National Transport Library Research Database

KCV 1071 Discerning the impacts of different vehicle configurations on pavement deterioration

  • Rahman, Shafiqur
  • Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI), Statligt forskningsinstitut, 202100-0704
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2024-06-01 -- 2028-11-30 Registration number:
  • Trafikverket 2024/77685
Subject(s): Abstract: Med införandet av högkapacitetstransportfordon (HCT) är det nödvändigt att utvärdera deras risker för att skada vägbeläggningen för beslut gällande vägtillstånd, lastrestriktioner, vägutformning och underhållsstrategi. De totala vikterna och hastigheterna för fordonen, liksom axelbelastningar, axel- och däckkonfigurationer och axelavstånd, påverkar vägens respons på olika sätt. De nuvarande metoderna för att utvärdera skador på vägbeläggningen är inte tillräckligt effektiva för att skilja mellan fordonen på ett avgörande sätt. Denna studie syftar till att utveckla en mer robust metod för att beräkna beläggningsskador baserat på omfattande laboratorietester med indata från fältmätningar. I detta projekt kommer påkänningar som genereras i de olika skikten av vägbeläggningar som är kopplade till passagerna i flera referensfordon att simuleras i laboratoriet. Genom att applicera de simulerade pulserna kommer olika asfalt-, obundna- och undergrundsmaterial att testas. Utifrån testerna kommer skadorna på materialen att utvärderas. Sedan kommer en lämplig metod för att modellera skadorna att utvecklas baserat på försök med olika tillvägagångssätt. Samtidigt kommer beräkningsmetoden skadefaktor (DR) att utredas. Generellt tillämpas fyrapotensregeln universellt för alla lager av vägbeläggningar för att beräkna DR, vilket kanske inte är realistiskt. I denna studie kommer de koefficienterna för DR för olika svenska vägmaterial att fastställas och användas i beräkningarna av DR. Vidare kommer en metodik att utvecklas för att förutsäga den permanenta deformationen (PD) i de olika beläggningslagren på grund av lastning från olika fordon. För närvarande använder vägdimensioneringsverktyget ERAPave den ekvivalenta standardaxellastmetoden (ELSAL) för att beräkna PD som inte kan särskilja effekterna av olika axelkonfigurationer och avstånd. Sammantaget kommer denna studie att bidra till en mer exakt kvantifiering av skadepotentialen för vägbeläggningar från olika fordon. Abstract: With the introduction of high-capacity transport (HCT) vehicles, it is necessary to evaluate their pavement damage risks for decisions regarding road permits, load restrictions, pavement design and maintenance strategy. Gross weights and speeds of the vehicles as well as axle loads, axle and tire configurations and axle spacings have different impacts on pavement responses. The current methods of evaluating pavement damage are not efficient enough to differentiate among the vehicles incisively. This study aims to develop a more robust methodology to calculate pavement damage based on extensive laboratory testing using inputs from field measurements. In this project, stress pulses generated in the different layers of pavements associated with the passages of several reference vehicles will be simulated in the laboratory. Applying the simulated pulses, various asphalt concrete mixes, unbound materials and subgrade will be tested. From the tests, the damages to the materials will be evaluated. Then an appropriate method to model the damages will be developed based on attempts using various approaches. At the same time, the damage factor (DR) calculation method will be investigated. Generally, the fourth power law is universally applied for all layers of pavements to calculate DR which may not be realistic. In this study, the actual exponential coefficients of the DR for various Swedish pavement materials will be determined and will be used in calculations of DR. Furthermore, a methodology will be developed to predict the permanent deformation (PD) in the different pavement layers due to loading from different vehicles. Currently, the pavement design tool ERAPave uses the equivalent standard axle loads (ELSALs) method to calculate the PD which cannot distinguish among the impacts of different axle configurations and spacings. Overall, this study will contribute to a more precise quantification of pavement damage risks of different vehicles.
Item type: