An Indirect Method for Estimating the Structural Index C of Concrete Pavements

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "An Indirect Method for Estimating the Structural Index C of Concrete Pavements"

Βαρνάβας Διδασκάλου
5 χρόνια πριν
Προβολές:

Τεχν. Χρον.-Α, 1993, τόμ. 13, Τεύχ. I Tech. Chron.-A, Greece, 1993, Vol. 13, Νο I Συμβολή στον Εμμεσο Προσδιορισμό του Δείκτη Δομικής Κατάστασης C Δύσκαμπτων Οδοστρωμάτων Γ. Ί'ΣΩΧΟΣ, Ν. ΗΛΙΟΥ, Α.

Συγκεκριμένα ο συντελεστής C προσδιορίζεται βάσει ευρέως χρησιμοπο ιούμενων δεικτών αξιολόγησης τη ς δομικής κατάστασης οδοστρωμάτων.

An Indirect Method for Estimating the Structural Index C of Concrete Pavements G. TSOHOS, Ν. ILIOU, Α.

1 Τεχν. Χρον.-Α, 1993, τόμ. 13, Τεύχ. I Tech. Chron.-A, Greece, 1993, Vol. 13, Νο I Συμβολή στον Εμμεσο Προσδιορισμό του Δείκτη Δομικής Κατάστασης C Δύσκαμπτων Οδοστρωμάτων Γ. Ί'ΣΩΧΟΣ, Ν. ΗΛΙΟΥ, Α. ΚΟΚΚΑΛΗΣ Πε ρίληψη Στην εργασία αυτή προτείνεται μια απλή μέθοδος προσδιορισμού του συντελεστή ικανότητας C, που χρησιμοποιείται για τη διαστασιολόγηση των επιστρώσεων δύσκαμπ των οδοστρωμάτων. Συγκεκριμένα ο συντελεστής C προσδιορίζεται βάσει ευρέως χρησιμοπο ιούμενων δεικτών αξιολόγησης τη ς δομικής κατάστασης οδοστρωμάτων. Η μέθοδος η οποία στηρίζεται στη στατιστική συσχέτιση των τιμών των εν λόγω δεικτών, δίδει αποτελέσματα τα οποία θεωρούνται ικανοποιητικά. An Indirect Method for Estimating the Structural Index C of Concrete Pavements G. TSOHOS, Ν. ILIOU, Α. KOKKALIS Abstract In this paper a simple method for estimating the coefficient C, used in the design of oνe rla ys for concrete paνements, is proposed. C is calculated through regression equations from the values of widely used indices expressing the s trucιura l condition of the pavements. The proposed method is judged to be acceptable. Υποβλήθηκε: Έyινε δε~τή : I Submitted: Ju/y 1/, 1991 Accepted: Aug. I I, 1992

8 Τεχν. Χρον.-Α, 1993, Τό μ. 13, Τεύχ. I 1.

διαστασιολόγηση της επίστρωσης (oνerlay) ενός δυσκάμπτου οδοστρώματος.

Εν συνεχε ί α -υπολογίζεται το απαιτούμενο πάχος της πλάκας σκυροδέματος της επίστρωσης απο την γνωστή εξίσωση του Σώματος Μηχανικών των ΗΠΑ [1].

2 8 Τεχν. Χρον.-Α, 1993, Τό μ. 13, Τεύχ. I 1. Εισανωγή Η αξιολόγηση και ο προσδιορισμός της απομένουσας δομικής ικανότητας δοστρώματος, μαζί με την αναμενόμενη μελλοντική κυκλοφορία, είναι οι δύο θεμελιώδεις παράγοντες που απαιτούνται για την διαστασιολόγηση της επίστρωσης (oνerlay) ενός δυσκάμπτου οδοστρώματος. Οσον αφορά τον προσδιορισμό της δομικής ικανότητας, αυτός επιτυγχάνεται με την εκτέλεση δοκιμών παραμόρφωσης (deflectίon test) απο τις οποίες προσδιορίζεται η τιμή του συντελεστή δομικής κατάστασης C. Εν συνεχε ί α -υπολογίζεται το απαιτούμενο πάχος της πλάκας σκυροδέματος της επίστρωσης απο την γνωστή εξίσωση του Σώματος Μηχανικών των ΗΠΑ [1]. Η" εn = Η" νεο - C*H" υπ (1) Οπου Ηεπ Πάχος επίστρωσης (cm) Ηνεο Πάχος του νέου οδοστρώματος, ικανού να παραλάβει την μελλοντική C Ηυπ κυκλοφορία. Συντελεστής δομικής κατάστασης υπάρχοντος οδοστρώματος (καθαρός αριθμός). Πάχος υφιστάμενου οδοστρώματος (cm). n Συντελεστής εξαρτώμενος από την σύνδεση επίστρωσης και υπάρχοντος οδοστρώματος (καθαρός αριθμός). Η εργασία αυτή διερευνά τη δυνατότητα προσδιορισμού του συντελεστή C με τη βοήθεια οπτικού ή λειτουργικού ελέγχου (νίsυal or functίonal ίnspectίon)τoυ υφιστάμενου οδοστρώματος, παρακάμπτοντας δηλαδή τη διαδικασία εκτέλεσης μη καταστροφικών δοκιμών (non-destructiνe test). 2. Συστήματα ΑΕιολόyησnc Οδοστρωμάτων Τρείς είναι κυρίως οι μέθοδοι αξιολόγησης δυσκάμπτων οδοστρωμάτων. με βάση το δείκτη κατάστασης οδοστρώματος PCI (Paνement Condίtion lndex) [2] με βάση το δείκτη εξυπηρετικότητας PSI (Present Serνίceability lndex) (3] με βάση το δείκτη φθορών F, ο οποίος χρησιμοποιείτα ι στη Γαλλία [4]. Ο πίνακας Ι δίνει μια συνοπτική παρουσίαση των τριών αυτών δεικτών.

Tccl1. Chron.-A, Grccce, 1993, Vol. 13, Νο Ι 9 Πίνακας Ι: Συνοπτική παρουσίαση των δεικτών αξιολόγησης του οδοστρώματος. Χαρακτηρισμός Τιμές κατά ποιότητας οδοστρώματος PSI PCI F Εξαιρετική 4.5-5.

3. Συσχέτιση ΜεταΕύ των Συστημάτων Αξιολόνnσnc Οδοστρωμάτων.

3 Tccl1. Chron.-A, Grccce, 1993, Vol. 13, Νο Ι 9 Πίνακας Ι: Συνοπτική παρουσίαση των δεικτών αξιολόγησης του οδοστρώματος. Χαρακτηρισμός Τιμές κατά ποιότητας οδοστρώματος PSI PCI F Εξαιρετική < 10. πολύ καλή καλή ικανοποιητική μέτρια κακή απαράδεκτη ο - 10 > 80 πηγή [3],(4]. 3. Συσχέτιση ΜεταΕύ των Συστημάτων Αξιολόνnσnc Οδοστρωμάτων. Οι τιμές του πίνακα I, αποτελούν τις θεμελιώδεις τιμές με τις οποίες χαρακτηρίζεται ένα οδόστρωμα, ανάλογα με το σύστημα αξιολόγησης το οποίο ακολουθείται. Το στατιστικό πακέτο το οποίο χρησιμοποιήθηκε [5] προσδιορίζει για τις επόμενες μορφές απλής γραμμικής και μη γραμμικής συσχέτισης (regression lίne), τις τιμές των συντελεστών a και b 1 καθώς και το συντελεστή συσχετίσεως.-2. y = a + bx Ιogy = a + blogx (ή y=axb) y = a + b 1 x + b~ πολυωνυμική (παραβολή). Οι εξισώσεις, οι οποίες προέκυψαν (Πίνακας 11) αποτελούν, ώς πρός τις τιμές των σταθερών a, b 1 συνδυασμό των αντιστοiχι.ιν τιμών a,b, όπως αυτές προσδιορίστηκαν για τη μέση τιμή κάθε χαρακτηρισμού (στήλη 1 πίνακα I ) και για όλους τους' χαρακτηρισμούς ποιότητας της στήλης. Οι τιμές οι οποίες δίνονται για τους συντελεστές a και b 1 αποτελούν μια συνιστ,αμένη, ό)(ι απαραιτήτως μέση τιμή, των ]1ροκυψουσών τιμών. Οι εξισώσεις του πίνακα 11 εφαρμόόθηκαν για όλους τους χαρακτηρισμούς Ποιότητας, αφενός για να ελευ)(θεί η ακρίβεια των εξισώσεων συσχετίσεως και αφετέρου για να προκύψει η γραφική απεικόνιση του σχ.1.

