GRAĐEVNARSTVO –Diplomske akademske studije PUTEVI ...

Predavanje III - Modeli propadanja kolovoza

03.11.2020.

UPRAVLJANJE ODRŽAVANJEM SAOBRAĆAJNICA šk. 2020/21 god. v.prof.dr Goran Mladenović, dipl.inž. 1

Beograd, 2020.

Sva autorska prava autora prezentacije i/ili video snimaka su zaštićena. Snimak ili prezentacija se mogu koristiti samo za nastavu na daljinu studenta Građevinskog

fakulteta Univerziteta u Beogradu u školskoj 2020/2021 i ne mogu se koristiti za druge svrhe bez pismene saglasnosti autora materijala.

Univerzitet u Beogradu – Građevinski fakultet

www.grf.bg.ac.rs

Studijski program: GRAĐEVNARSTVO – Diplomske akademske studije

Modul: PUTEVI, ŽELEZNICE I AERODROMI

Godina/Semestar: I godina / I semestar

Naziv predmeta (šifra): UPRAVLJANJE ODRŽAVANJEM SAOBRAĆAJNICA (M2S1US)

Nastavnik: Goran Mladenović

Naslov predavanja: Modeli propadanja kolovozaDatum : 03.11.2020.

Sadržaj prezentacije

• Opšte o modelima propadanja infrastrukture• Probabilistički modeli

• Deterministički modeli

• Modeli propadanja kolovoznih konstrukcija u programu HDM saposebnim osvrtom na modele za fleksibilne kolovozne konstrukcije

• Sledeća predavanja:• Modeli efekata radova održavanja

• Kalibracija modela propadanja

Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu 2


03.11.2020.


Modeliranje propadanja infrastrukture

• Sistemi za upravljanje održavanjem infrastrukture po pravilu morajuimati mogućnost da predvide stanje infrastrukture u toku analiziranogperioda

• Cilj je da se predvidi stanje i efekti različitih tretmana održavanja

• Brzina propadanja ima značajan uticaj na:• Vreme i tip tretmana/intervencije (minimizacija troškova životnog veka na

nivou projekta)

• Mesto deonice na listi prioriteta (nivo programa)


Šta želimo da predvidimo?


STA

NJE

INFR

AST

RU

KTU

RE

ODLIČNO

LOŠE

VREME

Pogoršanje stanja(PROPADANJE)

Tretman održavanja

Poboljšanje stanja -efekti radova održavanja


03.11.2020.


Od čega zavisi propadanje puta?

• Originalni projekat

• Tipovi i karakteristike materijala u kolovoznoj konstrukciji

• Kvalitet izgradnje

• Obim saobraćaja i osovinska opterećenja

• Geometrija puta

• Starost kolovoza

• Uslovi okoline

• Standardi održavanja


Faktori koji utiču na propadanje kolovoza



03.11.2020.


Tipovi modela propadanja


Deterministički

• Predviđaju buduće stanje kolovoza na bazi matematičkih izraza u funkciji od saobraćajnog opterećenja, postojećeg stanja i drugih parametara

• Koriste se za analizu na nivou mreže ili na nivou projekta

• Na osnovu njih se može dobiti detaljan program radova za određenu deonicu

Probabilistički• Predviđaju verovatnoću određenog

rezultata – verovatnoću da će kolovoz ilideo mreže biti u određenom stanju

• Koriste se na nivou mreže

• Ne mogu dati konkretne intervencijeodržavanja na određenoj deonici

Deterministički modeli

• Različite vrste tehnika za razvoj modela:• Empirijski modeli

• Analitičko-empirijski (strukturno empirijski) modeli• Stanje oštećenosti kolovozne konstrukcije

• Funkcionalno stanje kolovozne konstrukcije

• Indeks stanja

• Analitički modeli - stanje napona i deformacija u kolovoznojkonstrukciji



03.11.2020.


Deterministički modeli...

• Analitički modeli• Daju mnogo veću fleksibilnost nego regresioni modeli

• Mogu se lako primeniti za različite kolovozne konstrukcije ili različito stanje

• Vrlo zahtevni u pogledu podataka

• Strukturno-empirijski prilaz• Primenjen u programu HDM

• Poznavanje propadanja kolovoza korišćeno da se primeni statistička analiza

• Mnogo manje zahtevni u pogledu podataka


Tipovi determinističkih modela

• Absolutni• Predviđaju buduće stanje

STANJE = f(a0, a1, a2)

• Ograničeni na uslove u kojima su razvijeni

• Problemi sa kalibracijom

• Inkrementalni• Predviđaju promenu stanja u odnosu na sadašnje stanje:

∆ STANJE = f(a0, a1, a2)

• Mogu se primeniti od bilo koje tačke u istoriji kolovoza, tako da su mnogofleksibilniji



03.11.2020.


Model AASHTO

• PSI – Present Serviceability Index

• SV – slope variance – промена нагиба – средња вредност у два колотрага

• C,P – површина захваћена пукотинама и закрпама (m2/1000 m2)

• RD – дубина колотрага (cm)

• PSI = 0 – 5

• Губитак употребљивости коловоза:


( ) 2RD2139.0PC01.0SV1log91.103.5PSI ⋅−+⋅−+⋅−=

toto ppPSIPSIPSI −=−=∆

Основна идеја


Време/Саобраћајно оптерећење

Уп

отр

еб

љи

вост (

PS

I) p0

pt

p0 - pt


03.11.2020.


Основна релација

• β и ρ зависе од носивости коловозне конструкције (дебљина слојева и њихова крутост) и саобраћајног оптерећења

• β дефинише облик криве пропадања

• ρ - саобраћајно оптерећење при коме је p = 1.5

• W - стварно саобраћајно оптерећење које доводи до индекса употребљивости pt


( )β

ρ

−=−

Wpppp to 0

Основна једначина

� Tu - укупно еквивалентно саобраћајно оптерећење у пројектном периоду (стандардних осовина од 80 kN)

� ZR – стандардно нормално одступање за одговарајући ниво пројектне поузданости

� So – стандардно одступање �

� ∆p – губитак употребљивости у току пројектног периода� Po – почетни индекс употребљивости� Pt – крајњи индекс употребљивости


( )

( )

045.7Mlog32.2

54.2SN

59.13807140.0

G54.2SNlog36.9SZTlog R

19.5

toRu −⋅+

++

++⋅+⋅= SNpot

5.12.4

pplog

5.12.4

plogG to

t−

−=

−

∆=


03.11.2020.


Основна једначина

� МR – повратни модул постељице (MPa)

� SN – структурни број коловозне конструкције (cm)

� аi – коефицијент замене i-тог слоја

� di - дебљина i-тог слоја (cm)

� mi – коефицијент одводњавања i-тог слоја


( )

( )

045.7Mlog32.2

54.2SN

59.13807140.0

G54.2SNlog36.9SZTlog R

19.5

toRu −⋅+

++

++⋅+⋅= SNpot

33322211 damdamdaSN ⋅⋅+⋅⋅+⋅=

Regresioni modeli


Starost (godina)

Indeks

stanja

�� = � − ��

gde su:A,k - regresione konstantne koje zavise od saobraćajnog opterećenjastarost – broj godina od izgradnje ili od poslednje rehabilitacije/rekonstrukcije


03.11.2020.


Oštećenja kolovoza modelirana u HDM-4


Fleksibilni

kolovoziBetonski kolovozi

Kolovozi od

blokova*

Kolovozi bez

zastora

- Pukotine- Kolotrazi- Odnošenje materijala- Udarne rupe- Ravnost

- Pukotine- Ljuspanje spojnica- Denivelacija spojnica- Lomovi- Indeks upo-trebljivosti- Ravnost

- Kolotrazi- Tekstura površine- Ravnost

*nije trenutno uključeno

u model

- Gubitak agregata- Ravnost

- Lom ivica- Tekstura površine- Otpornost na trenje

Modeli su razvijeni za spektar klimatskih uslova


� Temperatura

� Tropska

� Suptropska topla

� Suptropska hladna

� Umereno hladna

� Umereno hladna sa smrzavanjem

� Vlažnost

� Suvo

� Polu-suvo

� Delimično vlažno

� Vlažno

� Vrlo vlažno


03.11.2020.


Modeli propadanja za fleksibilne kolovoze


PukotineStrukturne

Termičke

Reflektovane

(Ne)Ravnost

Pukotine

Kolotrazi

Udarne rupe

Strukturna

Zakrpe

Okolina

Odn. Materijala

KolotraziStrukturna deformacija

Plastična deformacija

Habanje površine

Inicijalno zbijanje

Udarne rupe

Modeli propadanja za krute kolovoze


• Pukotine % ploča ispucao JP Broj na kmJR

• Den.spojnica mm JP,JR

• Ljuspanje % poprečnih JP,JR spojnica

• Lomovi Broj na km CR

• Upotrebljivost Bezdimenziono JR,CR

• (Ne)ravnost m/km IRI Svi


03.11.2020.


Mehanizmi interakcije oštećenja


t 1 t 1

Prodiranje vode

Novepukotine

Zakrpe

Smicanje

Neravna površina

Ljusp.

Brže propadanje

NERAVNOST

Ud.rupe

Zakrpe

Vreme Vreme

Neravna površina

SMANJENA NOSIVOST

Ispucala površina

Dubina kolotraga

(Ne)ravnost (roughness)(Ne)ravnost (roughness)(Ne)ravnost (roughness)(Ne)ravnost (roughness)

• (Ne)ravnost se izražava preko IRI (International Roughness Index)

• Komponente promene (ne)ravnosti:

• Strukturno propadanje (SN, YE4) � ∆Ris

• Pukotine � ∆Ric

• Kolotrazi (standardna devijacija) � ∆Rir

• Udarne rupe (koje “pogode” korisnici, zavisno od obima saobraćaja) � ∆Rit

• Okolina� ∆Rie

• Sve promene ravnosti usled različitih uzorka se sabiraju:

• ∆RI = Kgp (∆Ris + ∆Ric + ∆Rir + ∆Rit) + ∆Rie



03.11.2020.


Razvoj oštećenja

• Oštećenja se mogu grupisati u:• Površinska oštećenja (funkcionalna oštećenost)

• Strukturna oštećenja (nosivost)

• Površinska oštećenja se mogu zaustaviti u skoro svakom momentuodređenim tretmanima održavanja

• Stepen razvoja strukturnih oštećenja se može usporiti tretmanimaodržavanja, ali se nikad ne može zaustaviti


Parametri kojima se opisuje stanje fleksibilnog kolovoza u HDM-4


Površinska oštećenja Pukotine (strukturne, termičke)

Odnošenje materijala

Udarne rupe

Oštećenja ivica kolovoza

Ravnost

(deformisanost) površine

Poprečna - kolotrazi

Podužna – IRI

Tekstura Makro tekstura

Mikro tekstura – otpornost na trenje


03.11.2020.


Mehanizam razvoja oštećenja


Dobro stanje

Pukotine

Odnošenje

materijala

Udarne rupeOštećenja

ivica

Inicijacija i razvoj

• Modeli za pukotine, odnošenje materijala i udarne rupe imaju dve faze:

• Inicijacija: obim oštećenja je jednak nuli, do stvaranja prvog oštećenja (pukotine,

površine s odnetim materijalom -“čupanje agregata”, ili udarne rupe)

• Zatim ide faza razvoja oštećenja od 0 do 100 %

• Oštećenja ivica, kolotrazi, podužna ravnost, tekstura i otpornost na trenje

imaju samo fazu razvoja



03.11.2020.


