University of Kerbala
اسم الباحث : زهراء هاشم ماشاء الله الهاشمي
الكلية : كلية الهندسة
الاختصاص : هندسة البنى التحتية
سنة نشر البحث : 2017
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
إن تزايد الطلب على النقل بسرعة ادى الى انتشرت آثار الطرق على نطاق واسع في المناطق التي كان يتعذر الوصول إليها في السابق، ولا سيما المناطق الجبلية. حيث إن الطرق ليست دائما مستوية. العراق مثله مثل باقي دول العالم، يمتلك طوبغرافية مختلفة. حيث انه يحتوي على طرق وتقاطعات متعددة المستويات ذات ميول صاعدة مختلفة. من ناحية اخرى. معاملات آشتو المكافئة للحمولات المحورية معروفة للأرصفة المستوى فقط. ولهذا الغرض تهدف هذه الدراسة إلى تحديد زيادة التلف في التبليط المرن في الميول الصاعدة الناتجة من المركبات نوع قاطرة ومقطورة.
تقدم هذه الرسالة دراسة حقلية ونظرية شاملة حول زيادة التلف في التبليط المرن في الميول الصاعدة الناتجة عن ست انواع من المركبات نوع قاطرة ومقطورة. تم اجراء مسح للحمولة المحورية لتسع وثمانين مركبة من نوع قاطرة ومقطورة ذات المحور الأمامي المزدوج وذلك باستعمال محطات الوزن الثابتة في محافظات كربلاء والحلة، تم جمعها مع بيانات متوفرة من مسوحات لبحث سابق غطت 4 مركبة نوع قاطرة ومقطورة. ومن خلال مسح الحمولة المحورية؛ أجريت قياسات للمسافة بين مرتكز الإطارات الأمامية والخلفية وغيرها من الخصائص الهندسية لكل وحدة من كل شاحنة شملهم المسح للوصول إلى النطاق المناسب من نسبة ارتفاع مركز الثقل إلى المسافة بين مراكز الإطارات الأمامية والخلفية لكل وحدة قاطرة ووحدة مقطورة لكل شاحنة شملها المسح.
لتحديد النطاق الممكن لميل للتبليط الصاعد أجري مسح للميول الصاعدة لطريق عين التمر والعديد من التقاطعات المتعددة المستويات في مدينة كربلاء. وبالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على بعض البيانات للميول الصاعدة لعدة طرق في مدن دهوك والسليمانية واربيل من مسوحات سابقة.
نتيجة لإعادة توزيع الحمولات المحورية على التبليط ذي الميول الصاعدة؛ تم حساب الأحمال المحورية على الميول الصاعدة؛ على افتراض ان الحركة منتظمة. وقد تحقق ذلك من خلال اخذ تأثيرات العزم الذي تولده مركبة الوزن الموازية للميل الصاعد والواقعة في مركز الثقل لكل وحدة من وحدات شاحنة نوع قاطرة ومقطورة، وكذلك العزم الناتج عن قوة السحب المتولدة في القضيب بين وحدة القاطرة والمقطورة.
لإيجاد معاملات آشتو ألمكافئة للحمولات المحورية المحسوبة على التبليط ذي الميل الصاعد، تم تطوير برنامج حاسبة كتب بلغة الماتلاب وسمي (FEFUF). وباستخدام هذا البرنامج، تم تطوير مجموعة من المخططات التصميمية الخاصة بالمعاملات ألمكافئة للمركبات على التبليط المرن، لميل صاعد %0، 6%، 12% و 18% وقد طورت هذه المخططات للستة انواع من المركبات نوع قاطرة ومقطورة التي هي قيد الدراسة. تم تطوير هذه المخططات التصميمية لمستوى الخدمة النهائي 2.5 ثلاث قيم للرقم الانشائي للتبليط المرن 2، 4 و 6 وخمس قيم لنسبة ارتفاع مركز الثقل (H) إلى المسافة بين المحاور الامامية والخلفية (B) وهي 0.2، 0.4، 0.6، 0.8 و1. وقد بينت هذه المخططات التصميمية أن التأثير الائتلافي للمركبات نوع قاطرة ومقطورة على التبليط المرن في الميول الصاعدة أكبر مما هو عليه على التبليط المستوي لجميع قيم الرقم الانشائي. وينطبق هذا بشكل خاص على المركبات نوع قاطرة ومقطورة ذات المحاور الخلفية المفردة في كل من وحدة القاطرة والمقطورة.
