Identification of Elastic Response of Asphalt Pavements Layers Using Deflectometric Tests With Different Load Levels
Creators
- 1. Universidade Federal de Santa Maria
- 2. Universidade Federal do Pampa
Description
It is a unusual practice in national new pavement designs and rehabilitations to consider the nonlinear elastic behavior of the materials that constitute or will constitute the pavement layers. However, the linear elastic response is a simplification of the actual pavement layers behavior, since the materials used in the structure have stiffness dependent on the stress state (granular layers and subgrade) or on the temperature and time of load application (asphalt concrete). In view of this, this paper aims to study the elastic behavior of the pavement structures of two monitored sites in the city of Santa Maria/RS, through tests with FWD equipment, applying four different levels of loading on the full extension of these two sites. In these structures, the pavements showed a tendency to stiffening with increasing load acting at initial measuring distances (near the FWD load application point), which represent the elastic compression of all layers that make up the pavement. The measuring distances farther from the load application point, referring to the elastic compression of the subgrade, indicated, in most cases, a tendency to linear behavior of the load-deflection relationship in both sites. The backcalculated resilience modulus confirmed the impressions drawn from the load-deflection relationships, indicating the nonlinear elastic behavior of the granular layers (base and sub-base) of the analyzed sites, with resilience modulus directly proportional to the increase of the confining stress. The subgrade of the experimental sites exhibited varied behavior, and could be simplified by linear elasticity, without considerable loss. The same fact happened for the asphalt concrete material used in the pavement of site 1. For site 2, the backcalculated modulus indicated asphalt concrete stiffness dependent on the vertical surface stress increment at the center of the load plate.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
من الممارسات غير العادية في تصميمات الأرصفة الوطنية الجديدة وإعادة تأهيلها النظر في السلوك المرن غير الخطي للمواد التي تشكل أو ستشكل طبقات الرصيف. ومع ذلك، فإن الاستجابة المرنة الخطية هي تبسيط لسلوك طبقات الرصف الفعلي، لأن المواد المستخدمة في الهيكل لها صلابة تعتمد على حالة الإجهاد (الطبقات الحبيبية والطبقة السفلية) أو على درجة حرارة ووقت تطبيق الحمل (الخرسانة الإسفلتية). في ضوء ذلك، تهدف هذه الورقة إلى دراسة السلوك المرن لهياكل الرصيف في موقعين خاضعين للمراقبة في مدينة سانتا ماريا/جمهورية صربسكا، من خلال اختبارات باستخدام معدات الدفع الأمامي، وتطبيق أربعة مستويات مختلفة من التحميل على الامتداد الكامل لهذين الموقعين. في هذه الهياكل، أظهرت الأرصفة ميلًا إلى التصلب مع زيادة الحمل عند مسافات القياس الأولية (بالقرب من نقطة تطبيق حمل الدفع الأمامي)، والتي تمثل الضغط المرن لجميع الطبقات التي تشكل الرصيف. أشارت مسافات القياس البعيدة عن نقطة تطبيق الحمل، في إشارة إلى الضغط المرن للطبقة السفلية، في معظم الحالات، إلى ميل إلى السلوك الخطي لعلاقة الحمل والانحراف في كلا الموقعين. أكد معامل المرونة المحسوب خلفيًا الانطباعات المستمدة من علاقات الحمل والانحراف، مما يشير إلى السلوك المرن غير الخطي للطبقات الحبيبية (القاعدة والقاعدة الفرعية) للمواقع التي تم تحليلها، مع معامل مرونة يتناسب طردياً مع زيادة الإجهاد الحاجز. أظهرت الطبقة السفلية من المواقع التجريبية سلوكًا متنوعًا، ويمكن تبسيطها من خلال المرونة الخطية، دون خسارة كبيرة. حدث نفس الشيء بالنسبة للمواد الخرسانية الإسفلتية المستخدمة في رصف الموقع 1. بالنسبة للموقع 2، يشير المعامل المحسوب خلفيًا إلى صلابة الخرسانة الإسفلتية اعتمادًا على زيادة إجهاد السطح الرأسي في مركز لوحة الحمل.Translated Description (French)