Periodi inicijacije i razvoja oštećenja


Starost kolovoza (godina)

INICIJACIJA RAZVOJ

Isp

uca

la p

ovr

šin

a (%

)

Postupak proračuna (1)

1) Inicijalizacija podataka na početku godine

2) Proračun nosivosti kolovoza

3) Proračun saobraćajnog opterećenja za konkretnu godinu

4) Proračun prirasta obima oštećenja, po sledećem redosledu:

1. Pukotine

2. Odnošenje materijala

3. Udarne rupe

4. Oštećenja ivica



03.11.2020.


Postupak proračuna (2)

5) Provera da je zbir oštećenih i neoštećenih površina jednak 100 %, proračun obima oštećenosti na kraju godine i prosečnog obima oštećenosti tokom godine

6) Proračun godišnjeg prirasta poprečne i podužne ravnosti, vrednosti na kraju godine i prosečnih vrednosti tokom godine

7) Proračun godišnjeg pada vrednosti teksture i otpornosti na trenje, proračun vrednosti na kraju godine i prosečnih vrednosti tokom godine

8) Pohranjivanje sračunatih vrednosti


Osnovni parametri

• Nosivost kolovozne konstrukcije

• Saobraćaj (obim i opterećenja)

• Okolina: klima i sistem za odvodnjavanje

• Tip kolovoza



03.11.2020.


Nosivost fleksibilne kolovozne konstrukcije

• U HDM modelima nosivost se izražava:

• Preko strukturnog broja

• Preko ugiba, pod osovinskim opterećenjem od 8.16 t (ili 80 kN) -

Benkelmenova greda ili FWD

• 4 mogućnosti:• SNP – modifikovani strukturni broj (direktno)

• Ugib Benkelmenove grede

• Ugib FWD

• Debljine i koeficijenti zamene slojeva i CBR posteljice


Strukturni broj


zastor a1, h1

gornja

podloga a2, h2

donja

podloga a3, h3

Posteljica CBR

0.0394 Σ ai*hi

0.0394 Σ ai*hi * korekcija s obzirom na debljinu

F(CBR) * korekcija s obzirom na debljinu

Strukturni broj izražen u [in] – standardni način izražavanja strukturnog broja1 in = 2.54 cm


03.11.2020.


Modifikovani strukturni broj - SNP


SNSUBGSNSNP +=

ii

i ha0394.0SN ⋅⋅= ∑

( ) 43.1CBRlog85.0CBRlog51.3SNSUBG2

1010 −⋅−⋅=

� SN – strukturni broj kolovozne konstrukcije

� ai – koeficijent zamene sloja

� hi – debljina sloja (mm)

� SNSUBG – doprinos posteljice

� CBR – CBR posteljice (%)

Nosivost u HDM-4

• Korelacija SNP i ugiba Benkelmenove grede• Kolovozi bez cementne stabilizacije

• Kolovozi sa cementnom stabilizacijom

dSNPK = f(ACX,PACX,HSNEW,HSOLD)ACX – indeksirana površina pukotinaPACX – indeksirana površina pukotina pre ojačanjaHSNEW – debljina najnovijeg habajućeg slojaHSOLD – debljina starog habajućeg sloja


( ) dSNPKDEF2.3SNP63.0

BB +⋅=−

( ) dSNPKDEF2.2SNP63.0

BB +⋅=−


03.11.2020.


Ugibi

Ugib FWD pod kontaktnim pristiskom od 700 kPa smatra se ekvivalentnim ugibu Benkelmenove grede.

Ugib je proporcionalan opterećenju, pa se može normalizovati:

Def8.16t = 8.16 / 13 * def13t


ugib

Nosivost u HDM-4

• Ugib Benkelmenove gredeDEFBB

• Ugib pod osovinskim opterećenjem od 80 kN

• Kontaktni pritisak 520 kPa

• Temperatura 30 oC (!?)

