Published August 26, 2016 | Version v1
Publication Open

<b>Cost-benefit analysis of the construction of different flexible pavement structures considering the axle load and type of binder

Creators

  • 1. Universidade Federal de Santa Maria
  • 2. Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

Description

The status of Brazilian highways reflects a deficient pavement performance when they are subjected to loadings imposed by heavy traffic. Current legislation, as enacted by Contran (National Traffic Council), has increased the axle weight limit for cargo vehicles by up to 10%. Therefore, the aim of this study was to determine a cost-benefit ratio by using different types of structures, asphalt binders and load intensities. Typical pavements were determined and then analyzed by the software AEMC (SisPav) to obtain the horizontal tensile strain (εt) values at the bottom of the asphalt concrete layer and, later, the NFATIGUE value. It was found that the increase in weight, within values covered by legislation, might result in a reduction of approximately 50% in the NFATIGUE value for the pavement structures analyzed. As for economic impact, the same weight increase caused a mean increase of 120% in the cost of repeated loading on pavement structures (R$ NFATIGUE-1). It was also observed that structures with more robust asphalt concrete layers can provide the best R$ NFATIGUE-1 ratios. The best results for granular materials were found with thinner layers, associated with a thicker coating. The benefits of modified binders were shown by the analyses of the best structural options: both the polymer-modified binder and the rubber asphalt binder offer significant structural and economic improvements to the structure.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعكس حالة الطرق السريعة البرازيلية قصورًا في أداء الرصيف عندما تتعرض للحمولات التي تفرضها حركة المرور الكثيفة. زادت التشريعات الحالية، كما سنها كونتران (المجلس الوطني للمرور)، من حد وزن المحور لمركبات الشحن بنسبة تصل إلى 10 ٪. لذلك، كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد نسبة التكلفة إلى الفائدة باستخدام أنواع مختلفة من الهياكل والمواد الرابطة للأسفلت وكثافة الحمل. تم تحديد الأرصفة النموذجية ثم تحليلها بواسطة برنامج AEMC (SisPav) للحصول على قيم إجهاد الشد الأفقي (εt) في الجزء السفلي من طبقة الخرسانة الإسفلتية، وبعد ذلك، قيمة NFATIGUE. وقد وجد أن الزيادة في الوزن، ضمن القيم التي تغطيها التشريعات، قد تؤدي إلى انخفاض بنسبة 50 ٪ تقريبًا في قيمة NFATIGUE لهياكل الرصيف التي تم تحليلها. أما بالنسبة للأثر الاقتصادي، فقد تسببت نفس الزيادة في الوزن في زيادة متوسطة بنسبة 120 ٪ في تكلفة التحميل المتكرر على هياكل الرصيف (R$ NFATIGUE -1). كما لوحظ أن الهياكل ذات الطبقات الخرسانية الإسفلتية الأكثر قوة يمكن أن توفر أفضل نسب R$ NFATIGUE -1. تم العثور على أفضل النتائج للمواد الحبيبية بطبقات أرق، مرتبطة بطبقة أكثر سمكًا. تم توضيح فوائد المواد الرابطة المعدلة من خلال تحليل أفضل الخيارات الهيكلية: يوفر كل من المادة الرابطة المعدلة بالبوليمر والمادة الرابطة الإسفلتية المطاطية تحسينات هيكلية واقتصادية كبيرة للهيكل.

