Parametric Study of The Parameters Affecting Concrete Pavement Thickness

Abstract

Concrete pavements are the superstructure elements that can serve for a long time without

deterioration. Concrete pavements are using intensively for interstate highways where heavy traffic volume is

high, parking facilities, airfields and industrial facilities. One of the most important features of concrete pavements,

which are widely used in interstate roads in America, is more environmentally friendly compared to flexible

superstructures. This increases the need for concrete pavements in our time when sustainability is important.

Because of the complex concrete properties and soil properties, the concrete pavement design is complex than

expected. Due to the complexity of the designs, they were previously designed based on experiences. Subsequently,

design methods with both mechanical and experimental infrastructure have been developed thanks to mechanical

methods. Among these design methods, PCA 1984 and AASHTO 1993 are the most widely used for concrete

pavement design. Both the PCA 1984 and the AASHTO 1993 design method are used concrete properties, subgrade

reaction, and traffic characteristics as input parameters. In this study, three main parameters affecting concrete

pavement thickness (concrete properties, soil reaction and traffic) were examined according to AASHTO and PCA

methods. By this way, the correlation between pavement thickness and these parameters is shown. Another result

obtained from this study is which parameters are more sensitive to concrete pavement thickness.

Keywords

• AASHTO,concrete pavement design,parametric study,PCA

Beton Kaplama Kalınlığına Etki Eden Parametrelerin Parametrik Olarak İncelenmesi

Abstract

Beton kaplamalar, uzun zaman bozulmadan hizmet verebilen üstyapı elemanlarıdır. Özellikle ağır trafik

yüklerinin yoğun olduğu eyaletler arası yollarda, havaalanlarında, park alanlarında, sanayi alanlarında yoğun

olarak kullanılmaktadır. Özellikle Amerika’da eyaletler arası yollarda yaygın olarak kullanılan beton yolların

en önemli özelliklerinden biri de esnek üstyapı elemanıyla karşılaştırıldığında daha çevreci oluşudur. Bu durum,

sürdürülebilirliğin önem kazandığı çağımızda beton yol kaplamalarına duyulan ihtiyacı arttırmaktadır. Karmaşık

beton özellikler ve zemin yapısından dolayı beton yol tasarımı beklenenden karışıktır. Beton yollar, tasarımının

karmaşıklığından dolayı, önceleri deneyimlere dayalı olarak tasarlanmışlardır. Daha sonraları, mekanik yöntemlere

başvurularak hem mekanik hemde deneysel altyapıya sahip tasarım yöntemleri geliştirilmiştir. Bu tasarım metotları

içersinde en yaygın olarak kullanılanlar PCA 1984 ve AASHTO 1993 tasarım metotlarıdır. Hem PCA 1984 hem

de AASHTO 1993 tasarım metodunda beton özellikleri, zemin tepkisi ve trafik özellikleri girdi parametresi olarak

kullanılmaktadır. Bu çalışmada, plak kalınığını etki eden üç ana paratmere (beton özellikleri, zemin tepkisi ve trafik)

AASHTO ve PCA metotlarına göre incelenmiştir. Bu sayede, plak kalınlığı ile bu parametreler arasındaki bağıntı

gösterilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen bir diğer sonuç, hangi parametrelerin beton plak kalınlığı üzerindeki daha

hassasiyet gösterdiğidir.

References

1. Delatte NJ, 2014. Concrete Pavement Design, Construction, and Performance. Second Edition, Crc Press, USA., 445 p.
2. Huang YH, 2004. Pavement Analysis and Design. Second Edition, Pearson Education Inc., 792 p.
3. Yoder EJ, Witczak MW, 1975. Principles of Pavement Design. John Wiley and Sons., USA., 736 p.
4. Lee YH, Bair JH, Lee CT, Yen ST, Lee YM, 1997. Modified Portland cement association stress analysis and thickness design procedures. Transportation Research Record Journal of the TRB, 1568: 77-88.
5. AASHTO, 1986. Guide for Design of Pavement Structures. Washington DC, American Association of State Highway and Transportation Official, 440p.
6. AASHTO, 1993. Guide for Design of Pavement Structures. Washington DC, American Association of State Highway and Transportation Official, USA. 624 p.
7. PCA, 1966. Portland Cement Association, Thickness Design for Concrete Pavements. Skokie, IL: Portland Cement Association, USA., 32p.
8. PCA, 1984. Portland Cement Association, Thickness Design for Concrete Highway and Street Pavements, Engineering Bulletin EB109P. Skokie, IL: Portland Cement Association, USA. 50p.

9. Kıcı A, Tığdemir M, 2017. A User Friendly Software for Rigid Pavement Design, Vol.9, Issue 4, 1-16.
10. Bordelon AC, Hiller JE, Roesler JR, Cervantes VG, 2015. Investigation of ESALs versus Load Spectra for Rigid Pavement Design. Airfield and Highway Pavements 488-499,
11. O’Flaherty CA, 2002. Highways: The Location, Design, Construction and Maintenance of Pavements. Fourth Edition, CRC Press, USA., 553 p.