• Ugib FWD-a• Prvo se normalizuje na kontaktni pritisak od 700 kPa – računa se da je to defleksija

FWD koja je ekvivalentna defleksiji preko Benkelmenove grede

• Zatim se koriste prethodni izrazi da bi se odredio strukturni broj



03.11.2020.


Efekti sezonskih uticaja i stanja sistema za odvodnjavanje na nosivost kk• Nosivost kolovoza se definiše za dva perioda: vlažni i suvi

• Odnos nosivosti u vlažnom i suvom periodu (SNPw/SNPd) zavisi od:

• Broja udarnih rupa

• Površine pod pukotinama

• Količine padavina

• Stanja sistema za odvodnjavanja

• Kalibracionih faktora

• Prosečna vrednost SNP zavisi od modela propadanja

• Nema modeliranja nosivosti u periodu odmrzavanja


Podaci o saobraćaju (1)

• YE4 = Broj standardnih osovina, miliona po traci, godišnje (inicijacija strukturnih pukotina,

kolotrazi izuzev habanja površine, strukturna komponenta modela za podužnu ravnost)

• Standardna osovina

• Osovina sa po jednim točkom: 6.6 t

• Osovina sa duplim točkovima: 8.16 t

• Faktor ekvivalencije

• Kao podrazumevana vrednost uzima se eksponent = 4, ali se može modifikovati

Npr. Dejstvo koje izaziva jedna osovina sa duplim točkovima i opterećenjem od 10 t je ekvivalentno

dejstvu:

(10 / 8.16)4 = 2.26 standardnih osovina od 8.16 t



03.11.2020.



• Broj traka zavisi od širine kolovoza:


Širina kolovoza Broj traka

< 4.5 1.0

4.5 – 6.0 1.5

6.0 – 8.0 2.0

8.0 – 11.0 3.0

> 11.0 4.0



Prom. Naziv Modeli

YAX Broj osovina Inicijacija odnošenja materijala

Inicijacija udarnih rupa

Razvoj udarnih rupa

AADT Obim saobraćaja (PGDS) Oštećenja ivice kolov.

Kolotrazi (habanje površine)

NELV Broj ekvivalentnih lakih vozila godišnje

Makro-tekstura

QCV Broj komercijalnih vozila (po traci dnevno)

Otpornost na klizanje


03.11.2020.


Istorija izgradnje i održavanja kolovozne konstrukcije


AGE1Starost poslednjeg tretmana preventivnog održavanja. Ako ga nije bilo, AGE1=AGE2.

AGE2 Starost poslednjeg presvlačenja. Ako ga nije bilo, AGE2=AGE3.

AGE3 Starost poslednje rehabilitacije. Ako je nije bilo, AGE3=AGE4.

AGE4 Starost od poslednje rekonstrukcije (ili od izgradnje)

Tipovi kolovoza

• Dva tipa zastora:

• AM, Asphalt Mix (asfaltna mešavina)

• ST, Surface Treatment (površinska obrada)

• Četiri tipa podloge:

• GB, Granular Base (podloga od nevezanog agregata)

• AB, Asphalt Base (asfaltna podloga – BNS)

• SB, Stabilised Base (stabilizovana podloga)

• AP, Asphalt Pavement (stari asfaltni kolovoz)

• Daje ukupno osam tipova fleksibilnih kolovoza



03.11.2020.


Tipovi materijala u fleksibilnim kolovozima u HDM


Surf

ace

Trea

tmen

t (P

ovr

šin

ske

ob

rad

e)

• Granular Base

• Asphalt Base

• Asphalt Pavement Base

• Stabilized Base

• Asphalt Concrete

• Hot Rolled Modified Asphalt

• Rubberized Asphalt

• Polymer Asphalt Concrete

• Soft Bitumen Mix (Cold Mix)

• Porous Asphalt

• Stone Mastic

• Cape Seal

• Double Bituminous Surface Dressing

• Single Bituminous Surface Dressing

• Slurry Seal

• Penetration Macadam

Asp

hal

t M

ix

(Asf

altn

em

eš.)

