Development of asphalt pavement temperature models for Oman

• Published in: The journal of engineering research (Print) Vol. 2; no. 1; pp. 32 - 42
• Main Authors: Jafar, T. M. A., Hasan, H. F., al-Nuaymi, A. S., Taha, R.
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Muscat, Oman Sultan Qaboos University, College of Engineering 01.12.2005; Sultan Qaboos University
• Subjects: Asphalt concrete; pavement temperature, models, shrp, ltpp, asphalt concrete, oman; Pavements, Asphalt; Pavements, Asphalt concrete; Temperature; الأسفلت; الخرسانة; درجات الحرارة
• ISSN: 1726-6009; 1726-6742
• DOI: 10.24200/tjer.vol2iss1pp32-42

Asphalt pavements form an integral part of any transportation system. The structural capacity of the hot mix asphalt concrete layers depends on many factors including its temperature. Moreover, temperature can be a major contributor to several types of distresses. Therefore, temperature is a significant factor that affects the performance and life span of a pavement. The Sultanate of Oman's road network expanded at a phenomenal pace from approximately 10 km of paved roads in 1970 to 9,673 km in 2001. With the recent SHRP and LTTP research findings, it was necessary to investigate the applicability of the models developed from these research studies to Oman's environmental conditions and more generally to the Arabian Gulf climate. This paper presents the research undertaken to develop models to predict high and low asphalt pavement temperatures in Oman. A pavement monitoring station was set-up at the Sultan Qaboos University (SQU) campus to monitor air, pavement temperatures and solar radiation. Data were collected for 445 days. Daily minimum and maximum temperatures were recorded. A regression analysis was used to develop the low pavement temperature model. A stepwise regression was used to develop high temperature models using air temperature, solar radiation, and duration of solar radiation as independent variables. The developed models were compared with the SHRP and LTPP models. The SHRP and LTPP models were found to be more conservative than the developed models, which are more suitable for predicting pavement temperatures in Oman, and more generally in the Gulf region. تعتبر الطرق الإسفلتية جزء رئيسي في أي شبكة نقل، و تعتمد قوة تحمل طبقة رصف الخرسانة الأسفلتية على عدة عوامل من ضمنها درجة الحرارة. هذه بالإضافة لتأثير الحرارة على ظهور أنواع مختلفة من عيوب طبقات الرصف. و لذلك تعتبر الحرارة عاملا مؤثرا على أداء و عمر طبقات الرصف. هذا و قد تطورت شبكة الطرق في عمان بمعدلات كبيرة من حوالي 10 كم من الطرق المرصوفة في عام 1970 إلى حوالي 9700 كم في عام 2001. و بعد ظهور و تطور نظام SHRP و برنامج LTPP و ظهور نتائج الأبحاث التي أجريت كان لابد من التحقق من تطبيق النماذج التي طورت من خلال هذا النظام و تحديد مدى مناسبة هذه النماذج لظروف عمان المناخية و بصفة أعم لمناخ منطقة الخليج العربي. و تستعرض هذه الورقة نتائج البحث الذي تم إجراؤه لإيجاد نماذج لتوقع درجات الحرارة القصوى و الصغرى لطبقات الرصف الأسفلتي في عمان. و قد تم تجهيز موقع و تركيب محطة لقياس درجات حرارة الجو و طبقات الرصف و كذلك الإشعاع الشمسي. و قد تم رصد البيانات لمدة 445 يوم و تحديد درجات الحرارة القصوى و الصغرى اليومية، و تم إستخدام طريقة التحليل الإنحداري لإيجاد نموذج لدرجات الحرارة الصغرى، و طريقة التحليل الإنحداري ذو خطوات لإيجاد نموذج لدرجات الحرارة القصوى بإستخدام درجة حرارة الجو الإشعاع الشمسي و كذلك فترة الإشعاع الشمسي كمتغيرات مستقلة. و قد تم مقارنة النماذج المطورة في هذه الدراسة مع نماذج SHRP و LTPP و تبين من المقارنة أن النماذج الأخيرة أكثر تحفظاً من النماذج المطورة في هذه الدراسة و التي تعتبر أكثر ملائمة لتوقع درجات حرارة الرصف الأسفلتي في عمان و بصفة عامة في منطقة الخليج.