Assessment of the effect of concrete slab geometrical parameters on the distribution of stresses in the road pavement structure

Artur Zbiciak; Mirosław Graczyk; Kazimierz Józefiak; Karol Brzeziński; Rafał Michalczyk

doi:10.7409/rabdim.019.011

Opublikowane: 2019-10-01

Tom 18 Nr 3 (2019)

Ocena wpływu parametrów geometrycznych płyty betonowej na rozkład naprężeń w konstrukcji nawierzchni drogowej

Artur Zbiciak , Mirosław Graczyk , Kazimierz Józefiak , Karol Brzeziński , Rafał Michalczyk

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.019.011

Abstrakt

Przedmiotem artykułu jest analiza stanu naprężenia w płycie betonowej wykonanej na istniejącej konstrukcji nawierzchni podatnej (ang. whitetopping). Nakładkę zaprojektowano na użytkowanym pakiecie warstw konstrukcyjnych o znanej sztywności. Przeanalizowano wpływ obciążeń od gradientu temperatury oraz obciążeń od kół pojazdów. Obliczenia wykonano z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Analizie poddano kilka wariantów nałożonej cienkiej nakładki betonowej whitetopping o zróżnicowanej geometrii ustroju. Zmiana długości płyty może prowadzić do zmniejszenia kosztów wykonania nawierzchni. Większa długość płyty powoduje mniejszą liczbę szczelin poprzecznych na kilometr, a co za tym idzie mniejszą pracochłonność i zużycie dybli. Zwiększenie długości elementu konstrukcyjnego wiąże się ze wzrostem maksymalnych naprężeń od obciążeń termicznych i eksploatacyjnych, co z kolei może wymuszać zwiększenie grubości płyty w celu zapewnienia odpowiedniej trwałości zmęczeniowej. Przyjęta metoda analizy umożliwia optymalizację kosztów remontu nawierzchni betonowych. Ze względu na złożoność zagadnienia, znalezienie rozwiązania optymalnego wymaga indywidualnego podejścia do zadanych warunków projektowych.

Słowa kluczowe:

analiza MES, diagnostyka FWD, nakładka betonowa, nawierzchnie betonowe, optymalizacja kosztów.

Podobne artykuły

Parth Panchmatia, Michał A. Glinicki, Jan Olek, Wpływ składu mieszanki na właściwości termiczne betonu oraz parametry funkcjonalne nawierzchni sztywnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 3 (2014)
Shahab HasaniNasab, Mohammad Hassan Jebur, Hassan Sharafi, Wpływ nano-CaCO₃ na właściwości mechaniczne i przepuszczalność nawierzchni z betonu wałowanego (RCCP) , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 3 (2018)
Piotr Woyciechowski, Paweł Łukowski, Grzegorz Adamczewski, Szok termiczny jako przyczyna zarysowań betonu w elementach podpór masywnych obiektów mostowych - studium przypadku , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
Daria Jóźwiak-Niedźwiedzka, Karolina Gibas, Michał A. Glinicki, Grzegorz Nowowiejski, Wpływ dodatku popiołu lotnego wapiennego na przepuszczalność betonów w odniesieniu do mediów agresywnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 10 Nr 3 (2011)
Janusz Konkol, Grzegorz Prokopski, Optymalizacja składu betonów modyfikowanych popiołem fluidalnym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 2 (2014)
Michał A. Glinicki, Roman Jaskulski, Mariusz Dąbrowski, Krytyczny przegląd zasad projektowania i sprawdzania mrozoodporności wewnętrznej betonu przeznaczonego na konstrukcje drogowe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 1 (2016)
Mehdi Dezfuli Nezhad, Reza Raoufi, Ahmad Dalvand, Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do wyznaczenia optymalnej kolejności modernizacji obiektów mostowych z uwzględnieniem odporności na zakłócenia sieci transportowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 4 (2022)
Mirosław Graczyk, Marcin Gajewski, Radosław Szczerba, Analiza statyczna dyblowanej betonowej nawierzchni lotniskowej z uwzględnieniem zjawiska curlingu płyt , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 2 (2016)
Damian Bęben, Adam Jan Stryczek, Analiza numeryczna mostu gruntowo-powłokowego z żelbetową płytą odciążającą , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 1 (2014)
Janusz Konkol, Grzegorz Prokopski, Wpływ wieku betonów z dodatkiem popiołu fluidalnego lub metakaolinitu na ich właściwości wytrzymałościowe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 1 (2014)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Inne teksty tego samego autora

