Διερεύνηση των αναπτυσσόμενων παραμορφώσεων ευκάμπτων οδοστρωμάτων αεροδρομίων σε πειραματική διάταξη μεγάλης κλίμακας

Abstract

Aντικείμενο της διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της συμπεριφοράς των οδοστρωμάτων των αεροδρομίων. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται οι αποκλίσεις μεταξύ της συμπεριφοράς που προβλέπει οι αναλυτικός υπολογισμός και αυτής που συμβαίνει στην πράξη κατά την επί τόπου επιβολή της φόρτισης. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκε διερεύνηση των οριζόντιων παραμορφώσεων, που αναπτύχθηκαν κατά την διαμήκη διεύθυνση, στον πυθμένα της ασφαλτικής στρώσης των ευκάμπτων αεροπορικών δαπέδων της πειραματικής εγκατάστασης μεγάλης κλίμακας National Airport Pavement Test Facility (NAPTF), της Υπηρεσίας Πολιτικής Αεροπορίας των ΗΠΑ (FAA). Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση του πειράματος με την ανάπτυξη τρισδιάστατων αναλυτικών προτύπων, με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και με τη χρησιμοποίηση παραμέτρων εισαγωγής, που προέκυψαν από επεξεργασία των στοιχείων που συλλέχθηκαν κατά τις επί τόπου πειραματικές δοκιμές με μη καταστρεπτικές μεθόδους. Η συγκριτική ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα που υπολογίστηκαν αναλυτικά με το πρότυπο προσομοίωσης, κατέδειξε ότι υφίσταται ικανοποιητική σύγκλιση των πειραματικά μετρημένων τιμών των παραμορφώσεων με τις αντίστοιχες αναλυτικά υπολογισμένες τιμές. Υπό την προϋπόθεση ότι τα πειραματικά αποτελέσματα είναι αξιόπιστα, τα αποτελέσματα της σύγκρισης των πειραματικά μετρημένων και αναλυτικά υπολογισμένων παραμορφώσεων θα μπορούσαν να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό των οδοστρωμάτων των αεροδρομίων.

In this diploma thesis differences between airport flexible pavements field measured responses and calculated responses are under discussion. The deliberation focuses on asphalt concrete tensile strain. Asphalt strain gages were installed at the Federal Aviation Administration’s National Airport Pavement Test Facility (NAPTF) to measure the load-induced asphalt concrete tensile strain during full-scale traffic testing. The results have been taken into account in this discussion. A finite element (FE) analysis software was used to model the NAPTF flexible test sections and compute the asphalt concete strain responses. Data acquired through non-destructive tests conducted at NAPTF were used to back-calculate the resilient moduli of the pavement layers. The computed strains at different locations in the test sections are compared with the field measured responses in order to validate the three-dimensional pavement analysis and improve the understanding of the pavement response mechanism. There was a good agreement between field-measured and computed strains. The results of the comparison between field measured responses and computed strains could be incorporated in the flexible airport pavement design process, under the assumption that measured responses acquired during full-scale traffic testing are fully reliable.