ارزیابی ضرایب بار هم ارز محوری بر اساس معیار خستگی لایه آسفالتی با استفاده از روش انرژی تلف‌شده و مقایسه با ضرایب پیشنهادی در آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران

ارزیابی ضرایب بار هم ارز محوری بر اساس معیار خستگی لایه آسفالتی با استفاده از روش انرژی تلف‌شده و مقایسه با ضرایب پیشنهادی در آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

ضریب بار هم ارز، یکی از ضرایب مهم در طراحی روسازی است که تأثیر بار ترافیکی موجود در راه‌ها را بر روی خرابی روسازی نشان می‌دهد. این ضریب در آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه های ایران (نشریه 234) به صورت تجربی قابل تعیین است و در انتخاب این ضریب، صرفاً به نوع محور (ساده، دوگانه و سه‌گانه) توجه شده است و به تک و یا زوج بودن چرخ‌ها در محور، اهمیت داده نشده است. در این مطالعه، ضرایب بار هم ارز برای بارهای محوری سنگین ذکر شده در آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه های ایران، از دو رویکرد کرنش و انرژی تلف شده و بر اساس معیار خستگی تعیین شد و با ضرایب بار هم ارز آیین‌نامه اشتو و انستیتو آسفالت مقایسه شد. نرم‌افزار3D-Move جهت تحلیل مقاطع روسازی (نازک، متوسط و ضخیم) و در سه سرعت عبوری 10، 50 و 100 کیلومتر بر ساعت در پایین لایه آسفالتی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضرایب بار هم ارز برای محورهای منفرد با چرخ زوج، مستقل از عدد ضخامت روسازی، سرعت وسیله نقلیه و روش بکار رفته در محاسبه‌ این ضریب است. همچنین مشاهده شد که ضرایب بار هم ارز محورهای منفرد در روش خرابی حداکثر برای دو روش کرنش و انرژی تلف شده مقادیر تقریباً یکسانی را دارد. در این تحقیقاین نتیجه به دست آمد که ضریب بار هم ارز محور منفرد با چرخ زوج، کمتر از ضریب بار هم ارز محور منفرد با چرخ تک با وزن مشابه است که این مستلزم توجه بیشتر به این موضوع در آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه های ایران است. همچنین ضرایب بار هم ارز اشتو و انستیتو آسفالت در مورد محورهای منفرد با چرخ تک، کمتر از مقادیر تعیین شده در این مطالعه است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1393.5.3.4.0

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Axle Equivalency Load Factors Based on the Fatigue Criterion of Asphalt Layer Using Dissipated Energy Method and Compared with Proposed Factors in Asphalt Pavement Regulations of Iran Roads

چکیده [English]

Equivalency load factor is one of the most important factors in design of pavement, that shows the influence of traffic on pavement distress. This factor can be defined experimentally according to Asphalt Pavement Regulationd of Iran Roads (Publication 234) and the only concern in choice of the factor is the type of the axle (single, tandem and tridem) no matter whether wheels are single or dual. In this study equivalency load factor of heavy axle load mentioned in Asphalt Pavement Regulation of Iran Roads was determined based on two approaches: Strain and dissipated energy and according to the fatigue criterion and then compared to the equivalency load factors in AASHTO and Asphalt Institute regulation. 3D-Move program was used to analyze pavement sections (thin, medium, and thick) and in three vehicle speeds 10, 50 and 100 km/h at the bottom of the asphalt layer. The results showed that equivalency load factor of single axles with single wheels is independent of pavement thickness number, vehicle speed and applied method in calculation of this factor. Also, it was observed that equivalency load factor of single axle in the maximum distress method has the same quantities for both strain and dissipated energy method. In this research, equivalency load factor of single axle with dual wheels obtains less than one for single axle with single wheel with similar weight that it needs to pay attention to this matter in Asphalt Pavement Regulation of Iran Roads. Also, equivalency load factor of AASHTO and Asphalt Institute are less than the calculation values obtained in this study.

کلیدواژه‌ها [English]

Equivalency load factor, viscoelastic analysis
fatigue life, maximum strain , dissipated energy

مراجع

-Abdel-Motaleb,M. E. (2007) “Impact of high-pressure truck tires on pavement design in Egypt”, Emirates Journal for Engineering Research, pp. 65-73.