تم ايجاد متوسط المعامل المكافئ لكل نوع من انواع القاطرة والمقطورة وجدولتها. ولقد تم أعداد هذه الجداول لميول صاعدة %0، %6، 12% و 18% ، ولقيمتين من مستوى الخدمة النهائي 2.0 و 2.5 ولستة قيم للرقم الانشائي للتبليط المرن وهي 2،1 3، 4 ، 5 و 6 و لخمس قيم لنسبة ارتفاع مركز الثقل إلى المسافة بين المحاور الامامية والخلفية وهي 0.2، 0.4 ،0.6 ،0.8 و 1.0.
ان هذه الرسالة تكشف عن التأثيرات الواضحة للميل الصاعد للتبليط، لنوع المركبة قاطرة ومقطورة: للرقم الانشائي ولنسبة B/H على المعاملات المكافئة للمركبة. وبالإضافة إلى ذلك فأن هذه الرسالة تكشف عن الزيادة الواضحة في سمك التبليط المرن مع زيادة الميل الصاعد خصوصا لقاطرة ومقطورة من نوع 2.2 + 11.2، وتوصي باستخدام المحاور الخلفية المزدوجة لكل من وحدة القاطرة والمقطورة لتقليل التأثير الائتلافي للشاحنات نوع قاطرة ومقطورة على التبليط المرن في الميول الصاعدة.
Increased Damage to Uphill Flexible Highway Pavement from Full-trailers
The demand for transport has been growing rapidly and the footprints of roads have been widespread to areas which were previously inaccessible, especially mountainous areas. Road inclinations are not always at zero. Iraq, like the other countries in world, has different topographies where, there are different uphill pavements on ramps of interchanges and highways. On the other hand, AASHTO load equivalency factors are known for level pavements only. For this purpose, this study aims to determine the increase in damage to uphill flexible pavements from full-trailer trucks.
Presented in this thesis are a thorough field and theoretical study concerning the increased damage to uphill flexible pavements from six types of full-trailer trucks. An axle load survey covering 89 full-trailer truck with tandem front axle, has been carried out in this work using permanent weighing stations in Karbala and Hilla cities, gathered with available data for 254 trucks from surveys of previous researches. During the axle load survey, measurements of the wheelbase and other geometrical characteristics of each unit of each surveyed truck were made to obtain the proper range of the ratio of the height of the center of gravity to the corresponding wheelbase of the tractor unit and trailer unit of each surveyed full-trailer truck.
To determine the possible range of pavement uphill slope, an uphill slope survey was carried out on Ein Al-Tamur highway and several interchanges in Karbala city. In addition, some data of uphill slopes for several highways in Dohouk, Sulaimaniya and Erbil cities were obtained from previous surveys.
Due to axle loads redistribution on uphill pavements, the corresponding axle loads on rising grades were calculated, assuming uniform motion. This was achieved by taking the effects of the moment of the component of the weight parallel to the uphill slope and acting at the center of gravity of each unit of the full-trailer truck as well as of the pull force in the drawbar between tractor and trailer units.
For determining the AASHTO equivalency factors for the calculated axle loads on uphill flexible pavements, a computer program was written in Matlab named FEFUF (Full-trailer Equivalence Factor for Uphill Flexible pavements). Using this program, design charts of truck equivalence factors on uphill flexible pavements, having a rising grade of 0%, 6%, 12%, and 18%, were developed for each of the six types of full-trailer trucks under study. These design charts were developed for a terminal level of serviceability of 2.5, three values of a structural number of 2, 4, and 6 and five values of the ratio of the height of the center of gravity (H) to the wheelbase (B) of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0. These design charts presented that the destructive effect of full-trailer trucks on uphill flexible pavements is greater than on level pavements for all values of structural number. This is especially true for full-trailer trucks with single rear axles on tractor and trailer units.
This thesis reveals the significant effects of pavement uphill gradient, type of full-trailer truck, structural number and of the H/B ratio on the truck equivalency factors. In addition, it reveals the significant increase in flexible pavement thickness with increasing uphill gradient especially for full-trailer truck type 11.2+2.2 and recommends the use of tandem rear axles for tractor and trailer units of full-trailer trucks to decrease the damaging effect of full-trailer trucks on uphill flexible pavements.
