Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

An experimental and numerical study of asphaltic concrete under tropical environments

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การศึกษาพฤติกรรมแอสฟัลติกคอนกรีตโดยการทดสอบและการวิเคราะห์เชิงตัวเลขภายใต้สภาพแวดล้อมเขตร้อน

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Suched Likitlersuang

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Civil Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1724

Abstract

The asphaltic concrete is an essential material for flexible pavement construction. Its behaviour is however so complicated, especially the behaviour depended on the change of temperature and/or stain rate. The pavement design of Thailand has been still based on the standard of foreign countries. In fact most of them were created and developed based on the database observed under their environments. Those databases and methods from foreign countries may not be suitable to the condition of Thailand thereby this research focuses on the asphaltic concrete behaviour under the various temperatures and the changing rates which relate to the environment in the tropical countries such as Thailand. This study consists of two main parts which are to study the asphaltic concrete behaviour based on the laboratory test and to analyse the test result and then to model the asphaltic concrete behaviour. The former is composed of four tests which are the static and the cyclic indirect tensile tests and the static and the cyclic unconfined compress tests. All test results are analysed using the conventional pavement engineering method such as analyses result employing the time-temperature superposition. By all results of analysis they can be next used to produce the database for the road design in Thailand. The later studied the behaviour of asphaltic concrete can be used to validate the constitutive model based on the hyperplasticsity theory. The main feature of this theory is that it enables to define the constitutive law by setting the potential energy equation and the flow potential equation. This constitutive model also relies on the kinematic hardening plasticity and the rate-dependent plasticity principle. Following this study both the model and the parameters can be future benefits to numerical application in the pavement analysis and design.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

แอสฟัลติกคอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่สำคัญในงานก่อสร้างถนนแบบยืดหยุ่น โดยพฤติกรรมของวัสดุแอสฟัลติกคอนกรีตมีความซับซ้อนมากโดยเฉพาะพฤติกรรมที่ขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและ/หรืออัตราความเครียด สำหรับการออกแบบโครงสร้างถนนในประเทศไทยยังคงอ้างอิงมาตรฐานการออกแบบของต่างประเทศ มาตรฐานการออกแบบส่วนมากมักพัฒนามาจากฐานข้อมูลการทดสอบที่ทำในสภาพแวดล้อมของประเทศนั้น ๆ ซึ่งอาจไม่เหมาะสมถ้าจะนำข้อมูลผลการทดสอบตลอดจนวิธีการออกแบบของต่างประเทศมาใช้กับประเทศไทย ดังนั้นงานวิจัยฉบับนี้มุ่งเน้นศึกษาพฤติกรรมของแอสฟัลติกคอนกรีตภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงอัตราที่สอดคล้องกับการใช้งานในประเทศเขตร้อนอย่างประเทศไทย การศึกษานี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ การศึกษาพฤติกรรมแอสฟัลติกคอนกรีตในห้องปฏิบัติการ และการวิเคราะห์ผลการทดสอบและจำลองพฤติกรรมแอสฟัลติกคอนกรีต การศึกษาในส่วนแรกประกอบไปด้วยการทดสอบ 4 ชนิด คือ การทดสอบแรงดึงทางอ้อมทั้งแบบสถิตและแบบวัฏจักร และการทดสอบกำลังรับแรงอัดแกนเดี่ยวทั้งแบบสถิตย์และแบบวัฏจักร หลังจากนั้นนำผลการทดสอบทั้งหมดมาวิเคราะห์โดยใช้หลักเกณฑ์ทั่วไปทางวิศวกรรมผิวทางและวิเคราะห์ด้วยหลักการซ้อนทับกันระหว่างเวลากับอุณหภูมิ โดยผลการวิเคราะห์ทั้งหมดสามารถนำไปสร้างเป็นฐานข้อมูลสำหรับนำไปใช้ในการออกแบบภายในประเทศต่อไป สำหรับการศึกษาในส่วนที่สองจะทำการจำลองพฤติกรรมแอสฟัลติกคอนกรีตด้วยการใช้แบบจำลองความสัมพันธ์ความเค้นและความเครียดที่อ้างอิงทฤษฏีไฮเพอร์พลาสติกซิตี โดยจุดเด่นของทฤษฎีไฮเพอร์พลาสติกซิตีคือ การนิยามกฎความเค้นและความเครียดของวัสดุกระทำได้ด้วยการกำหนดค่าสมการพลังงานและสมการการไหลเพียงสองสมการ นอกจากนั้นแบบจำลองดังกล่าวได้ผนวกเอาหลักการไคเนมาติกฮาร์ดเดนนิงและหลักการพลาสติกซิตีแบบขึ้นกับอัตรามาใช้ด้วย จากแบบจำลองที่อ้างอิงทฤษฎีและหลักการข้างต้นที่พัฒนาขึ้น เราสามารถนำมาสอบเทียบกับผลการทดลองเพื่อสรุปค่าพารามิเตอร์ของแบบจำลองนี้ ซึ่งอาจสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการวิเคราะห์เชิงตัวเลขต่อไปในอนาคตได้

Link to Full Text

Share

COinS