ارایه مدل پیش‌بینی عدد سازه‌ای موثر روسازی (SNeff) در سطح شبکه با استفاده از پارامترهای کاسه انحناء افت و خیز دستگاه FWD

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانش آموخته دکتری، آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک، تهران، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران

4 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

تعیین وضعیت موجود روسازی در سطح شبکه نیازمند ارزیابی سازه‌ای روسازی می‌باشد که معمولا با استفاده از دستگاه FWD‌ و در قالب شاخص عدد سازه‌ای موثر روسازی (SNeff) انجام می‌شود. تحلیل داده‌های این دستگاه نیازمند اطلاع از ضخامت لایه‌ها بوده که بایستی با سونداژ، مغزه‌گیری و یا استفاده از دستگاه GPR اندازه‌گیری شود. در این تحقیق به منظور صرفه‌جویی در زمان و هزینه برداشت ضخامت لایه‌ها، با استفاده از پایگاه داده موجود در آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک نسبت به ارایه مدل پیش‌بینی عدد سازه‌ای موثر روسازی اقدام گردید. برای محاسبه این شاخص داده‌های افت و خیز دستگاه FWD‌ و ضخامت لایه‌های روسازی حاصل از دستگاه GPR بر اساس روش آشتو به عدد سازه‌ای موثر روسازی تبدیل و به عنوان روش مبنا در نظر گرفته شد. سپس پارامترهای کاسه انحنا افت و خیز روسازی مورد مطالعه قرار گرفته و همبستگی آنها با عدد سازه‌ای موثر روسازی در نرم‌افزار SPSS تعیین گردید.  در ادامه ضمن مطالعه مدل ها مبتنی بر پارامترهای کاسه انحنا افت و خیز روسازی، 3000 کاسه انحنا افت و خیز در 1200 کیلومتر از راه‌های استان خوزستان به منظور ارایه مدل پیش‌بینی عدد سازه‌ای موثر روسازی مورد مطالعه قرار گرفت. پس از تحلیل داده‌ها یک مدل رگرسیون غیر خطی با استفاده از پارامترهای SCI، AUPP و D90/D0‌ برای محاسبه عدد سازه‌ای موثر روسازی با ضریب تعیین 9/0 ارایه گردید. در این تحقیق مشخص گردید که پارامترهایی مانند AUPP، SCI و پارامترهای نرمال شده با افت و خیز مرکزی همبستگی بیشتری با عدد سازه‌ای موثر روسازی دارند. همچنین مدل پیشنهادی در این تحقیق با ضریب تعیین 9/0 نسبت به بهترین مدل موجود یعنی مدل Jameson با ضریب تعیین 84/0 برتری محسوسی دارد.  
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Developing a Model to Determine Effective Structural Number of Flexible Pavement at Network Level Using FWD Deflection Basin Parameters

نویسندگان [English]

  • A Kavossi 1
  • M Abasghorbani 2
  • F Moghadasnejhad 3
  • A Bamdad-ziksari 4
چکیده [English]

Evaluation of existing flexible pavement condition at network level requires structural assessment which is performed by FWD device using effective structural number (SNeff) parameter. Deflection data analysis requires layer thicknesses known which must be measured by GPR device or core drilling and pit boring. The AASHTO 93 selected as a base method, so FWD deflection data and layer thicknesses measured by GPR were converted to effective structural number. To reduce the cost and time consumption at network level assessment, layers thickness have been removed and a non-linear regression model was developed based on 3000 deflection basin parameters to determine effective structural number. Then the deflection basin parameters were studied and their correlation with SNeff determined using SPSS software. The analysis showed stronger relationship between AUPP, SCI and dimensionless parameters normalized by central deflection with SNeff. Thus a non-linear regression model obtained involving SCI, AUPP and D90/D0 with 0.9 determination coefficients. The developed model with 0.9 determination coefficients has considerable superiority in comparison with Jameson model with 0.84 determination coefficient which is previously presented.
 
   
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pavement deflection
  • FWD device
  • Effective Structural Number
  • network level evaluation
-     AASHTO Guide for Design of Pavement Structures (1993),American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC, USA.

-     Bryce, J. M., Flintsch, G. W., Katicha, S. W. and Diefenderfer, B. k. (2013) "Developing a network level structural capacity index for structural evaluation of pavements", Virginia Tech Transportation Institute, Report No. VCTIR 13-R9, March, 2013, pp. 9-13.

-     Chang, J., Lin, J., Chung, W. and Chen, D. (2010) "Evaluating the structural strength of flexible pavements in Taiwan using the Falling Weight Deflectometer", International Journal of Pavement Engineering, Vol. 3, Issue 3, pp. 131-141.

-     COST 336—Falling Weight Deflect meter: Information Gathering Report, Task Group 2 FWD at Network Level. Final Draft Report. March 1998.

-     Gedafa, D. S., Hossain, M., Miller, R. and Van, T. (2014) "Network-level flexible pavement structural evaluation", International Journal of Pavement Engineering, Vol. 15, No. 4,
pp. 309-322.

-     Hoffman, M. S. (2003) "Direct method for evaluating structural needs of flexible pavements with falling-weight deflectometer deflections", Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board, No. 1860, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC, USA, pp. 41-47.

-     Horak, E., Maina, J.W., van Wijk, I., Hefer, A., Jordaan, G., Olivier, P., de Bruin, P.W. (2009), "Revision of the South African Pavement Design Method", Draft Contract Report SANRAL/SAPDM/B-2/2009-01.

-     Jameson, G.W. (1997) "Use of FWD to program works based on HDM III; COST 336 workshop on FWD at Network Level", Lisbon, Portugal.

-     Noureldin, A. S. (1993) "New scenario for back calculation of layer moduli of flexible pavements", Transportation Research Record: Journal of Transportation Research Board, No. 1384, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC, USA, pp. 23-28.

-     Schnoor, H. and Horak, E. (2012) "Possible method of determining structural number for flexible pavements with the falling weight deflecto meter", Proceedings of the 31th Southern African Transport Conference, Pretoria, South Africa, pp. 94-109.