Projekt 13345 – Avslutat Effekten av konstruktionsrelaterad variabilitet på strukturella egenskaper i vägar: mätning och värdering av livslängd. Etapp 2

Forskning vid KTH. Lastinducerade utmattningssprickor från ytan har nyligen identifierats som en betydande brottmekanism i asfaltbeläggningar. Denna brottyp har observerats i många delar av världen, i vissa regioner noterades det vara mer utbrett och en primär orsak till brott i vägar. Konstruktions- och analysverktygen som för närvarande används för att utvärdera denna brottyp är huvudsakligen av empirisk karaktär och tar inte hänsyn till effekter av osäkerheter och variabilitet på prestanda. Bristen på effektiva metoder har gjort det svårt att kontrollera och mildra denna brottyp i konstruktionsprocessen.

Denna avhandling presenterar ett mekanik-baserad ramverk i last- och motståndsfaktorer konstruktionsformat (LRFD) för utvärdering av utmattningssprickor från ytan för asfaltsbeläggningar. Detta uppnåddes genom att ytterligare förbättra brottmekanikmodellen för varmblandad asfalt (HMA-FM) genom integreringen av blandningens morfologieffekt på brottegenskaper. De partiella säkerhetsfaktorerna för de olika tillförlitligheterna formulerades med hjälp av en tillförlitlighetsanalys där första ordningens tillförlitlighetsmetod (FORM) används.

Modeller baserade på asfaltens morfologi har utvecklats och integrerats i HMA-FM för att karakterisera effekten av åldrande och nedbrytning på brottenergi och läkandepotential. Dessa modeller har utvecklats empiriskt där den observerade relation som finns mellan en blandnings morfologi och dessa egenskaper utnyttjas. Ramverket kalibrerades och validerades med hjälp av vägar med säkerställda egenskaper och väldokumenterad prestanda. Kalibreringen utfördes på ramverkets modell för läkningspotential. Det kalibrerade ramverket har observerats förutse tider för sprickinitiering som stämde väl överens med utförande i fält. Eftersom trafikvolymen identifierades att ha ett dominerande inflytande på förväntad prestanda, utfördes vidare en utredning för att fastställa effekten av lastbilstrafikens karakteriseringsparametrar på förutsedd prestanda. Inverkan av parametrar såsom trafiktillväxt, axellastspektrum, volymjusteringsfaktorer och hjulens lateralförflyttning undersöktes för att fastställa signifikansen av dessa parametrar på den förutsedda prestandan.

Slutredovisningen utgörs av doktorsavhandlingen "Mechanics-based design framework for flexible pavement", Yared Jailegiorgis Dinegdae, KTH (57 sidor och 4 vetenskapliga artiklar).