Διερεύνηση Συμπεριφοράς Ασφαλτικών Οδοστρωμάτων Αεροδρομίων σε Σύστημα Ελεγχόμενης Επιβολής Φόρτισης

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της συμπεριφοράς των εύκαμπτων οδοστρωμάτων αεροδρομίων. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα που προέκυψαν από τις δοκιμές της πειραματικής εγκατάστασης οδοστρωμάτων αεροδρομίων μεγάλης κλίμακας, ‘’National Airport Pavement Test Facility’’ (NAPTF), της Υπηρεσίας Πολιτικής Αεροπορίας των Η.Π.Α (FAA). Διερευνήθηκαν τα δάπεδα με ασφαλτική στρώση μεγάλου πάχους, αναφορικά με τις αναπτυσσόμενες ανηγμένες οριζόντιες εφελκυστικές παραμορφώσεις στον πυθμένα, αλλά και στο μέσον των ασφαλτικών, κατά τη διεύθυνση κίνησης των φορείων. Η συμπεριφορά των δαπέδων κατά τις πειραματικές φορτίσεις εξετάστηκε ως προς πολλούς παράγοντες, όπως η θερμοκρασία. Επίσης, διενεργήθηκε συγκριτική ανάλυση της καταπόνησης των δαπέδων από τα δύο δοκιμαστικά φορεία, ενώ υπήρξε και σύγκριση των παραμορφώσεων μεταξύ των δαπέδων. Επόμενο στάδιο της εργασίας αποτελεί ο υπολογισμός των μέτρων δυσκαμψίας των υλικών των στρώσεων των δαπέδων, από την επεξεργασία των στοιχείων που συλλέχθηκαν κατά τις εφαρμογές μη καταστρεπτικών δοκιμών. Έπειτα, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση των δοκιμών με τη βοήθεια προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων, κατασκευάζοντας τρισδιάστατα πρότυπα προσομοίωσης των δαπέδων. Οι τιμές των παραμορφώσεων που προέκυψαν από την προσομοίωση συγκρίθηκαν με τις μετρημένες τιμές. Η στατιστική επεξεργασία που ακολούθησε φανέρωσε γενικώς υψηλές τιμές σφαλμάτων εκτίμησης και έτσι η χρήση των τρισδιάστατων προτύπων με τις συγκεκριμένες θεωρήσεις κρίθηκε επισφαλής, ιδίως για το δάπεδο με στρώση έδρασης χαμηλής φέρουσας ικανότητας.

In the present diploma thesis is conducted a research about the asphalt concrete (AC) tensile strains in flexible airfield sections. For this purpose the database of National Airport Pavement Test Facility (NAPTF) was used. The National Airport Pavement Test Facility (NAPTF) is located at the FAA William J. Hughes Technical Center, Atlantic City International Airport, New Jersey. It is used to generate full-scale pavement response and performance data for development and verification of airport pavement design criteria. Asphalt Strain Gages (ASGs) embedded within the test sections were used to record the pavement structural responses. The AC tensile strains measured in the flexible pavement test sections during full-scale traffic testing at the FAA’s National Airport Pavement Test Facility are discussed. This study was focused on analyzing the effect of AC temperature variations, the magnitude and the speed of load application on strain responses in asphalt concrete layer. There is also an analysis of comparative effect of two multiple wheel heavy aircraft gear loading and a comparison of AC strains among the sections. The NDT data acquired at the NAPTF were used. Specifically it is illustrated the use of backcalculated asphalt moduli as an indicator of the load-carrying capacity of the pavements. Linear elastic analyses using multilayer elastic theory and finite element (FE) techniques were carried out to simulate the tested structures and compare the computed results with actual field measurements. The results showed that the errors are not negligible, notably for the test section on subgrade material of low strength.