Klasifikacija kolovoza u HDM-u


Tip zastora Tip podloge Tip kolovoza

Asphalt Mix Granular BaseAsphalt BaseStabilized BaseAsphalt Pavement

AMGBAMABAMSBAMAP

Surface Treatment Granular BaseAsphalt BaseStabilized BaseAsphalt Pavement

STGBSTABSTSBSTAP


03.11.2020.


Promena tipa kolovoza kroz vreme


Pukotine

• Strukturne pukotine (obuhvaćene modelom):

• Sve strukturne pukotine (All structural cracking)

• Široke strukturne pukotine (Wide structural cracking), d >3 mm

• Poprečne termičke pukotine (obuhvaćene modelom)

• Poprečne pukotine usled skupljanja (nisu obuhvaćene modelom)

• Reflektovane pukotine (obuhvaćene modelom u okviru strukturnih

pukotina)



03.11.2020.


Inicijacija pukotina

• Inicijacija pukotina se dešava kada je starost zastora veća od vremena

inicijacije ICX

• Tri tipa pukotina se nezavisno modeliraju:

• Sve strukturne pukotine (ICA)

• Široke strukturne pukotine (ICW)

• Poprečne termičke pukotine (ICT)


Inicijacija svih pukotina

• ICA = Kcia ( CDS2 xxxx + CRT )

• Kcia koeficijent kalibracije

• CDS indikator defekata zastora kolovoza

• xxxx deo jednačine specifičan za svaki tip podloge posebno

• CRT vreme usporavanja nastanka pukotina usled (preventivnog)

održavanja kolovoza

• Najznačajniji parametri su: CDS, YE4, SNP (ili DEF)



03.11.2020.


Inicijacija pukotina – lokalna kalibracija


Crack Initiation

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20

Years

Perc

ent Are

a o

f Cra

ckin

g

Kci = 1.00 Kci = 1.80 Kci = 0.55

Inicijacija širokih pukotina

• ICW = Kciw Max[(a0+a1 ICA), a2 ICA]

• Kciw koeficijent kalibracije

• ICA vreme inicijacije za sve pukotine



03.11.2020.


Razvoj strukturnih pukotina

• HDM sračunava površinu zahvaćenu pukotinama

• “Sinusoidalna” zavisnost:

• Konkavna do 50 %

• Konveksna iznad 50 %

• dACA = Kcpa CRP/CDS Z f(ACA).

• Kcpa faktor kalibracije

• CRP usporenje razvoja usled tretmana preventivnog održavanja (CRP = 1 – 0.12 CRT)


• ACA površina pod pukotinama

Nema saobraćaja ni nosivosti kolovoza


Razvoj pukotina – lokalna kalibracija


Crack Progression

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20

Years

Perc

ent A

rea o

f C

rackin

g

Kcp = 1.0 Kcp = 2.0 Kcp = 0.4


03.11.2020.


Inicijacija termičkih pukotina

• ICT = Kcit Max[a0, CDS (CCT+ a1+ a2 HSNEW)]

• Kcit koeficijent kalibracije


• CCT koeficijent termičkih pukotina

• HSNEW debljina novog zastora

• Značajni parametri:

• Klima: samo suptropska topla i kontinentalna sa smrzavanjem

• Tip kolovoza: “nema” pukotina na STGB i STSB


Razvoj termičkih pukotina

• Termičke pukotine se sračunavaju kao broj poprečnih pukotina na km

• dNCT = Kcpt 1/CDS f(NCTeq, PNCT, ICT, AGE3, Teq)

• Kcpt faktor kalibracije


• NCTeq maksimalni broj pukotina (20 ili 100)

• PNCT broj term. pukotina pre poslednjeg tretmana

• Teq vreme do postizanja max. broja (7 godina)

• dACT = dNCT/20



03.11.2020.


