Page Header

The Appropriate Ratio between Width and Depth of a Concrete Bridge Deck Joint Shoulder for Preventing Damage from Truck Loadings

Kunanon Ngamkam, Kittipoom Rodsin


งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อหาอัตราส่วนความกว้างต่อความลึกของบ่ารองรับรอยต่อคอนกรีตพื้นสะพานที่เหมาะสมสำหรับป้องกันการชำรุดเนื่องจากน้ำหนักล้อรถบรรทุก โดยในงานวิจัยนี้จะทำการทดสอบบ่ารองรับรอยต่อพื้นสะพานที่มีอัตราส่วนความกว้างต่อความลึก (Aspect Ratio) ของบ่าที่แตกต่างกันจำนวน 6 รูปแบบ การทดสอบจะจำลองแรงกระทำจากล้อรถบรรทุกและแรงเบรคกระทำกับรอยต่อ ผลการทดสอบพบว่า กำลังรับน้ำหนักสูงสุดของบ่ารองรับรอยต่อขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความกว้างต่อความลึก (Aspect Ratio) ของบ่ารองรับรอยต่อ หากสัดส่วนดังกล่าวมีค่ามากกว่า 1 เช่น 1.33  1.5 และ 2 บ่ารองรับนั้นจะมีความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกได้สูงกว่าบ่ารองรับรอยต่อนี้มีสัดส่วนความกว้างต่อความลึก (Aspect Ratio) เท่ากับ 1 ดังนั้น เพื่อป้องกันการวิบัติของบ่ารองรับรอยต่อ ในการก่อสร้างบ่ารองรับรอยต่อพื้นสะพานควรมีกำหนดให้สัดส่วนความกว้างต่อความลึกต่ำสุดเท่ากับ 1.33 ผลการทดสอบพฤติกรรมการวิบัติของบ่ารองรับรอยต่อนี้ สามารถนำไปพัฒนาแนวทางมาตรฐานการออกแบบให้คงทนและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อลดปริมาณของความเสียหายบริเวณบ่ารองรับรอยต่อที่เกิดจากการรับน้ำหนักบรรทุกได้

The main objective of this study is to investigate the appropriate ratio between width and depth of a concrete bridge deck joint shoulder for preventing damage from truck loadings. The study has been carried out by performing a static load test on six different patterns of concrete bridge deck joint shoulders. The test joint shoulders possess different widths and depths or aspect ratios. The specimens were tested statically under a combination of simulated wheel and braking loads. The test results revealed that the ultimate load-carrying capacity of the joint shoulders mainly depended on the aspect ratio of the joint shoulder. The maximum load-carrying capacity was obtained when the aspect ratio was greater than one such as 1.33, 1.5 and 2. However, when the aspect ratio was equal to one the maximum load-carrying capacity was much lower compared to their counterparts. To prevent joint shoulder damage, in practice, the minimum aspect ratio of 1.33 is recommended for bridge deck joint shoulder construction. The results from this study could be further used to improve the design standard for more durable bridge deck joint shoulder construction. Subsequently, the damage to the shoulder from truck loading could be significantly reduced.


น้ำหนักล้อรถบรรทุก; บ่ารองรับรอยต่อพื้นสะพาน; สัดส่วนความกว้างต่อความลึก; Truck loadings; Joint shoulder; Aspect ratio

[1] Standard Drawings for Highway Design and Construction Edition, Ministry of Transport, Department of Highways, Thailand, 2018.

[2] C. Carroll and A. Juneau, Repair of concrete bridge deck expansion joints using elastomeric concrete, Practice Periodical on Structural Design and Construction, 2015, 20(3), 04014038.

[3] Z. Sun and Y. Zhang, Failure mechanism of expansion joints in a suspension bridge, Journal of Bridge Engineering, 2016, 21(10), 05016005.

[4] L. Deng, W. Yan and Q. Zhu, Vehicle impact on the deck slab of concrete box-girder bridges due to damaged expansion joints, Journal of Bridge Engineering, 2016, 21(2), 06015006.

[5] Z. Liu, B.M. Phares and L.F. Greimann, Use of longitudinal expansion joints in wide-bridge applications to reduce deck cracking, Journal of Bridge Engineering, 2016, 21(10), 04016068.

[6] C.C. Fu and N. Zhang, Investigation of bridge expansion joint failure using field strain measurement, Journal of Performance of Constructed Facilities, 2011, 25(4), 01350528.

[7] R. Purvis, Bridge deck joint performance: A synthesis of highway practice, NCHRP Synthesis 319, Transportation Research Board, DC, USA, 2003.

[8] Baker Engineering and Energy, Evaluation of various types of bridge deck joints, Final Report 510, Arizona Department of Transportation, AZ, USA, 2006.

[9] M.T. Kubal, Construction waterproofing handbook: Expansion joint, 2nd Ed., McGraw Hill, NY, USA, 2008.

[10] W.S. Guthrie, L.H. Yuen and L.A. Ross, Performance of concrete bridge deck joints, Report No. UT-05.04, Utah Department of Transportation Research, UT, USA, 2005.

[11] Y. Teruhiko and A. Mamiko, Design of bridge expansion joints  with perforated dowels under impact loading, Trans. Transactions of Tianjin University, 2008, 14(5), 340–343.

[12] C.T. Jahren and A.M. Miller, Rapid replacement of bridge deck expansion joints study – phase I, InTrans Project 13-451, Institute for Transportation - Iowa State University, IA, USA, 2014.

[13] S.L. Orton, D. Barrett, A.E. Elsisi, A. Pelikan and H. Salim, Finger-plate and flat-plate expansion device design evaluation, Journal of Bridge Engineering, 2017, 22(12):04017106

[14] A. Busel and R. Krotau, The design and composition of expansion joints on big-span bridges with intensive heavy-duty traffic, Transportation Research Procedia, 2016, 14, 3953–3962.

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/


  • There are currently no refbacks.