$10 Τεχν. Xpo\.-A, 1993, τό μ. 13, Tr.i.χ. Ι ------------------------------------------~-- Πίνακας 11.$ Μέθοδος Αξιολογήσεως PCI PSI F Εξίσωση συσχέτισης PSI 0.2142424 PCI 0 685246 F 122.

0457 * F Συντελεστής Συσχέτισης (r2) 0.996. 0.990 0.996 0.993 0.967 0.991 Πηγή [6].

4 10 Τεχν. Xpo\.-A, 1993, τό μ. 13, Tr.i.χ. Ι ~-- Πίνακας 11. Εξισώσεις συσχtτισης μεθόδων αξιολόγησης δυσκόμπτων οδοατρωμότων. Μέθοδος Αξιολογήσεως PCI PSI F Εξίσωση συσχέτισης PSI PCI F e PCI PCI PSI F PSI PCI e F PSI * F Συντελεστής Συσχέτισης (r2) Πηγή [6]. PSI 5 F Σχήμα 1. Γραfική λύση των εξισώσεων συσχέτισης των μεθόδων αξιολόγησης οδοστρωμάτων. Flg 1. Correlatlon equatlons Graphlcal solutίon

Tcch. Chron.-A, Greece, 1993, Vol. 13, Νο I 11 4. Ο Ποοσδιοοισμόc; του συντελεστή C.

009146 * PCI 1 0303 (2) Είναι φανερό οτι αντικαθιστώντας την τιμή του PCI από τις σχέσεις του πίνακα 11, είναι δυνατός ο προσδιορισμός του C εάν είναι γνωστές οι τιμές των δεικτών PSI ή F.

5 Tcch. Chron.-A, Greece, 1993, Vol. 13, Νο I Ο Ποοσδιοοισμόc; του συντελεστή C. Οι Daήer & Shahίn (2] μελέτησαν την συσχέτιση μεταξύ C και σχετικό νομογράφημα, η μαθηματική έκφραση του οποίου δίνεται από την σχέση: PCI παρουσιάζοντας C = * PCI (2) Είναι φανερό οτι αντικαθιστώντας την τιμή του PCI από τις σχέσεις του πίνακα 11, είναι δυνατός ο προσδιορισμός του C εάν είναι γνωστές οι τιμές των δεικτών PSI ή F. Συγκεκριμένα, η τιμή του C δίνεται συναρτήσει του PSI από την σχέση C = * PSI (3) και συναρτήσει του F από την σχέση C = * e~ (4) Ετσι, η τιμή του συντελεστή ικανότητας δυσκάμπτων οδοστρωμάτων C απευθείας απο αναγωγικές σχέσεις σύνδεσής του με ευρύτατα χρησιμοποιούμενους δείκτες αξιολόγησης της κατάστασης δυσκάμmων οδοστρωμάτων, παρακάμmοντας δηλαδή την διαδικασία εκτέλεσης της δοκιμής παραμόρφωσης στο οδόστρωμα. 5. ΣυμπερΟσματα. Η εργασία αυτή προτείνει μια αριθμητική - γραφική λύση εμμέσου προσδιορισμού του συντελεστή C για την διαστασιολόγηση των επιστρώσεων οδοστρωμάτων απο σκυρόδεμα. Ηπροτεινόμενη λύση είναι απλή, και πλεονεκτεί στο ότι δεν προϋποθέτει την διενέργεια επί τόπου δοκιμών στο οδόστρωμα. β. Βιβλfονοαιικέc ανgιορέc;. 1. AASHTO 'AASHTO Gυίde for desίgn of ρaνement structures AASHTO Washίngton DC. USA Shahίn Μ.Υ. Daήer M.l. 'Rehabilitation design for aίrfίeld pcc paνements' Proceedlnαs. 2nd lnternatlonal Conterence on Concrete Paνement Desίqn, pp452, Purdue University, USA Carey, W.N. and lrick, Ρ. :"The paνement Servίceabί!ity- Performance concept', Hjqhway Research Board. Bul!etίn 250, p , Washίngton D.C., Cήstory Υ.Ρ. "Contlnuoυs nondestructίνe eνa luatlon of concrete paνements. Some aspects of the method used ίn France for goνerment operated roads., Proceedinqs. 2nd lnternat!onal Coηference on Concrete Paνement Desίgn,pp452, Purdue Uniνersity, USA 1981.

