TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

TTK teekonstruktsiooni koormusstendi üleminekuteguri leidmine dünaamiliselt silindrilt rattakoormusele

Eelmaa, Martin (2018) TTK teekonstruktsiooni koormusstendi üleminekuteguri leidmine dünaamiliselt silindrilt rattakoormusele. [thesis] [en] Comparison in accelerated pavement testing between dynamic load and rolling wheel.

[img] PDF - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (3MB)
[img] Image (JPEG) (lihtlitsents) - Other
Restricted to Registered users only

Download (586kB)

Abstract

Lõputöö eesmärgiks oli eelkõige võrrelda ja anlüüsida erisusi Tallinna Tehnikakõrgkooli teedelabori kahel peamisel katseseadmel – dünaamilisel silindril ja rattakoormusseadmel ning leida nendele kindel üleminekutegur. Lõputöö teoks saamisele andis võimaluse see, et samaaegselt telliti Tehnikakõrgkoolilt uuring 12 x 12 cm avadega geovõrgu toimivuse kohta, mis andis ette ka lähteandmed, mida kasutati samaaegselt käesolevas lõputöös. Uuringu raames viidi läbi 8 erinevat, kuid võrreldavat katset, kus kasutati nii rattakoormusseadet kui silinderkatseseadet, mis andsid piisavalt andmeid, et luua baas analüüsi koostamiseks. Lisaks laboriseadmetele võrreldi katsetuste käigus kahte erinevat tihendamisseadet ning geovõrgu toimivust. Lõputöö autor on seisukohal, et dünaamiline silinder ja rattakoormusseade ei ole omavahel võrreldavad, kuna tegemist on funktsioonilt ja tööpõhimõtetelt väga erinevate aparaatidega. Ei saa aga väita, et kumbki seade ebasobiv või kasutu oleks, sest mõlemad on maailmas väga laialdaselt siiani kasutusel ja annavad usaldusväärseid tulemusi, kuid kindlasti tasuks tulevikus vaadata katsetuste planeerimisel, mida täpsemalt soovitakse teada saada ja uurida ning selle põhjal oma valik teha. Võib väita, et kokkuvõttes on rattakatse tulemuste saamise mõttes parem ja efektiivsem, sest ratas imiteerib ikkagi reaalselt liiklust ning lisaks koormuste uurimisele, saab rattakatse käigus näha ka materjalide deformatsioone, kuna laboris oleval seadmel kasutatakse reaalset veoautorehvi koos veoautost tuleva koormusega. Silinderkatse sobib aga pigem lihtsamate ja kiiremate katsetuste jaoks, sest kui näiteks ratas vajab vähemalt 9 m2 katsekasti, siis teoreetiliselt saab silindriga teha katseid kaks korda väiksemal alal, mis omakorda tähendab seda, et silinderkatse nõuab vähem ruumi ning on ka seetõttu odavam. Põhimõtete poolest sobib aga rattakoormus testimaks olukordi, kus on vaja teada saada, kuidas üks või teine konstruktsioon reaalse liikluse all toimib, kuid silinder kohtadesse, kus on vaja uurida näiteks geovõrgu mõju staatilise koormuse all. Pingete jagunemise seisukohalt selgus, et silinderkatselt tulenevad pinged on tunduvalt laiahaardelisemad kui rattakatse puhul, kuid mis puudutab seda, kuidas, mis kujuga ja kui kaugele täpselt pinged lõplikult jaotuvad, siis ei saa seda puudulike lähteandmete tõttu öelda, sest saamaks täpseid pingeepüüre kahe seadme puhul, oleks pidanud konstruktsiooni paigaldama rohkem ning tihedamalt pingeandureid. Üleminekuteguri seisukohalt saadi teguriks 0,58, kuid autori arvates ei saa seda numbrit lõplikult usaldusväärseks pidada, sest esiteks on tegemist ainult ühe pingeanduri näitajaga ning teiseks polnud geovõrgu testimiseks üles ehitatud lähteülesanne sobiv täpseks silindri ratta võrdluseks. Näiteks kui silindrilt tekkiv koormus on 200 kPa, siis rattalt tulevaks koormuseks saab arvutuslikult 200*0,58=116 kPa. Uurides geovõrgu efektiivsust, võib väita, et võrk toimis antud konstruktsiooni puhul, mida näitavad ka pingeanduritelt saadud näidud. Eelkõige oli seda näha rattaga tehtud katsete puhul, kus geovõrk aitas rattalt tulevaid koormusi pinnasesse hajutada. Silinderkatse puhul oli tulemite kogum kohati küll võrgu toimivuse mõttes positiivne, kuid kuna siiski ilmnes liiga palju anomaaliaid ning kõikumisi, ei saa selle seadme puhul kindlat seisukohta võtta. Kokkuvõtteks võib öelda, et lõputöö tarbeks tehtud katsetuste käigus selgus, et kaks katseseadet on oma põhimõtetelt niivõrd erinevad, et kindlasti ei tasuks nende vahele tõmmata võrdusmärki, kuid et saamaks ette täpsemat ettekujutust, kuidas üks või teine seade koormusstendis väga täpselt koormusi tekitab, tuleks selle jaoks luua eraldiseisev lähteülesanne, mille jaoks tehtud soovitused on leitavad peatükis 6.8.

Abstract [en]

The foremost aim of this thesis was to compare and analyze the differences between the two major test instruments of the road testing laboratory of Tallinn University of Applied Sciences – the dynamic load cylinder and rolling wheel load instrument and finally find a comparing coefficient. The thesis came to happen because of the research which was ordered from the university to study the effectiveness of a geogrid with openings 12 x 12 cm and which also gave input to herein thesis. During the test period, 8 different but comparable tests were done where wheel load test and cylinder test was used both which gave enough data to create a basis for the final analysis. In addition to the instruments, comparison of two different compaction tools and analysis for the functionality of the geogrid was made. The author of this thesis came to a conclusion that the dynamic load cylinder test and rolling wheel test are not comparable because of the differences in function and in general principles. Firstly, it can not be said that the two instruments are not suitable or unneeded for research because both are still very widely used around the world and they both give out very reliable results but in order to choose which one to use, one should first make sure what they want to study and find out. It could be said that overall the wheel load test is better and more efficient because the wheel imitates a real life traffic situation and additionally to the load spreading, research about permanent deformation can be done. Dynamic load test, on the other hand, can be used at tests which are more quicker or easier because for example if the wheel test needs at least a 9 m2 testing area, the cylinder test can be done on an area twice as small which means that it requires less space and therefore is cheaper to operate. To compare principles then the wheel test is more suitable for research where it is needed to see how a road structure reacts under constant traffic but cylinder test is suitable for example places where for example it is required to learn how a geogrid reacts under static pressure. Comparing how the tension spreads in the structure, it can be clearly seen that the cylinder test spreads the tension more widely than the wheel test but when it comes to how far and in what shape, more research needs to be done because the input for this subject was insufficient and not suitable. Author suggests that more tension sensors should have been put into the construction and little bit more densely. The final comparing coefficent which was calculated, was 0,58 but according to the author this number is not very reliable due to that it is the coefficient of only 1 sensor and also as said before, the input was not suitable for finding this. When studying how the geogrid worked in the construction, it can be said that during the wheel tests the geogrid showed promising results on spreading the loads which can be clearly seen when studying the data but when it comes to the cylinder test, the same can not be said. There were some results which also gave positive results but although there were too many anomalys and differences in the data, no certain decision can not be made. In cunclusion it can be said that the two test instruments are very different in their own way that and to find out how one or the other exactly creates loads in the laboratory, a new input should be made specially for that subject and the ideas from the author for that can be found in chapter 6.8.

Item Type: thesis
Advisor: Sven Sillamäe
Subjects: Construction > Road Construction
Divisions: Institute of Construction > Road Construction
Depositing User: Martin Eelmaa
Date Deposited: 11 Jun 2018 10:58
Last Modified: 27 Aug 2019 07:57
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/3997

Actions (login required)

View Item View Item