHNI 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 Pogorszenie równości do granicy klasy B skutkuje spadkiem trwałości o 30% 0, IRI [mm/m] Średnia prędkość IRI [mm/m] 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 0 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 15

16 WNIOSKI Stworzono praktyczne narzędzie do oceny wpływu równości nawierzchni na jej trwałość Kolektor asfaltu Trwałość zmęczeniową nawierzchni można istotnie zwiększyć poprzez: Zapewnienie dobrej równości początkowej nawierzchni staranność wykonywania robót Utrzymanie równości w trakcie eksploatacji nawierzchni 16

17 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ 17

Podobne dokumenty

Wydłużenie okresu trwałości nawierzchni dzięki utrzymaniu dobrej równości

Wydłużenie okresu trwałości nawierzchni dzięki utrzymaniu dobrej równości Dawid Ryś, Piotr Jaskuła Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Katedra Inżynierii Drogowe PREDYKCJA STANU NAWIERZCHNI JEST KLUCZOWYM