Površina zahvaćena pukotinama

• ACA Sve strukturne pukotine

• ACW Široke strukturne pukotine

• ACT Poprečne termičke pukotine

• ACX Indeksirane pukotine

ACX = 0.62 ACA + 0.39 ACW

• ACRA Ukupna površina zahvaćena pukotinama

ACRA = ACA + ACT


Odnošenje materijala (“čupanje” agregata)

• HDM sračunava površinu pod “odnošenjem materijala” (i samo pod tim oštećenjem!)

• IRV = Kvi CDS2 a0 RRF exp(a1 YAX)

• dARV = Kvp/RRF 1/CDS2 Z f(ARV)

• Zastori sa asfalt betonom su manje osetljivi na odnošenje materijala –ono se javlja 10 puta sporije nego kod površinskih obrada

• Najznačajniji parametri su: CDS, YAX

• Javlja se nezavisno od pukotina



03.11.2020.


Udarne rupe

• Obim udarnih rupa se sračunava kao broj “standardnih” rupa: 0.1 m²

(prečnika 350 mm, zapremine 10 litara)

• Javljaju se samo ako:

• Široke pukotine egzistiraju na više od 20 % površine, ili

• Odnošenje materijala egzistira na više od 30 % površine

• Maksimalni obim 10 % (1 rupa po m², ili

6000 st.rupa/km za kolovoz širok 6 m)


Inicijacija udarnih rupa

• IPT = Kpi a0 f(HS) / g(CDB, YAX, MMP)

• IPT vreme između inicijacije oštećenja (široke pukotine ili odnošenje

materijala) i inicijacije udarnih rupa

• Kpi faktor kalibracije

• CDB indikator defekata zastora kolovoza

• YAX broj osovina u analiziranoj godini (milliona/traci)

• MMP srednje mesečne padavine (mm/mesec)

• HS ukupna debljina asfaltnog zastora (mm)



03.11.2020.


Razvoj udarnih rupa

• Udarne rupe nastaju:

• Razvojem širokih pukotina

• Iz površina zahvaćenih odnošenjem materijala

• Povećanjem postojećih udarnih rupa

• dNPTi = Kpp a0 ADISi TLF f(CDB, YAX, MMP) / g(HS)

• Kpp faktor kalibracije

• ADISi površina pod oštećenjem “i”

• TLF vreme proteklo od pojave do krpljenja udarnih rupa (0.02 za dve nedelje

do 1 za 12 meseci)


Oštećenja ivica kolovoza

• HDM sračunava površinu zahvaćenu oštećenjima ivica kolovoza

• Jako zavisi od:• širine kolovoza

(nema oštećenja ivica na kolovozima širim od 7.5 m)

• saobraćaja (PGDS)

• Maksimalni obim 18 %

• Novi model, treba da se kalibriše



03.11.2020.


Kolotrazi

• HDM sračunava srednju dubinu kolotraga, i standardnu devijaciju(mm)

• Kolotrazi mogu biti uzrokovani:

• Početnim zbijanjem (tokom prve godine nakon izgradnje)

• Strukturnom deformacijom (koja ne uključuje početno zbijanje)

• Plastičnom deformacijom asfaltnog zastora

• Habanjem površine (uzrokovano gumama sa klinovima)


Komponente modela dubine kolotraga


A g e

Ru

t D

ep

th

In it ia l D e n s ific a tio n (F irs t Y e a r)

D e n s if ic a tio n - N o C ra c k in g

S tru c tu ra l D e te rio ra tio n - W ith C ra c k in g

starost

Du

bin

a ko

lotr

aga

Početna plastična deformacija (prva godina)

Strukturna deformacija sa pukotinama

Plastična deformacija bez pukotina


03.11.2020.


Kolotrazi

• Dubina kolotraga = F (starosti, saobraćaja, nosivosti, zbijenosti)


Starost kolovoza (godina)

Du

bin

a ko

lotr

aga

(mm

)

Slab kolovoz

Otporan kolovoz

Mehanizmi interakcije oštećenja


t 1 t 1

Prodiranje vode

Novepukotine

Zakrpe

Smicanje

Neravna površina

Ljusp.