Karol Brzeziński, Grzegorz Adamczewski, Paweł Tutka, Wpływ obciążeń cyklicznych na wytrzymałość statyczną piasku związanego cementem – ujęcie jakościowe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 1 (2017)
Mirosław Graczyk, Marcin Gajewski, Radosław Szczerba, Analiza statyczna dyblowanej betonowej nawierzchni lotniskowej z uwzględnieniem zjawiska curlingu płyt , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 2 (2016)
Karol Brzeziński, Maciej Maślakowski, Kazimierz Józefiak, Wpływ pękania ziaren na gęstość objętościową dynamicznie zagęszczanych kruszyw grubych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 23 Nr 2 (2024)
Mirosław Graczyk, Artur Zbiciak, Kazimierz Józefiak, Projektowanie konstrukcji nawierzchni lotniskowych z wykorzystaniem metod analitycznych i MES , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 2 (2015)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Adam Zofka, Modelowanie nawierzchni z wykorzystaniem metod homogenizacji mechanicznej i termicznej układów warstwowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Leszek Rafalski, Adam Zofka, Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 1 (2014)
Henryk Zobel, Artur Zbiciak, Radosław Oleszek, Rafał Michalczyk, Przemysław Mossakowski, Numeryczna identyfikacja cech dynamicznych stalowo-betonowego mostu kolejowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 3 (2014)
Mirosław Graczyk, Danuta Bebłacz, Beton wałowany z wykorzystaniem kruszywa z recyklingu do wykonywania nawierzchni dróg lokalnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 4 (2023)
Mirosław Graczyk, Współczynniki sezonowości dla nawierzchni dróg w polskich warunkach klimatycznych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 7 Nr 1-2 (2008)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Model konstrukcji nawierzchni, uwzględniający zjawiska falowe, w ujęciu quasidynamicznym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 1 Nr 1 (2002)

1 2 > >>

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Zbiciak, A., Graczyk, M., Józefiak, K., Brzeziński, K., & Michalczyk, R. (2019). Ocena wpływu parametrów geometrycznych płyty betonowej na rozkład naprężeń w konstrukcji nawierzchni drogowej. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 18(3), 171–180. https://doi.org/10.7409/rabdim.019.011

Cited by / Share

Bibliografia

Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz. U. z 1999 r. Nr 43, poz. 430, tekst jednolity Dz. U. z 2016 r., poz. 124
Google Scholar

Szydło A. (red.): Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, Warszawa 2014
Google Scholar

Judycki J. (red.): Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2014
Google Scholar

Sybilski D. (red.): Katalog przebudów i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa 2013
Google Scholar

Żurawicka A.: Thin bonded concrete overplays for strengthening of road pavement. Part I. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 2, 4, 2003, 63-98
Google Scholar

Graczyk M.: Nośność konstrukcji nawierzchni wielowarstwowych w krajowych warunkach klimatycznych. Studia i materiały, IBDiM, zeszyt 63, Warszawa, 2010
Google Scholar

Pożarycki A., Górnaś P., Sztukiewicz R.: Application of mechanical and electromagnetic waves in an integrated determination of pavement bearing capacity. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 2, 2017, 101-114, DOI: 10.7409/rabdim.017.007
Google Scholar

Graczyk M., Zbiciak A., Józefiak K.: Design of airport pavements with use of analytical methods and FEM. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 14, 2, 2015, 101-115, DOI: 10.7409/rabdim.015.007
Google Scholar

Zienkiewicz O.C.: Taylor R.L.: The Finite Element Method. The 5th ed. Butterworth-Heinemann, Oxford 2000
Google Scholar

Szydło A.: Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego: teoria, wymiarowanie, realizacja. Polski Cement, Kraków, 2004
Google Scholar

Lewinowski A.: Wymiarowanie konstrukcji jezdni drogowych z betonu cementowego. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1982
Google Scholar

Das A.: Analysis of pavement structures. CRC Press, Boca Raton, 2015
Google Scholar

Papagiannakis A.T., Masad E.A.: Pavement Design and Materials, John Wiley & Sons, 2008
Google Scholar

Mackiewicz P.: Analysis of stresses in concrete pavement under a dowel according to its diameter and load transfer efficiency. Canadian Journal of Civil Engineering, 42, 11, 2015, 845-853, DOI: 10.1139/cjce-2014-0110
Google Scholar

Mackiewicz P.: Thermal stress analysis of jointed plane in concrete pavements. Applied Thermal Engineering. 73, 1, 2014, 1167-1174, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2014.09.006
Google Scholar

Graczyk M., Gajewski M., Szczerba R.: Structural analysis of airfield concrete pavement with doweled joints taking into account curling of slabs. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 2, 2016, 137-155, DOI: 10.7409/rabdim.016.009
Google Scholar

Kim M.O., Bordelon A.C., Lee N.K.: Early-age crack widths of thin fiber reinforced concrete overlays subjected to temperature gradients. Construction and Building Materials, 148, 2017, 492-503, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.099
Google Scholar

Glinicki M.A., Jaskulski R., Dąbrowski M.: Design principles and testing of internal frost resistance of concrete for road structures - critical review. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 1, 2016, 21-43, DOI: 10.7409/rabdim.016.002
Google Scholar

Artur Zbiciak

a.zbiciak@il.pw.edu.pl

Afiliacja:

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Dróg i Mostów, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

Mirosław Graczyk

Afiliacja:

Instytut Badawczy Dróg i Mostów, ul. Instytutowa 1, 03-302 Warszawa

Kazimierz Józefiak

Afiliacja:

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Dróg i Mostów, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

Karol Brzeziński

Afiliacja:

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Dróg i Mostów, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

Rafał Michalczyk

Afiliacja:

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Dróg i Mostów, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa

Ocena wpływu parametrów geometrycznych płyty betonowej na rozkład naprężeń w konstrukcji nawierzchni drogowej

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Podobne artykuły

Inne teksty tego samego autora

Pobrania

Artur Zbiciak

Mirosław Graczyk

Kazimierz Józefiak

Karol Brzeziński

Rafał Michalczyk