Investigation of Finite Element Method Parameters Affecting the Displacement Behaviour of Highway Pavements

Karayolu Kaplamalarının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizinde GerilmeBirim Şekil Değiştirme Davranışına Etki Eden Parametrelerin İncelenmesi

Abstract

Flexible pavements are a type of superstructure constructed using bitumen and granular materials. The methods used in the design of flexible pavements can be examined in five categories. Empirical methods, limiting shear failure methods, limiting deflection methods, regression methods and mechanistic-empirical methods. There has been a dramatic change in the design methods for flexible pavements from the early purely empirical methods to the modern mechanisticempirical methods. Due to the heterogeneous pavement layers and dynamic and cycling loading instead of static loading, researchers diverted their research to the finite element method, which provides a better solution in the dynamic analysis of pavements while considering the heterogeneity. However, in finite element method, parameters such as the definition of the model as 2D or 3D, the loading condition, the types and formulation of contact between layers, size of mesh, boundary conditions and dimensions of the model have a significant effect on the results. In this study, finite element model parameters affecting the pavement responses under static loading were investigated on a typical superstructure configuration consists pavement, base and subgrade layers.

Özet

Esnek kaplamalar bitüm ve granüler malzemeler ile inşa edilen bir üst yapı türüdür. Esnek üst yapılarınprojelendirilmesinde kullanılan yöntemler; ampirik yöntemler, kayma göçmesi sınırlama yöntemi, deplasman sınırlamayöntemi, regresyon yöntemi ve mekanistik ampirik yöntemler olarak beş kategoriye ayrılabilir. Bu yöntemler arasındangeleneksel ampirik yöntemlerden mekanistik ampirik dizayn yöntemlerine doğru bir yönelme söz konusudur. Kaplamatabakalarının heterojenliği, dinamik ve tekrarlı yükleme koşulları gibi sebeplerle araştırmacılar çalışmalarını sonluelemanlar yöntemi ile yapmayı tercih etmektedir ancak sonlu elemanlar modelinin 2 veya 3 boyutlu olaraktanımlanması, yükleme koşulları, tabakalar arası temas durumları ve formülasyonları, ızgara boyutları, sınır koşulları vemodel boyutları gibi parametreler sonuçlar üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada kaplama, temel ve alttemel tabakalarından oluşan geleneksel bir üst yapı kesiti üzerinde statik yükleme koşulları altında kaplama tepkilerinietkileyen parametreler incelenmiştir.