English
Język Polski
Optymalizacja konstrukcji nawierzchni asfaltowych z wykorzystaniem alternatywnych materiałów
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2024.150978Abstrakt
W artykule krótko opisano nowoczesną metodę oceny konstrukcji nawierzchni opartą na uproszczonym modelu niszczenia w ośrodku lepkosprężystym (S-VECD). Metoda ta została wykorzystana do porównania dwóch typów konstrukcji nawierzchni. Analizowano klasyczne konstrukcje z betonami asfaltowymi z asfaltami drogowymi oraz innowacyjne konstrukcje jedno- lub dwuwarstwowe z SMA 16 z asfaltem wysokomodyfikowanym polimerami (HiMA). Konstrukcje nawierzchni z zastosowaniem SMA 16 są szczególnie polecane na drogi lokalne, dlatego też przeanalizowano dwie kategorie obciążenia ruchem – lekką KR2 i średnią KR4. Ponadto, ze względu na specyficzne właściwości warstw z HiMA, dla każdego wariantu sprawdzono dwa różne rodzaje ulepszonego podłoża. Na przedstawionych przykładach, pomimo zmniejszonej grubości warstw bitumicznych, konstrukcje z SMA 16 HiMA są znacznie bardziej odporne na zmęczenie niż klasyczne konstrukcje z betonami asfaltowymi z asfaltami drogowymi. Wyniki badań potwierdzają, że możliwe jest opracowanie innowacyjnych konstrukcji z materiałów o ponadstandardowych właściwościach. Nowe materiały zarówno zastosowane z nowym układem warstw mogą przynieść wiele korzyści zwłaszcza w zakresie zrównoważonego rozwoju, obniżenia kosztów oraz poprawy właściwości nawierzchni asfaltowych.Bibliografia
[1] S. Schunz, “The ‘European Green Deal’ – a paradigm shift? Transformations in the European Union’s sustainability meta-discourse”, Political Research Exchange, vol. 4, no. 1, 2022, doi: 10.1080/2474736X.2022.2085121.
[2] B. Moins, C. France, W. Van den bergh, and A. Audenaert, “Implementing life cycle cost analysis in road engineering: A critical review on methodological framework choices”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 133, art. no. 110284, 2020, doi: 10.1016/j.rser.2020.110284.
[3] R. West, et al., “Phase IV NCAT Pavement Test Track Findings: Final Report”, NCAT Report 12-10, 2012.
[4] R. West, et al., “Phase IV NCAT Pavement Test Track Findings”, 2013.
[5] A. Molenaar, et al., “Modified Base Courses for Reduced Pavement Thickness and Increased Longevity”, in Proceedings of International Conference on Perpetual Pavements. Ohio University, 2009.
[6] R. Kluttz, R. Willis, A. Molenaar, T. Scarpas, and E. Scholten, “Fatigue Performance of Highly Modified Asphalt Mixtures in Laboratory and Field Environment”, presented at 7th RILEM International Conference Cracking Pavements, 2012.
[7] R.Q. Kluttz, E. Jellema, M.F. Woldekidan, and M. Huurman, “Highly modified bitumen for prevention of winter damage in OGFCs”, in Airfield and Highway Pavement 2013: Sustainable and Efficient Pavements – Proceedings of the 2013 Airfield and Highway Pavement Conference. ASCE, 2013, pp. 1075-1087, doi: 10.1061/9780784413005.090.
[8] Z. Tabor, “Doświadczenia ze stosowania asfaltów wysokomodyfikowanych na drogach wojewódzkich województwa śląskiego”, presented at Krakowskie Dni Nawierzchni, 2019.
[9] K. Błażejowski, M. Wójcik-Wiśniewska, H. Peciakowski, and J. Olszacki, “The Performance of a Highly Modified Binders for Heavy Duty Asphalt Pavement”, Transportation Research Procedia, vol. 14, pp. 679-684, 2016, doi: 10.1016/j.trpro.2016.05.331.
[10] J. Judycki, et al., Analizy i projektowanie konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. Warszawa: WKiŁ, 2014.
[11] J. Judycki, et al., “New polish catalogue of typical flexible and semi-rigid pavements”, MATEC Web Conference, vol. 122, pp. 1-8, 2017, doi: 10.1051/matecconf/201712204002.
[12] R.Q. Kluttz, Y.R. Kim, and R. Dongré, “Performance modeling of a highly modified asphalt pavement”, in Advances in Materials and Pavement Performance Prediction. CRC Press, 2018, pp. 3-6.