C'est une pratique inhabituelle dans les nouvelles conceptions et réhabilitations de chaussées nationales de prendre en compte le comportement élastique non linéaire des matériaux qui constituent ou constitueront les couches de chaussée. Cependant, la réponse élastique linéaire est une simplification du comportement réel des couches de la chaussée, car les matériaux utilisés dans la structure ont une rigidité qui dépend de l'état de contrainte (couches granulaires et fondation) ou de la température et du temps d'application de la charge (béton bitumineux). Compte tenu de cela, cet article vise à étudier le comportement élastique des structures de chaussée de deux sites surveillés dans la ville de Santa Maria/RS, à travers des tests avec des équipements FWD, en appliquant quatre niveaux de charge différents sur l'extension complète de ces deux sites. Dans ces structures, les chaussées ont montré une tendance à se raidir avec une charge croissante agissant à des distances de mesure initiales (près du point d'application de la charge FWD), qui représentent la compression élastique de toutes les couches qui composent la chaussée. Les distances de mesure plus éloignées du point d'application de la charge, se référant à la compression élastique de la plate-forme, indiquaient, dans la plupart des cas, une tendance au comportement linéaire de la relation charge-déformation dans les deux sites. Le module de résilience rétro-calculé a confirmé les impressions tirées des relations charge-déformation, indiquant le comportement élastique non linéaire des couches granulaires (base et sous-base) des sites analysés, avec un module de résilience directement proportionnel à l'augmentation de la contrainte de confinement. Le sous-sol des sites expérimentaux présentait un comportement varié, et pouvait être simplifié par élasticité linéaire, sans perte considérable. Le même fait s'est produit pour le matériau en béton bitumineux utilisé dans la chaussée du site 1. Pour le site 2, le module rétro-calculé indiquait la rigidité du béton bitumineux en fonction de l'augmentation de la contrainte de surface verticale au centre de la plaque de charge.Translated Description (Spanish)
Es una práctica inusual en los nuevos diseños y rehabilitaciones de pavimentos nacionales considerar el comportamiento elástico no lineal de los materiales que constituyen o constituirán las capas de pavimento. Sin embargo, la respuesta elástica lineal es una simplificación del comportamiento real de las capas de pavimento, ya que los materiales utilizados en la estructura tienen una rigidez dependiente del estado de tensión (capas granulares y subrasante) o de la temperatura y el tiempo de aplicación de la carga (hormigón asfáltico). En vista de ello, este trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento elástico de las estructuras de pavimento de dos sitios monitoreados en la ciudad de Santa María/RS, a través de pruebas con equipos FWD, aplicando cuatro niveles diferentes de carga en la extensión total de estos dos sitios. En estas estructuras, los pavimentos mostraron una tendencia a la rigidez con el aumento de la carga actuando a distancias de medición iniciales (cerca del punto de aplicación de la carga FWD), que representan la compresión elástica de todas las capas que componen el pavimento. Las distancias de medición más alejadas del punto de aplicación de la carga, referidas a la compresión elástica de la subrasante, indicaron, en la mayoría de los casos, una tendencia al comportamiento lineal de la relación carga-deflexión en ambos sitios. El módulo de resiliencia retrocalculado confirmó las impresiones extraídas de las relaciones carga-deflexión, indicando el comportamiento elástico no lineal de las capas granulares (base y sub-base) de los sitios analizados, siendo el módulo de resiliencia directamente proporcional al aumento de la tensión de confinamiento. La subrasante de los sitios experimentales exhibió un comportamiento variado, y pudo simplificarse por elasticidad lineal, sin pérdidas considerables. Lo mismo ocurrió con el material de hormigón asfáltico utilizado en el pavimento del sitio 1. Para el sitio 2, el módulo retrocalculado indicó la rigidez del concreto asfáltico dependiente del incremento de tensión superficial vertical en el centro de la placa de carga.Files
pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9663884c337a29e2ec67176d155889f3
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الاستجابة المرنة لطبقات أرصفة الأسفلت باستخدام اختبارات الانحراف بمستويات حمل مختلفة
- Translated title (French)
- Identification de la réponse élastique des couches de chaussées en asphalte à l'aide d'essais déflectométriques avec différents niveaux de charge
- Translated title (Spanish)
- Identificación de la respuesta elástica de las capas de pavimentos asfálticos mediante pruebas deflectométricas con diferentes niveles de carga
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4381429876
- DOI
- 10.11137/1982-3908_2023_46_47594