COMPARISON OF STRESS AND DISPLACEMENT VALUES OF FLEXIBLE AND RIGID PAVEMENT

Abstract

Vehicle pavement interaction is very important for accurate estimation of pavement response. Rigid and flexible pavements are widely used in many parts of the world. Some external factors such as stress and displacement play a major role in the design of pavement layers such as pavement, foundation and sub-base. Today, complex problems can be simulated and solved easily thanks to the high analysis capabilities of computer-aided software. In this study, two different superstructure models, flexible and rigid, were created in a computer program. The stress and displacement values of these models were compared. Considering the stress values, lower stresses occurred in flexible pavements compared to rigid pavements. When the vertical displacements are compared, the displacement of the flexible pavement was found to be higher.

Keywords

• Flexible pavement
• traffic load
• rigid pavement
• finite element

ESNEK VE RİJİT ÜSTYAPILARIN GERİLME İLE DEPLASMAN DEĞERLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Abstract

Taşıt kaplama etkileşimi, kaplama tepkisinin doğru tahmin edilebilmesi için oldukça önemlidir. Dünyanın birçok bölgesinde rijit ve esnek üstyapılar yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaplama, temel ve alt temel gibi kaplama tabakalarının tasarımında gerilme ve yer değiştirme gibi bazı dış etkenler büyük rol oynamaktadır. Günümüzde bilgisayar destekli yazılımların yüksek analiz yetenekleri sayesinde karmaşık problemler kolaylıkla simüle edilebilmekte ve çözülebilmektedir. Bu çalışmada esnek ve rijit olmak üzere iki farklı üstyapı modeli bilgisayar programında oluşturulmuştur. Oluşturulan bu modellerin gerilme ve yer değiştirme değerleri kıyaslanmıştır. Gerilme değerlerine bakıldığında esnek kaplamalarda rijit kaplamalara nazaran daha düşük gerilmeler oluşmuştur. Düşey yer değiştirmeler karşılaştırıldığında ise esnek üstyapının yer değiştirmesi daha yüksek bulunmuştur.

Keywords

• Esnek üstyapı
• trafik yükü
• rijit üstyapı
• sonlu eleman

References

1. Ağar, E., Öztaş¸ G., Sütaş, I., 1998. Beton yollar, İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınları, İstanbul.
2. Al-Azzawi A.A, 2012. Finite Element Analysis of Flexible Pavements Strengthened with Geogrid, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 7(10), 1295-1299.
3. ANSYS Workbench Release, v.19.0., 2019. ANSYS Inc. Canonsburg. Pennsylvania.
4. Beer, M.D., 1996. Measurement of Tyre/Pavement Interface Stresses Under Moving Wheel Loads. International Journal of Heavy Vehicle Systems, 3(1-4), 97-115.
5. Çelik, M., 2014. Karadeniz Bölgesi Köy Yolları İçin Rijit ve Esnek Kaplamanın Mekanistik ve Maliyet Açısından Karşılaştırılması, Karadeniz Teknik Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 127s., Trabzon.
6. DOR, 2014. Pavement Design Guidelines (Flexible Pavement), Tech. Rep.
7. Gevrek, L., 2008. Yol Katmanlarında Meydana Gelen Gerilme Dağılımının ANSYS Bilgisayar Programı ile Nonlineer Sonlu Eleman Analizi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 76s., Afyon.
8. Özcanan, S., Akpınar, M.V., 2014. Esnek Üstyapılarda Kritik Tekerlek ve Aks Konfigürasyonların Mekanistik Analizlere Göre Tespit Edilmesi. İMO Teknik Dergi, 25, (121) 6625-6654.

9. Shoukry, S. N., William, G.W., Riad, M., 2004. Application of LS-DYNA in Identifying Critical Stresses Around Dowel Bars. 8th International LS-DYNA Users Conference, Detroit, USA, 45-52.
10. Taghipoor, M., Tahami, A., Forsat, M., 2020. Numerical and Laboratory Investigation of Fatigue Prediction Models of Asphalt Containing Glass Wastes. International Journal of Fatigue, 140, 105819.
11. Walubita, L.F., Van de Ven, M.F., 2000. Stresses and Strains in Asphalt-Surfacing Pavements. South African Transport Conference, 17–20 July, South Africa.