- Chatti, K., Manik. A., Salama, Ch, El Mohtar, H. and Lee, H. (2009) “Effect of Michigan multi-axle trucks on pavement distress”, Final report, Michigan Department of Transportation February

Chatti, K., Lee . H. and El Mohtar. H. (2004) “Fatigue life predictions for asphalt concrete subjected to multiple axle loadings”, Proceedings 8th International Symposium on Heavy Vehicle Weights and Dimensions, Johannesburg, South Africa, March

- Chatti, K., Lee. D. and Kim, T. (2000) “Truck damage factors using dissipated energy versus peak strains”, 6th international Symposium on Heavy Vehicle Weights and Dimensions.

- Chaudry, R. and Memon, A. B (2013) “Effects of variation in truck factor on pavement performance in Pakistan”, Journal of Engineering and Technology, pp.19-30.

- Guide for mechanistic-empirical design of new and rehabilitated pavement structures (2004) “Appendix II 1:Calibrationof Fatigue Cracking Models for Flexible Pavements”(NCHRP).

- Huang, Y. H. (2004) “Pavement analysis and design”, Prentice Hall, New Jersey.

- Garber, N. J. and Hoel, L. A. (1988) “Traffic and highway engineering”, West Publishing Company, St. Paul, Minnesota, 959 pages.

- Jordhal, P. R. and Rauhut, J. B. (1983) “Flexible pavement model VESYS IV-B”, Report prepared for Federal Highway Administration under Contract DTFH61-C·00175.

- Judycki, J. (2011) “Determination of equivalent axle load factors on the basis of fatigue criteria for flexible and semi-rigid pavements”, Journal of Road Materials and Pavement Design, pp.187-202.

- SHRP-A-404. (1994) “Fatigue response of asphalt-aggregate mixes”, Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington, DC.

- Siddharthan, R.V., Sebaaly, P. E., El-Desouky, M., Strand,T and Huft, D.( 2005) “Heavy off-road vehicle tire-Pavement Interactions and Response,” Journal of Transportation Engineering, ASCE, Vol. 131(3), pp. 239-247.

- Siddharthan, R.V., El-Mously, M., Krishnamenon., N. M. and Sebaaly, P.E. (2002) “Validation of a pavement response model using full-scale field tests”, International Journal in Pavement Engineering, Vol. 3, No. 2, pp. 85-93.

- Siddharthan, R.V., Krishnamenon, N and Sebaaly, P. E (2000) “Pavement response evaluation using finite-layer approach”, Transportation Research Record, No. 1709, TRB, pp. 43-49.

- Zhang, Z., Kawa., I.and Hudson, W. R. (2005) “Impact of changing traffic characteristics and environmental conditions on performance of pavements”, Report No. FHWA/TX-05/0-1713-2, Center for Transportation Research of University of Texas at Austin.

- آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران - نشریه شماره 234 (1390) تجدید نظر اول، معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهوری.

- بهزادی، غلامعلی(1383) " ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺧﻮاص ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﻻﻳﻪﻫﺎی روﺳﺎزی راه در ﺿﺮﻳﺐ ﺑﺎر ﻫﻢ ارز"، اولین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، 22-24 اردیبهشت ماه 1383

- خاکی، علی منصور و سرکار، علیرضا " ﺍﺛﺮﺍﺕ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻥ ﺑﺎﺭﮔﺬﺍﺭﻱ ﺑﺮ ﺭﻭﻱ ﺿﺮﺍﻳﺐ ﺑﺎﺭ ﻫﻢ ﺍﺭﺯ ﺩﺭ ﺭﻭﺳﺎﺯﻱﻫﺎﻱ ﺍﻧﻌﻄﺎﻑﭘﺬﻳﺮ"، ﻧﺸﺮﻳﻪ ﺑﻴﻦﺍﻟﻤﻠﻠﯽ ﻋﻠﻮﻡ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﻋﻠﻢ ﻭ ﺻﻨﻌﺖ ﺍﻳﺮﺍن، ﺟﻠﺪ 18، ﺷﻤﺎﺭﻩ ٢، ﺗﺎﺑﺴﺘﺎن 1386، ص. ٧٧-٨٥