การศึกษาแบบจำลองความล้าภายใต้หน่วยแรงโก่งงอจากความลาดชัน อุณหภูมิในถนนคอนกรีตประเทศไทยโดยใช้วิธีเชิงวิเคราะห์

Abstract

ความเสียหายวิกฤตในถนนคอนกรีตประเภทมีรอยต่อตามขวางตามวิธีการออกแบบเชิงวิเคราะห์-เชิงประจักษ์คือรอยร้าวตามขวางเนื่องจากความล้า ซึ่งเกิดจากน้ำหนักปริมาณจราจรและความลาดชันอุณหภูมิร่วมมือกัน ในขณะที่วิธีการออกแบบถนนคอนกรีตในประเทศไทยยังคงยึดเอาวิธีเชิงประจักษ์มาใช้ไม่ได้แยกพิจารณาผลจากความลาดชันอุณหภูมิในกระบวนการวิเคราะห์ความล้า ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาแบบจำลองความล้าภายใต้หน่วยแรงโก่งงอจากความลาดชันอุณหภูมิ โดยใช้ข้อมูลอุณหภูมิจากแปลงทดสอบผิวทางคอนกรีต เพื่อทำการวิเคราะห์พฤติกรรมการตอบสนองของโครงสร้างถนนคอนกรีตในประเทศไทยด้วยวิธีเชิงวิเคราะห์เปรียบเทียบกับวิธีการออกแบบถนนคอนกรีตเชิงประจักษ์ในประเทศไทย และวิเคราะห์ความล้าด้วยแบบจำลองความล้าที่แตกต่างกัน ผลการศึกษาพบว่าหน่วยแรงโก่งงอจากความลาดชันอุณหภูมิที่สถานะวิกฤตของ Eisenmann ให้ค่าเกินกว่าหน่วยแรงเทียบเท่าจากวิธีเชิงประจักษ์ของกรมทางหลวง ขณะที่ผลการวิเคราะห์ความล้าด้วยแบบจำลองความล้าจากฐานข้อมูลโปรแกรมคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ความล้าจากวิธีเชิงประจักษ์ของกรมทางหลวงเฉพาะในกรณีที่ไม่พิจารณาหน่วยแรงโก่งงอจากความลาดชันอุณหภูมิ

In mechanistic-empirical design method, one of the distresses in jointed concrete roads is the transverse fatigue cracking. These cracks usually occur as a result of both repeated load applications from traffic and warping due to temperature gradient. Currently, the design standard for Portland cement concrete roads of the Department of Highway in Thailand is based on empirical design method. In this method, the effect of temperature gradient is not separately analyzed. Hence, this research aimed to study fatigue models under warping stress for concrete roads in Thailand. The temperature data from the test section were analyzed to find out the responses of the concrete road structure by using analytical method and compared with the results from the empirical method. In addition, the responses were analyzed for fatigue analysis procedures in different fatigue models. The results showed that the maximum warping stress at critical point based on Eisenmann method was greater than equivalent edge stress using the empirical design method. However, the results from the fatigue analysis using fatigue models from the database of commercial computer software were consistent with the results from the fatigue analysis using empirical method without including the effects of warping stress.