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

Podczas ruchu pojazdu obserwuje się odchylenia nacisków osi pojazdów od nacisku statycznego, co jest spowodowane nierównościami nawierzchni. Dynamiczne obciążenia pojazdów w większym stopniu wytężają konstrukcję nawierzchni drogowej. Rozkład obciążeń dynamicznych ma kształt rozkładu normalnego i jest opisywany poprzez obciążenie statyczne oraz wskaźniki dynamiczne DI lub DLC. Wraz z pogorszeniem równości i zwiększeniem prędkości średniej pojazdów rosną maksymalne siły dynamiczne wywierane przez osie pojazdów, zwiększa się zatem ich oddziaływanie na konstrukcję nawierzchni. Celem artykułu jest ocena, w jaki sposób oddziaływania dynamiczne pojazdów ciężkich wynikające z równości nawierzchni wpływają na trwałość zmęczeniową nawierzchni. W artykule wyprowadzono współczynniki dynamicznego oddziaływania pojazdów k_d i podano je w funkcji równości nawierzchni i średniej prędkości ruchu pojazdów. Wykazano, że pogorszenie równości nawierzchni określone zmianą wskaźnika IRI do granicy klasy A, czyli do IRI = 2,0 w przypadku dróg klasy A,S i GP oraz do IRI = 3,0 w przypadku dróg klasy G, powoduje przyrost wartości współczynnika dynamicznego k_d od 9% do 16%. Pogorszenie równości nawierzchni do granicy klasy B (stan zadowalający) powoduje spadek trwałości zmęczeniowej nawierzchni aż o 30%. Oznacza to, że nadanie dobrej równości początkowej nawierzchni oraz jej utrzymanie w trakcie eksploatacji może istotnie wydłużyć trwałość zmęczeniową konstrukcji nawierzchni.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Cebon D., Winkler Ch.: A study of road damage due to dynamic wheel loads using a load measuring mat. Raport techniczny nr UMTRI-90-13, 1990.

[2]  Cebon D.: Handbook of Vehicle-Road Interaction, Swets & Zeitlinger, 1999.

[3] Diagnostyka Stanu Nawierzchni i jej Elementów, Wytyczne Stosowania. Załącznik do zarządzenia nr 34 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych I Autostrad z dnia 30.04.2015. Dostępny w Internecie: www.gddkia.gov.pl/pl/2982/Diagnostyka-Stanu-Nawierzchni.

[4] Dynamic Interaction between vehicles and infrastructure experiment (DIVINE project). Raport techniczny nr DSTI/DOT/RTR/IR6(98)1/FINAL, OECD, Paryż 1998.

[5] 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, 1992.

[6] Judycki J., Jaskuła P, Pszczoła M., Jaczewski M., Ryś D., Alenowicz J., Dołżycki B., Stienss M.: Analizy i projektowanie konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. WKŁ, Warszawa, 2014.

[7] 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.

[8] Radzikowski M., Foryś G., Bogdaniuk M.: Raport o stanie technicznym nawierzchni sieci dróg krajowych na koniec 2015 roku. GDDKiA, Warszawa, 2016. Dostępny w Internecie: www.gddkia.gov.pl/pl/2990/Raporty.

[9] Ryś D., Judycki J., Jaskuła P.: Analysis of effect of overloaded vehicles on fatigue life of flexible pavements based on weigh in motion (WIM) data. International Journal of Pavement Engineering, Volume 17, Issue 8, 2016, pp. 716-726. DOI: 10.1080/10298436.2015.1019493.

[10] Shi X.M., Cai C. S.: Simulation of dynamic effects of vehicles on pavement using a 3D interaction model. Journal of Transportation Engineering, s. 135:736-744, ASCE, 2009.

[11] Sweatman, P.F.: A Study of dynamic wheel forces in axle group suspensions of heavy vehicles. Australian Road Research Board, Australia 1983.