1. Vad är permanent deformation och varför vi inte tycker om den

1.1. Permanent deformation och faktorer som påverkar den

Töjning definieras som en förändring i längd uttryckt som en funktion av den längd som blivit förändrad, d v s

Töjning, ? = (förändring i längd) / (ursprunglig längd).

Code Embed: Cannot use VIDEO1 as a global code as it is being used to store 2 unique pieces of code in 6 posts

I ett elastiskt material ökar töjningen linjärt med ökande spänning.

I ett linjärelastiskt material ökar töjningen linjärt i relation till spänningsökningen.

På motsvarande sätt, för ett till 100 % elastiskt material, när spänningen reduceras återgår töjningen längs samma linjära bana.

Deformationen i ett idealt elastiskt material är totalt återgående. När spänningen inte längre är pålagd, återgår objektet till sin ursprungliga form.

Deformationen i ett idealt elastiskt material är totalt återgående, som till exempel vid passagen av en tung hjullast.

Töjning definieras i en punkt där deformationen är definierad som själva förändringen. I en överbyggnad är vi vanligen intresserade av den vertikala lägesförändringen i ytan (t ex orsakad av en fordonspassage). I denna är deformationen i ytan summan av alla vertikala töjningar i varje punkt under ytan. Dessa kan vara ett resultat av tryckkrafter, skjuvning, böjning eller torsion (vridning).

Plastisk deformation är inte återgående. Dock har ett objekt, som är i det plastiska området, först genomgått en elastisk deformation, som är återgående, så att objektet delvis återfår sin ursprungliga form.

På en lågtrafikerad väg är responsen från en tung hjullast alltid en kombination av en återgående deformation och en mycket liten andel av permanent deformation.

Vägmaterial är inte idealt elastiska och de accumulerar ett visst tillskott av permanent deformation som ett resultat av varje pålagd last.

Kombinationen av återgående och permanent deformation under upprepade LÅGA spänningsnivåer. Den röda horisontella linjen indikerar nivån på brottspänningen. Vid starten av pålastningen är töjningens tillväxt till en början hög beroende på den initiala packningen av det obundna materialet men stabiliseras snart på en konstant låg nivå.

Laboratorieresultat som framkommit både genom ROADEX-projektet och vid andra tillfällen, indikerar att nyckelfaktorerna som påverkar accumuleringen av permanent deformation innefattar:

  • materialets kornstorleksfördelning, speciellt andelen finkorniga partiklar och deras kvalitet
  • packningsgraden d v s materialets torrdensitet,
  • andelen fritt vatten som finns i materialet och
  • spänningsförhållandena som materialet utsätts för, speciellt intensiteten hos skjuvspänningarna. Vid låg spänningsnivå är det troligt att deformationen stabiliseras medan den vid hög spänningsnivå kan fortsätta att accumuleras fortlöpande.
Kombinationen av återgående och permanent deformation vid HÖGA spänningsnivåer nära brottgränsen (den horisontella röda linjen). Töjningsökningen är hög från starten av pålastningen.

1.2. Problem orsakade av permanent deformation

ROADEX-projektet har visat att i den Norra Perifirin är permanent deformation den huvudsakliga orsaken till oönskad spårbildning på lågtrafikerade vägar. Denna spårbildning orsakar många typer av problem för trafikanter och väghållare.

Trafiksäkerhet och hälsofrågor för lastbilsförare

Djupa spår kan vara en trafiksäkerhetsrisk. De samlar vatten som kan resultera i risk för vattenplaning under regn och en halkrisk på grund av is under vintern. Permanent deformation, speciellt på vägkanterna, kan också orsaka krängningar i tunga fordon. Detta kan skada hälsan hos förarna på lång sikt genom skadliga vibrationer.

12_1a

12_1b
12_1c
12_1d
12_1e

Reducerad bärighet

Spårbildning i de obundna lagren och/eller i undergrunden till vägen kan leda till nedbrytning i de övre bitumenbundna lagren.

12_2

Där detta händer infiltrerar ytvattnet i spåret in i vägöverbyggnaden och undergrunden under beläggningen och får dem att bli mjuka, i stället för att rinna av.

12_3

På grund av detta är spårbildning sällan likformig i vägens längdriktning och ojämnhet i vägytan kan uppstå, som leder till större ojämnheter och obehag för trafikanterna.

12_4

Högre trafikantkostnader

Stor spårbildning kan också orsaka extra kostnader för trafikanterna. Högre friktion utvecklas mot däckssidorna vilket leder till högre bränsleförbrukning och ökat däcksslitage.

Djupa spår medför snabbare slitage av däckens sidor vilket ökar transportkostnaderna för lastbilsägarna

Högre väghållarkostnader

Spår medför andra typer av problem för väghållarna. I Skandinavien, där dubbade däck används, ökar avnötningen på asfaltytan markant och djupa spår bildas som samlar vatten och minskar beläggningens livslängd.

Stående vatten på spårens botten ökar nötningshastigheten per fordon och reducerar på så sätt beläggningens livslängd.

Spår skapar också problem vid borttagning av is och packad snö under vintern. Detta kan vara ett mycket svårt arbete med väghyvlar eller plogar och kan ge skador på beläggningen.

12_5
Choose another lesson Back to Roadex Network