< Terug naar vorige pagina

Project

Numerical Prediction of Ground Vibrations Generated by Road Traffic and Pavement Breaking (Numerieke voorspelling van trillingen in de omgeving ten gevolge van wegverkeer en het beuken van betonplaten)

Zowel een slecht rijcomfort als trillingen en geluid afkomstig van verkeer noodzaken het vervangen of het herstel van een beschadigd wegdek. Voor betonwegen wordt het wegdek vaak gebeukt ter vervanging of ter voorbereiding van een overlaging met asfalt. Het beuken van de weg veroorzaaktsterke trillingen die zich voortplanten in de ondergrond. In deze studie worden drie aspecten van trillingen rond betonwegen onderzocht: (1) devoorspelling van trillingen in de grond ten gevolge van verkeer op beschadigde betonwegen, (2) de voorspelling van trillingen als gevolg van het beuken van de weg en (3) het begroten van de trillingsreductie ten gevolge van de herstelling. In het kader van deze studie werden verschillende experimenten uitgevoerd om de trillingen ten gevolge van verkeer en beuken op te meten, voor, tijdens en na de herstelling van een beschadigde betonweg. De weg is hersteld door middel van de `cracking and seating'techniek, waarbij het gebeukte wegdek overlaagd werd met asfalt.

De voorspelling van de trillingen ten gevolge van verkeer wordt uitgevoerd in twee fases: eerst worden de dynamische aslasten bij de passage van een voertuig over een oneffen wegdek geschat; ten tweede worden deze lasten aangebracht op het gekoppelde systeem weg-grond om het afgestraalde golfveld in de grond te berekenen. De oneffenheid van het wegdek wordtin situ opgemeten door middel van een lengteprofielanalysator als inputvoor een driedimensionaal voertuigmodel om de dynamische aslasten te berekenen. De aslasten worden vervolgens aangelegd aan het gekoppelde systeem weg-grond om de trillingen in het vrije veld te berekenen. De resultaten zijn in goede overeenstemming met experimentele resultaten en toneneen dat de herstelling leidt tot een significante reductie van de trillingen.

Voor de schatting van de belasting ten gevolge van \'e\'en enkele impact van de beukmachine wordt een numeriek model ontwikkeld en experimenteel gevalideerd. De energie gedissipeerd bij het breken van het beton blijkt zeer klein te zijn en kan bijgevolg verwaarloosd wordenin de voorspelling van trillingen in de ondergrond. Het gekoppelde eindige elementen - randelementenmodel van het systeem weg-grond wordt toegepast om de trillingen ten gevolge van het beuken te voorspellen. Hieruitblijkt dat de grootte van de vervormingen in de grond onder de betonplaat buiten het lineair elastisch gebied vallen. Daarom wordt het model uitgebreid met een lineair equivalente benadering en vervolgens een volledig niet-lineair model dat rekening houdt met het inelastische gedrag vande grond en het loskomen van de betonplaat van de ondergrond. Het modelbestaat uit een eindig elementenmodel voor de plaat en een deel van de grond onder de plaat dat zich niet-lineair gedraagt. Om de respons buiten dit inelastische domein te berekenen, wordt het integraalrepresentatietheorema toegepast op de spanningen en verplaatsingen langsheen een pad binnen het eindige elementenmodel. Trillingen berekend met het niet-lineaire model zijn in overeenkomst met de experimentele resultaten.

Datum:3 mrt 2008 →  11 feb 2013
Trefwoorden:Bituminous overlays, Stabilisation, Vibration
Disciplines:Structurele ingenieurskunde, Andere burgerlijke ingenieurswetenschappen en bouwkunde
Project type:PhD project