Geogrid reinforcement of asphalt pavements

Abstract

Geogrid materials applied within asphalt layers defer or prevent the occurrence of reflective cracking. The contribution of this work significantly adds to extending pavement serviceability and improving benefit/cost analysis. Since 1970s many studies have demonstrated the benefits of geogrid reinforcement in asphalt pavements, but this knowledge did not translate to their extensive usage in the actual construction practice. Among potential reasons are higher initial costs, lack of in-depth understanding of working mechanism within adjacent asphalt layers and lack of commonly standard design procedures. This paper presents a recent study, which investigated the effect of geogrid reinforcement on asphalt mixture specimens. Two types of laboratory experiments were conducted, namely monotonic (strength and fracture) testing and cyclic (fatigue and modulus) testing. The results demonstrated a significant strengthening contribution of geogrid, which was observed regarding fracture energy results and terminal deflections in the fatigue testing. This paper also presents a short example connecting pavement deflections with the allowable axle loading (also known as fatigue life) to demonstrate the practical implications of geogrid reinforcement. The undertaken analysis shows the reduction of pavement deflections due to the geogrid application, which potentially leads to a significant extension of pavement fatigue life. Paper concludes with several recommendations for further work in the area of geogrid reinforcement.

Geotekstilinės medžiagos, panaudotos asfalto sluoksniuose, atitolina arba sustabdo atsikartojančių plyšių susidarymą. Šio tyrimo rezultatai padės pratęsti dangos naudojimo laiką ir patobulinti sąnaudų ir naudos analizę. Daugelio nuo aštuntojo dešimtmečio atliekamų tyrimų rezultatai parodė asfalto dangų stiprinimo geotekstilės tinklu veiksmingumą, tačiau geotekstilės tinklai nėra plačiai naudojami kelių tiesimo praktikoje. To priežastimi gali būti didesnės pradinės sąnaudos, menkas supratimas apie jų veikimo mechanizmą gretimuose asfalto sluoksniuose ir standartinių projektavimo procedūrų trūkumas. Šiame straipsnyje aprašytas naujas tyrimas, siekiant nustatyti geotekstilės tinklo poveikį asfalto mišinių bandinių stiprinimui. Atlikti dviejų tipų laboratoriniai tyrimai, t. y. monotoninis (stiprumo ir trūkimo) bandymas ir ciklinis (nuovargio ir modulio) bandymas. Rezultatai parodė, kad bandinių stiprinimas geotekstilės tinklu yra labai efektyvus, nes tai patvirtina trūkimo energijos rezultatai ir galutiniai įlinkiai nuovargio bandymo metu. Straipsnyje pateiktas pavyzdys susiejant dangos įlinkius ir leidžiamąją ašinę apkrovą (taip pat žinomą kaip atsparumą nuovargiui) ir atskleidžiant praktinę stiprinimo geotekstilės tinklu reikšmę. Atlikta analizė parodė, kad, panaudojus geotekstilės tinklą, dangos įlinkių sumažėjo, o tai leidžia gerokai padidinti dangos atsparumą nuovargiui. Pabaigoje pateiktos rekomendacijos tolimesniems tyrimams stiprinimo geotekstilės tinklu srityje.

Ģeorežģus izmanto asfalta segās lai aizkavētu vai novērstu caurejošu plaisu veidošanos. Tie būtiski palielina segas kalpošanas laiku un uzlabo ieguvumu/izmaksu analīzi. Kopš 1970 gadiem daudzi pētījumi demonstrējuši ģeorežģu izmantošanas priekšrocības asfalta segās, bet šīs zināšanas nav guvušas plašu lietojumu aktuālajā būvniecības praksē. Potenciālie šīs situācijas iemesli ir augstākas izmaksas, padziļinātu zināšanu trūkums par darbības mehānismu starp blakus esošajiem asfalta slāņiem un kopēju projektēšanas standartu trūkums. Dotajā rakstā atainots pētījums, kurā izanalizēta ģeorežģa ietekme uz asfalta maisījumu paraugiem. Tika veikti divu tipu laboratorijas eksperimenti, proti, monotoniskie (stiprība un sabrukums) un cikliskie (nogurums un modulis). Rezultāti parādīja, ka ģeorežģis būtiski palielina stiprību, ko varēja novērot kā palielinātu sabrukuma slodzi un noguruma testā. Rakstā dots īss piemērs, kurā apskatīta segas ielieču un pieļaujamo ass slodžu saistība, kas demonstrē ģeorežģa stiegrojuma praktisko efektu. Analīze parādīja, ka, lietojot ģeorežģus, samazinās segas ielieces un tas būtiski pagarina segas kalpošanas laiku. Raksta nobeigumā dotas vairākas rekomendācijas turpmākai izpētei ģeorežģu stiegrojuma jomā.