Brže propadanje

NERAVNOST

Ud.rupe

Zakrpe

Vreme Vreme

Neravna površina

SMANJENA NOSIVOST

Ispucala površina

Dubina kolotraga


03.11.2020.


0

2

4

6

8

10

12

14

1 6 11 16

Ne

ravn

ost

(IR

Im/k

m)

Tretman održavanja

Ne raditi ništa

Godina

(Ne)ravnost

• (Ne)ravnost = F (starosti, nosivosti, udarnih rupa, pukotine, odnošenjematerijala, kolotrazi)


Tekstura

• Tekstura se izražava preko dubine teksture (mm)

• Dubina teksture opada sa vremenom

• Značajni parametri su:• ITD – početna dubina teksture

• NELV - saobraćaj


Materijal u zastoruPočetna dubina teksture

(mm)

Površinska obrada

(jednostruka ili dvostruka)2.5

Makadam, porozni asfalt 1.5

Ostalo 0.7


03.11.2020.


Otpornost na klizanje (trenje)

• Otpornost na klizanje (trenje) se izražava preko SFC (Side Friction Coefficient) vrednosti (pri brzini od 50 km/h)

• Otpornost na klizanje (trenje) regularno opada sa vremenom

• Jedini parametar od koga zavisi je saobraćaj komercijalnih vozila,

izražen preko QCV (broj prelaza)


Upravljanje održavanjem


ODLIČNO

LOŠE VREME

ORIGINALNI MODEL PROPADANJA

OPTIMALNI POJAS STANJA

TZV. “STEADY-STATE”

OPTIMALNA STRATEGIJA ODRŽAVANJA

Tretmani održavanja

STA

NJE

INFR

AST

RU

KTU

RE


03.11.2020.


Pojednostavljen inkrementalni model razvoja neravnosti baziran na HDM-4

IRIb = min (IRIa+dIRI, 16) где је:

dIRI – годишњи прираст неравности, (IRI, m/km)

ao = 134, што је оригинални ao коефицијент из модела HDM

m – коефицијент утицаја околине, као што је представљено у табели 4.13

t – старост коловоза од последњег ојачања, рекоснтрукције или нове изградње, година

SNC – модификован структурни број

YE4 – годишњи број стандардних осовина, милиона ESAL/траци/години

IRIa – равност на почетку анализиране године, IRI m/km

IRIb – равност на крају анализиране године, IRI m/km

a1 = 0.7947 – коефицијент који узима у обзир смањење носивости коловоза услед постојања пукотина

a2 = 0.054 – коефицијент који узима у обзир повећање неравности коловоза услед постојања површинских оштећења (пукотине и ударне рупе) и колотрага


( )( ) agm24

1tmK

ogp IRImKta4YEaSNC1eaKdIRI gm ⋅⋅+⋅+⋅⋅+⋅⋅⋅= −⋅⋅

Faktor okoline m

Klasifikacija vlažnosti

Klasifikacija temperature

TropskaSutropska

toplaSutropska

hladna Umerena

hladnaUmerena sa

smrzavanjem

Suvo 0.005 0.010 0.015 0.020 0.030

Polu-suvo 0.010 0.015 0.020 0.030 0.040

Polu-vlažno 0.020 0.025 0.030 0.040 0.050

Vlažno 0.025 0.030 0.040 0.050 0.060

Vrlo vlažno 0.030 0.040 0.050



03.11.2020.


Upoređenje sa originalnim HDM-4 modelom


y = 0.991x

R2 = 0.9878

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0

Simplified Model Roughness Values (IRI m/km)

HD

M-4

Model R

oughness V

alu

es

(IR

I m

/km

)

GRAĐEVNARSTVO –Diplomske akademske studije PUTEVI ...

Documents

Transcript of GRAĐEVNARSTVO –Diplomske akademske studije PUTEVI ...