12 Τεχν. Χρον. Α, 1993, Τόμ. 13, Τεύχ. I 5. Tsohos G.

Betonstrassen AG, Wlldegg, Scweiz 1989. 6. Tsohos G. 'Betonfahrbahnνerstarkungen.

Τσώχος Καθηγητής Οδοποιι ας Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών, Πολυτεχνικής Σχολής ΑΠθ. Ν.

6 12 Τεχν. Χρον. Α, 1993, Τόμ. 13, Τεύχ. I 5. Tsohos G. 'Κurνenanpassung und wesentllche statistische Werte: STAT1', EPY Programm. Betonstrassen AG, Wlldegg, Scweiz Tsohos G. 'Betonfahrbahnνerstarkungen. Stand der Technlk', Yotrag an der I.U.Wien. Dezember Γ.Τσώχος Καθηγητής Οδοποιι ας Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών, Πολυτεχνικής Σχολής ΑΠθ. Ν. Ηλιού Πολιτικός Μηχανικός ΑΠθ, Διδάκτωρ Οδοποιίας ΑΠθ. Α. Κοκκάλης Πολιτικός Μηχανικός ΑΠθ, M.Sc. Συγκοινωνιολόγος England. Διδάκτωρ Οδοποιίας ΑΠθ.

Tcch. C hro n.-λ. Grcccc, 1993, Vol. 13, Νο I 13 ΑΝ INDIRECT ΜΕτΗΟD FOR ESτiMAτiNG ΤΗΕ STRUCTURAL INDEX C OF CONCREτE PAVEMENTS. By G. Tsohos, Ν. lliou, Α.

C eνaluates the structural condition of existing concrete paνement and is used in the calculation of the oνerlay thickness required to relnforce the paνement so that it can withstand the expected

Howeνer, apart from PCI two other indices (Present Serviceability lndex PSI, coefficient F) are in common use in eνaluating concrete paνement structural conditions.

7 Tcch. C hro n.-λ. Grcccc, 1993, Vol. 13, Νο I 13 ΑΝ INDIRECT ΜΕτΗΟD FOR ESτiMAτiNG ΤΗΕ STRUCTURAL INDEX C OF CONCREτE PAVEMENTS. By G. Tsohos, Ν. lliou, Α. Kokkalis Απ extended summarν ln this paper a simple lndirect method of estimatlng the structural coefficient C is proposed. C eνaluates the structural condition of existing concrete paνement and is used in the calculation of the oνerlay thickness required to relnforce the paνement so that it can withstand the expected future traffic. The normal procedure of estimatlng C is by making non-destructiνe test through which it can be related with the value of the Paνement Condition lndex PCI. Howeνer, apart from PCI two other indices (Present Serviceability lndex PSI, coefficient F) are in common use in eνaluating concrete paνement structural conditions. The correlation of coefficient C with these indices would be helpful, since it could be indirectly estimated without performing the deflection test. Thus the three indices (PCI, PSI, F) are correlated and regression equations are deriνed through whlch coefficient C is estimated. The analysis yields high νalues for the regression coefficients (ι2) which indicates an acceptable precision. G. Tsohos N. lliou Α. Kokkalis Professor Highway Eng., Dept of Civil Eng, Faculty of Technology, Aristotle Uniνersity of Thessaloniki. Civil and Highway Eng., Phd Uniνersity of Thessaloniki. Ciνil and Highway Eng., Msc, Phd Uniνersity of Thessaloniki.

Σχετικά έγγραφα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Πτυχιακή εργασία ΟΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟΥΦΗ ΤΩΝ ΟΔΟΔΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Πτυχιακή εργασία ΟΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟΥΦΗ ΤΩΝ ΟΔΟΔΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Χριστοδούλου Αντρέας Λεμεσός 2014 2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