National Transport Library Research Database

Uppskattning/beräkning av fukttillstånd i vägar under olika säsonger (Estimation/Calculation of moisture content in pavements in different seasons)

  • Erlingsson, Sigurdur
  • Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI), Statligt forskningsinstitut, 202100-0704
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2023-07-01 -- 2027-03-31 Registration number:
  • Trafikverket 2023/68866
Subject(s): Abstract: I dagsläget finns ett nytt mekanistiskt baserad beräkningsverktyg ERAPave PP utvecklat på VTI för strukturell dimensionering av vägkonstruktioner. Bl. a. förutsäger verktyget vägtillståndet (spårutveckling och utmattning) som funktion av tid. Vägtillståndet är beroende av det lokala klimatet som vägen befinner sig i. De två viktigaste klimatfaktorerna som påverkar nedbrytningsprocessen är temperatur och fukt. I ERAPave PP ingår en ny 1-D värmeledningsberäkningsmodul som förutsäger temperaturen i vägkroppens olika lager som funktion av tid och därmed också tjäldjupet. Detta används för att justera asfaltlagrens styvhet och permanenta deformationsegenskaper samt för att avgöra om de obundna lagren är frusna (och därmed styva) eller inte. Styvhet hos obundna material (bär- & förstärkningslager, terrass) i ett ofruset tillstånd är beroende av fuktkvoten. Materialets fukttillstånd är svårare att bestämma än temperatur och nu ingår i ERAPave PP verktyget ett mycket förenklat sätt för bestämning av fukten. Syftet med detta projekt är att utveckla en ny klimatmodul (alt vidareutveckla den befintliga) för att inkludera hydraulisk transport av vatten inne i konstruktionen. Detta görs genom att utveckla en lösning för det kopplade 1-D värme-hydrauliska differential ekvationssystemet som anpassas till svenska vägmaterial och klimat. Lösningen skall sedan valideras genom jämförelser med uppmätta fuktkvoter i svenska vägkonstruktioner. Observera att huvudsyftet är att använda lösningen för att förutsäga fuktkvoten för de obundna lagren i flexibla vägkonstruktioner men beräkningarna kan även användas för bestämning av fukt och tjäldjup i grusvägar.Abstract: Today a new mechanical based software ERAPave PP has been developed at VTI for structural design of pavement. Among others predicts the software the development of rutting and fatigue cracking as a function of time. The development is dependent of the local ambient climate. The two most important climate variable that affects the degradation process are temperature and moisture content within the structure. The ERAPave PP software has a new 1 –D heat transfer module that predicts the temperature as a function of time incl. frost penetration depth. This is thereafter used to adjust the AC layers stiffness´s and to assess if unbound layers (base course, subbase and subgrade) are frozen (and therefore stiff) or not. The stiffness of unbound layers in a unfrozen condition is dependent on the moisture content. The moisture content in pavement unbound layers is more difficult to predict than temperature. At the moment a very simplified method is used in ERAPave PP to assess the layers moisture content. The objective of this project is extend the previous climate module to include hydraulic transport of moisture and water within the pavement structure and therefore predict both temperature and moisture as a function of time. This will be done by solving the coupled 1-D heat-moisture differential equation. The solution will be validated against measured moisture content in Swedish pavements. Note that the main objective is to predict the moisture content in flexible pavement unbound layers but the solution can also be used for predicting the moisture content in gravel roads.
Item type: