ข้อที่: 3
โจทย์: ข้อมูลด้านการจราจรที่นำมาใช้ในการออกแบบความหนา
ของถนนลาดยางของกรมทางหลวงคือข้อใด
รูปภาพประกอบคำถาม:
คำตอบ 1: Initial Daily Traffic
คำตอบ 2: Traffic Signalization
คำตอบ 3: Hourly Traffic
คำตอบ 4: Critical Lane Volume
อธิบายคำตอบ:
โครงสร้างถนนลาดยางสามารถออกแบบได้หลากหลายวิธี โดยสามารถแบ่งอย่างกว้างๆ ได้ 2 ประเภท คือ การออกแบบเชิงประสบการณ์ และการออกแบบเชิงวิเคราะห์ การออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางตามวิธีของ Asphalt Institute ฉบับที่ 8 (ค.ศ. 1970) นี้เป็นวิธีเชิงประสบการณ์วิธีหนึ่ง ซึ่งกรมทางหลวงได้เลือกใช้ออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางในประเทศไทยมายาว นานกว่า 25 ปี เพราะสามารถออกแบบได้สะดวก รวดเร็ว และต้องการ การทดสอบวัสดุที่ไม่ยุ่งยากมากนัก ดังนั้นคู่มือฉบับนี้จึงจัดทำขึ้นเพื่อให้ผู้ที่สนใจ และเจ้าหน้าที่ผู้รับผิดชอบในการออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางเข้าใจตรงกันถึงหลักการและกระบวนการออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางในประเทศไทย และให้สามารถออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางได้อย่างมั่นใจ
หลักการออกแบบ
การออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางโดยวิธี ของ Asphalt Institute ฉบับที่ 8 เป็นวิธีเชิงประสบการณ์ ซึ่งนำเอาข้อมูลจากผลการทดลองในถนนทดสอบ AASHTO Road Test, WASHO Road Test, British Road Test, และประสบการณ์จากงานจริง มาสร้างเป็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆ กับ ความหนาของชั้นพื้นทางที่ต้องการ โดยวัสดุในชั้นพื้นทางที่ได้ตามความสัมพันธ์นี้จะเป็น Asphalt ทั้งหมด หรือที่เรียกว่า Full-Depth Asphalt Thickness (TA) อย่างไรก็ตาม ราคาค่าก่อสร้าง Full-Depth Asphalt Pavement ค่อนข้างสูงมาก และไม่สามารถเลือกใช้วัสดุท้องถิ่นได้อย่างเต็มที่ ดังนั้น Asphalt Institute จึงได้กำหนดค่าคงที่มาจำนวนหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า Substitution Ratio เพื่อใช้แปลงความหนาของวัสดุทดแทนอื่นให้เป็นความหนาของชั้น Asphalt ทำให้ผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้วัสดุอื่นที่ถูกกว่าทดแทนและสามารถกำหนดให้โครงสร้างถนนลาดยางให้มีลักษณะเป็นชั้นๆได้ จากการศึกษาพบว่า ขนาดหน่วยแรงอัดในแนวดิ่งที่เกิดในโครงสร้างชั้นทางจะมีการเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับความลึก ดังแสดงในรูปที่ 1 โดยหน่วยแรงอัดในแนวดิ่งดังกล่าวจะมีความเข้มข้นสูงบริเวณที่ใกล้กับผิวจราจร และจะลดน้อยลงตามลำดับเมื่อระดับความลึกมากขึ้น ดังนั้นหากต้องการออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางให้คุ้มค่าจึงมักออกแบบใช้วัสดุที่มีคุณภาพดีที่สุดไว้ใกล้กับผิวจราจร และวัสดุที่มีคุณภาพรองลงมาให้ใช้ในชั้นลึกลงไป
องค์ประกอบข้อมูลในการออกแบบ
องค์ประกอบข้อมูลพื้นฐานในการออกแบบโครงสร้างถนนลาดยางตามวิธีของ Asphalt Institute ฉบับที่ 8 ประกอบด้วย ปริมาณการจราจร และ ความแข็งแรงของดินฐานราก ปริมาณการจราจรจัดให้อยู่ในรูปของ Design Traffic Number (DTN) และความแข็งแรงของดินฐานรากให้อยู่ในรูปของค่า CBR, Plate Bearing k-value,หรือ ค่า R-value ค่าใดค่าหนึ่ง องค์ประกอบข้อมูลทั้งสองนี้จะกล่าวอย่างละเอียดในบทที่ 2 และบทที่ 3 ตามลำดับ นอกจากนั้นอัตราส่วนความแข็งแรงของวัสดุต่างๆ ในโครงสร้างชั้นทาง (Substitution Ratios) ก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่สำคัญ ที่ใช้ในการแปลงความหนาของ Full Depth Asphalt Pavement ให้เป็นถนนที่มีโครงสร้างทางเป็นชั้นๆ โดย Substitution Ratios จะกล่าวในส่วนของการแปลงความหนาโครงสร้างชั้นทางในบทที่ 4
ปริมาณการจราจร
ปริมาณการจราจรที่ใช้ในการออกแบบตามวิธี Asphalt Institute ฉบับที่ 8 จะอยู่ในรูปของ Design Traffic Number (DTN) โดยค่า DTN นั้นหมายถึง จำนวนเที่ยวเฉลี่ยต่อวัน ของจำนวนรถที่มีน้ำหนักเพลามาตรฐานเท่ากับ 18,000 ปอนด์ (Equivalent Single Axle Loads, ESAL) ที่แปลงมาจากจำนวนรถที่มีชนิดและน้ำหนักเพลาต่างๆกัน ซึ่งคาดว่าจะมาใช้ในช่องจราจรที่ออกแบบตลอดช่วงระยะเวลาที่ออกแบบ การประมาณค่าของ DTN ขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายตัวด้วยกัน เช่น ระยะเวลาออกแบบ จำนวนรถบรรทุกหนัก อัตราการเพิ่มของรถบรรทุก ฯลฯ ดังนั้นเพื่อให้ทำความเข้าใจในการหาค่า DTN ง่ายยิ่งขึ้นจึงขอให้คำจำกัดความของตัวแปรต่างๆ ที่จำเป็นต้องทราบดังนี้ Equivalent 18,000-Pound Single-Axle Loads (ESAL) คือ จำนวนเที่ยวของน้ำหนักเพลาเดี่ยวมาตรฐาน 18,000 ปอนด์ ที่เปรียบเทียบแปลงมาจากจำนวนเที่ยวของน้ำหนักเพลาที่มีขนาดและชนิดต่างๆ กัน โดยที่น้ำหนักเหล่านี้จะมีผลกระทบต่อความเสียหายของโครงสร้างชั้นทางเท่ากัน
Design Lane คือ ช่องจราจรที่มี จำนวน ESAL มากที่สุด โดยปกติแล้ว Design Lane คือ ช่องทางใดช่องทางหนึ่งในถนน 2 ช่องจราจร แต่ถ้าเป็นถนนที่มีช่องจราจรมากกว่า 2 ช่อง มักจะกำหนดช่องซ้ายสุดเป็น Design Lane เนื่องจากในประเทศไทย ช่องซ้ายสุดเป็นช่องจราจรที่รถหนักแล่นผ่านมากที่สุด
Design Period คือ จำนวนปีนับตั้งแต่เปิดจราจรจนถึงปีที่คาดว่าจะต้องปรับปรุงบูรณะโครงสร้างชั้นทางเพื่อให้ถนนใช้การได้ดีอีกครั้ง ผู้ออกแบบไม่ควรสับสนว่า Design Period นี้คือ
Pavement Life เนื่องจาก Pavement Life นั้นจะไม่สิ้นสุดหากว่ามีการปรับปรุงหรือบูรณะโครงสร้าง แต่ Pavement Life จะหมดไปเมื่อคันทางหมดสภาพไปแล้วหรือ แนวคันทางเปลี่ยนไปเท่านั้น
Initial Daily Traffic (IDT) คือ จำนวนของรถทุกชนิดที่คาดว่าจะมาใช้ถนนในปีแรกที่เปิดการจราจร เฉลี่ยต่อวันทั้งสองทิศทาง ค่า IDT ที่ใช้ในปัจจุบันได้จากการสำรวจปริมาณการจราจรและเก็บสถิติเป็นระยะเวลานาน สามารถค้นหาข้อมูลนี้ได้จากกองวิศวกรรมจราจร กรมทางหลวง 4
Initial Traffic Number (ITN) จำนวนเที่ยว เฉลี่ยต่อวันของ ESAL ซึ่งคาดว่าจะมาใช้ Design Lane ในช่วงปีแรกที่เปิดการจราจร
Design Traffic Number (DTN) คือ จำนวนเที่ยวเฉลี่ยต่อวันของ ESAL ที่คาดว่าจะมาใช้ Design Lane ตลอดช่วงระยะเวลา Design Period
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น