تأثیر میزان اطلاع از ضخامت لایه‌ها در تعیین عدد سازه‌ای (SN) روسازیهای آسفالتی با استفاده از نتایج دستگاه FWD

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

ارزیابی روسازی در سطح شبکه به منظور تعیین وضعیت کیفی روسازیها، تعیین نوع عملیات نگهداری (پیشگیرانه، بهسازی و یا بازسازی) و همچنین اولویت‌بندی بر اساس محدودیت بودجه انجام می‌شود. در این سطح از ارزیابی، داده‌های مورد استفاده، از جزییات و پوشش کمتری در سطح شبکه راهها نسبت به ارزیابی در سطح پروژه برخوردار بوده و همچنین تحلیلهای ساده‌تری روی آنها انجام می‌شود. وضعیت سازه‌ای روسازیهای آسفالتی در سطح شبکه معمولاً با استفاده از دستگاه افت و خیز سنج ضربه‌ای (FWD) و تعیین پارامترهایی مانند مدول لایه‌ها و یا عدد سازه‌ای مؤثر روسازی (SNeff) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. تحلیل داده‌های افت و خیز، نیازمند اطلاع از ضخامت لایه‌های روسازی است که این کار می تواند با استفاده از دستگاه GPR و یا سونداژ و مغزه‌گیری از روسازی صورت گیرد. ساده‌سازی برداشت و تحلیل داده‌های حاصل از دستگاه FWD در سطح شبکه به منظور ارزیابی سریع شبکه راهها از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این تحقیق به منظور محاسبه عدد سازه‌ای مؤثر روسازی، ده روش مختلف در سه رده، از نظر میزان اطلاع از ضخامت لایه‌ها، شامل "عدم اطلاع از ضخامت"، "اطلاع از ضخامت کل روسازی" و "اطلاع از ضخامت لایه‌های روسازی" مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور هفت قطعه از هفت محور در کشور (با شرایط متفاوت از نظر شاخص SNeff) انتخاب و آزمایش FWD روی آنها انجام شد. پس از بکارگیری روشهای مختلف و ارزیابی نتایج حاصل از آنها، روش Jameson (با ضریب همبستگی 71/0) در رده روشهای بدون نیاز به اطلاع از ضخامت روسازی و روش Wimsatt (با ضریب همبستگی 92/0) در رده روشهایی که اطلاع از ضخامت کل روسازی در آنها لازم است به عنوان مناسب‌ترین روشها شناخته شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Knowledge Level of Layer Thickness on Pavement Structural Number (SN) Determination Based on FWD Data

چکیده [English]

Pavement evaluation at Network-level is performed with the aim of assessing conditions of pavements, the required maintenance level (i.e. preventive, rehabilitation or reconstruction) or prioritization purposes. The data required to assess network-level pavement evaluation are fewer than the case of project level evaluation. In addition, less pavement analysis and calculation are required. Asphalt pavement structural condition analysis at network level is generally performed using FWD data for determination of pavement layers moduli and effective Structural Number (SNeff). FWD data analysis requires information regarding pavement thickness. These can be determined using GPR or doing core and pit in pavement. Simplification of the collected data and analysis of FWD data are important issues for rapid assessment of road networks. In this study, ten different methods were evaluated in three different levels of thickness requirement (i.e. no information of pavement thickness, knowing pavement total thickness and having thicknesses of each layer) to determine pavement effective structural number. A field analysis was performed applying FWD on seven pavements having different structural numbers (i.e. having low, medium and high SN values). The above analysis was performed and it was revealed that among the various methods, Jameson with correlation coefficient of 0.71 in the category “no information of pavement thickness”; and Wimsatt with correlation coefficient of 0.92 in the category of “knowing total pavement thickness” showed to better represent pavement condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pavement
  • thickness
  • Structural number
  • FWD
- AASHTO (1986) “Guide for design of pavement structures”, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC, USA.
- BAKFAA(2008)  “Computer program for backcalculation of airport pavement properties” http://www.airtech.tc.faa.gov/naptf/download/Readme.htm
- COST 336—Falling Weight Deflectometer (1998) “Information gathering report, task group 2 FWD at Network Level”, Cooperation in Science and Technology, Final Draft Report.
- Crook, A. L, Montgomery, S. R. and Guthrie, W.S. (2012) “Using falling-weight deflectometer data for network-level flexible pavement management”, Transportation Research Board, 91st Annual Meeting, Washington, D.C., USA.
- Donovan, P. and E. Tutumluer (2009) “Falling weight deflectometer testing to determine relative damage in asphalt pavement unbound aggregate layers”, In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board of the National Academies, No. 2104, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C., USA, pp. 12-23
- Diefenderfer, B. K. (2008) “Network-level pavement evaluation of Virginia’s interstate system using the falling weight Deflectometer”, VTRC 08-R18. Virginia Transportation Research Council, Charlottesville.
- FWD Owner’s Manual (2008) “DYNATEST FWD/HWD test systems”, Dynatest International A/S, Version 2.4.2, pp. 1-3, Denmark
- Hoffman, M. S. (2003) “Direct method for evaluating structural seeds of flexible pavements with falling-weight deflectometer deflections”, Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board, No. 1860, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC, USA, pp. 41-47
- Huang, Y. (2004) “Pavement analysis and design”, Second Edition. Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
- Irwin, L. H. (1983) “User’s guide to Modcomp2, Version 2.1., Local Roads Program”, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
- Jameson, G. W. (1997) “Use of FWD to program works based on HDM III; COST 336 workshop on FWD at Network Level”, Lisbon.
- Murphy, M. R. and Zhang. Z. (2010) “Validation and implementation of the structural condition index (SCI) for network-level pavement evaluation”, Research Report FHWA/TX-11/5-4322-01-1, Texas Department of Transportation, USA.
- Noureldin, A. S. (1993) “New scenario for backcalculation of layer moduli of flexible pavements”, Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board, No. 1384, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC, USA, pp. 23-28
- Rohde, G.T. (1994) “Determining pavement structural number from FWD testing”, Transportation Research Record 1448, Washington, DC, USA.
- Shahin, M. Y. (2005) “Pavement management for airports, roads and parking lots”, Second Edition, Springer publication, New York, USA
- Schnoor, H. and Horak, E. (2012) “Possible method of determining structural number for flexible pavements with the falling weight deflectometer “, Proceedings of the 31th Southern African Transport tConference, Pretoria, South Africa.
- Technical Advisory (2009) “FAQ’s: Network-level falling weight deflectometer (FWD) data collection”, Texas Department of Transportation, Austin, TX, USA.
- Ullidtz,  Per (1998) “Modeling flexible pavement response and performance”, Denmark: Lyngby
- IRI. Presidency Office for Strategic Planning and Supervision (2011) ”Iran highway asphalt paving code No. 234”, first revision.
- Wimsatt, A. (1998) “Improving the Texas Department of Transportation pavement rehabilitation program,” Ph.D. Dissertation, University of Texas at Austin, Austin, TX, USA.
- Wu, Z., Shekharan, R., Chowdhury, T. and Diefenderfer, B. K (2009) Development and implementation of network-level selection of pavement maintenance and rehabilitation strategy: Virginia practice. Compendium of papers, 88th Annual Meeting of the Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C., USA.