Translated Description (French)

L'état des autoroutes brésiliennes reflète une performance de chaussée déficiente lorsqu'elles sont soumises à des charges imposées par un trafic intense. La législation actuelle, telle qu'elle a été promulguée par Contran (Conseil national de la circulation), a augmenté la limite de poids par essieu pour les véhicules de fret jusqu'à 10 %. Par conséquent, l'objectif de cette étude était de déterminer un rapport coût-bénéfice en utilisant différents types de structures, de liants d'asphalte et d'intensités de charge. Les chaussées typiques ont été déterminées puis analysées par le logiciel AEMC (SisPav) pour obtenir les valeurs de contrainte de traction horizontale (εt) au fond de la couche de béton bitumineux et, plus tard, la valeur NFATIGUE. Il a été constaté que l'augmentation de poids, dans les limites des valeurs couvertes par la législation, pourrait entraîner une réduction d'environ 50% de la valeur NFATIGUE pour les structures de chaussée analysées. En ce qui concerne l'impact économique, la même augmentation de poids a entraîné une augmentation moyenne de 120% du coût des chargements répétés sur les structures de la chaussée (R$ NFATIGUE-1). Il a également été observé que les structures avec des couches de béton bitumineux plus robustes peuvent fournir les meilleurs ratios R$ NFATIGUE-1. Les meilleurs résultats pour les matériaux granulaires ont été trouvés avec des couches plus minces, associées à un revêtement plus épais. Les avantages des liants modifiés ont été démontrés par les analyses des meilleures options structurelles : le liant modifié par polymère et le liant d'asphalte caoutchouteux offrent des améliorations structurelles et économiques significatives à la structure.

Translated Description (Spanish)

El estado de las carreteras brasileñas refleja un rendimiento deficiente del pavimento cuando están sujetas a cargas impuestas por el tráfico pesado. La legislación vigente, según lo promulgado por Contran (Consejo Nacional de Tráfico), ha aumentado el límite de peso por eje para vehículos de carga hasta en un 10%. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue determinar una relación costo-beneficio mediante el uso de diferentes tipos de estructuras, aglutinantes de asfalto e intensidades de carga. Los pavimentos típicos se determinaron y luego se analizaron mediante el software AEMC (SisPav) para obtener los valores de tensión de tracción horizontal (εt) en la parte inferior de la capa de hormigón asfáltico y, posteriormente, el valor NFATIGUE. Se encontró que el aumento de peso, dentro de los valores cubiertos por la legislación, podría resultar en una reducción de aproximadamente el 50% en el valor de NFATIGUE para las estructuras de pavimento analizadas. En cuanto al impacto económico, el mismo aumento de peso provocó un aumento medio del 120% en el coste de la carga repetida en las estructuras de pavimento (R$ NFATIGUE-1). También se observó que las estructuras con capas de hormigón asfáltico más robustas pueden proporcionar las mejores proporciones de R$ NFATIGUE-1. Los mejores resultados para los materiales granulares se encontraron con capas más delgadas, asociadas con un recubrimiento más grueso. Los beneficios de los aglutinantes modificados se demostraron mediante el análisis de las mejores opciones estructurales: tanto el aglutinante modificado con polímero como el aglutinante de asfalto de caucho ofrecen mejoras estructurales y económicas significativas a la estructura.

Files

pdf.pdf

Files (257 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f4ea23cc90c46e9d5404848da2011d0a
257 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
<b> تحليل التكلفة والعائد لبناء هياكل الرصيف المرنة المختلفة مع مراعاة حمل المحور ونوع المادة الرابطة
Translated title (French)
<b>Analyse coûts-avantages de la construction de différentes structures de chaussée flexibles en tenant compte de la charge par essieu et du type de liant
Translated title (Spanish)
<b>Análisis coste-beneficio de la construcción de diferentes estructuras de pavimento flexible considerando la carga por eje y tipo de aglutinante

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2518506865
DOI
10.4025/actascitechnol.v38i4.28497

Is supplement to
https://openalex.org/W631008733 (Other)
https://openalex.org/W564649642 (Other)
https://openalex.org/W4316169170 (Other)
https://openalex.org/W2560670891 (Other)
https://openalex.org/W2374572409 (Other)
https://openalex.org/W2365503827 (Other)
https://openalex.org/W2364766882 (Other)
https://openalex.org/W2329928410 (Other)
https://openalex.org/W2128833516 (Other)
https://openalex.org/W1592081133 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1584945159
  • https://openalex.org/W2202103348
  • https://openalex.org/W849707560