[13] D. Ryś, P. Jaskuła, M. Jaczewski, and M. Pszczoła, “Application and Evaluation of M-EPDG for Performance Analysis of Polish Typical Flexible and Rigid Pavements”, Roads and Bridges – Drogi i Mosty, vol. 18, pp. 283-302, 2019, doi: 10.7409/rabdim.019.019.
[14] K. Błażejowski, M. Złotowska, R. Nagórski, and P. Tutka, “The influence of highly modified asphalt binder on pavement fatigue life prediction – Selected problems”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 4, pp. 605-624, 2021, doi: 10.24425/ace.2021.138521.
[15] R.A. Schapery, “A theory of crack initiation and growth in viscoelastic media – III. Analysis of continuous growth”, International Journal of Fracture, vol. 11, no. 4, pp. 549-562, 1975, doi: 10.1007/BF00116363.
[16] R.A. Schapery, “Correspondence principles and a generalized J integral for large deformation and fracture analysis of viscoelastic media”, International Journal of Fracture, vol. 25, no. 3, pp. 195-223, 1984, doi: 10.1007/BF01140837.
[17] R.A. Schapery, “A theory of mechanical behavior of elastic media with growing damage and other changes in structure”, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, vol. 38, no. 2, pp. 215-253, 1990, doi: 10.1016/0022-5096(90)90035-3.
[18] P. Ostrowski, A. Zofka, and K. Błażejowski, “VECD method as a tool for evaluation of pavement structure fatigue performance”, Roads and Bridges – Drogi i Mosty, vol. 20, no. 2, pp. 189-212, 2021, doi: 10.7409/rabdim.021.012.
[19] Y.R. Kim, “Asphalt mixture performance-related specifications”, in Advances in Materials and Pavement Prediction, K.A. Masad Eyad, et al., Eds. Taylor & Francis Group, 2018, pp. 125-128.
[20] B.S. Underwood, Y.R. Kim, and M.N. Guddati, “Improved calculation method of damage parameter in viscoelastic continuum damage model”, International Journal of Pavement Engineering, vol. 11, no. 6, pp. 459-476, 2010, doi: 10.1080/10298430903398088.
[21] Y.D. Wang, B. Keshavarzi, and Y.R. Kim, “Fatigue Performance Prediction of Asphalt Pavements with FlexPAVETM, the S-VECD Model, and DR Failure Criterion”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, vol. 2672, no. 40, pp. 217-227, 2018, doi: 10.1177/0361198118756873.
[22] Y.D. Wang, B.S. Underwood, and Y.R. Kim, “Development of a fatigue index parameter, Sapp, for asphalt mixes using viscoelastic continuum damage theory”, International Journal of Pavement Engineering, vol. 23, no. 2, pp. 438-452, 2022, doi: 10.1080/10298436.2020.1751844.
[23] J. Judycki, et al., Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych. Gdańsk, 2013.
[24] K. Błażejowski and I. Strugała, Nawierzchnie jednowarstwowe z SMA 16 JENA. Warsaw: RETTENMAIER Polska Sp. z o. o., 2019.
[25] K. Błażejowski, P. Ostrowski, M. Wójcik-Wiśniewska, and W. Baranowska, Mieszanki i Nawierzchnie z ORBITON HiMA. Płock: ORLEN Asfalt, 2020. [Online]. Available: https://orbiton.pl/.
[26] EN 13108-1 Bituminous mixtures – material specifications – Part 1: Asphalt concrete. 2016.
[27] WT-2 – część I. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania Techniczne (Polish technical guidelines for asphalt mixtures). Warszawa, 2014. [Online]. Available: https://www.gov.pl/attachment/34584de6-9577-4d36-876a-2e11c703128c.
[28] EN 13108-5. Bituminous mixtures – material specifications – Part 5: Stone mastic asphalt. 2016.
[29] AASHTO T 378 Standard Method of Test for Determining the Dynamic Modulus and Flow Number for Asphalt Mixtures Using the Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT). 2021.
[30] AASHTO T 400 Standard Method of Test for Determining the Damage Characteristic Curve and Failure Criterion Using the Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT) Cyclic Fatigue Test. 2022.
[31] M. Pszczoła, D. Ryś, and P. Jaskuła, “Analysis of climatic zones in Poland with regard to asphalt performance grading”, Roads and Bridges – Drogi i Mosty, vol. 16, no. 4, pp. 245-264, 2017, doi: 10.7409/rabdim.017.016.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
