Tehrani, Amin Darabnoush, Kouchesfehani, Zahra Kohankar, Chimauriya, Hiramani Raj, Raut, Samrat, Najafi, Mohammad, and Yu, Xinbao
Culverts are important components of highway infrastructure. They are structurally designed to support earth and live traffic loads. Corrugated steel pipes (CSPs) are widely used as culverts in North America in different geometries. However, due to the corrosive nature of the stormwater passing through the culverts, it is common to find CSPs with partially or entirely lost inverts. Dependent on site, depth of cover and embedment conditions, invert deterioration would not necessarily result in culvert failure. This paper presents the results of a laboratory testing campaign that evaluates the structural capacity of two circular CSPs and their equivalent arch CSP through the application of a vertical static loading. The circular pipe samples had a length of 6 ft (1.82 m) and a diameter of 60 in. (1.52 m). The same length arch pipe sample had a span of 71 in. (1.8 m) and a rise of 47 in. (1.19 m). The invert of the arch and one of the circular CSPs were cut to simulate heavily corroded culverts in service. The pipe samples were embedded under two feet (0.6 m) of cover using one foot (0.3 m) of sand and one foot (0.3 m) of coarse aggregates on top, simulating a base course layer of pavement. The results of testing showed that the invert-cut circular CSP was highly dependent on its ring stiffness. While, the invert-cut arch CSP took advantage of its arch geometry and was able to resist the applied load without significant loss in the sample pipe's horizontal dimension. Key words: corrugated steel pipe (CSP), CSP structural capacity, corroded CSP testing, digital image correlation, soil- pipe interaction. Les ponceaux sont des elements importants de l'infrastructure routiere. Ils sont structurellement concus pour supporter les charges des terres et de roulage. Les tuyaux en tole ondule (TTO) sont largement utilises comme ponceaux de geometries variees en Amerique du Nord. Cependant, en raison de la nature corrosive des eaux pluviales qui traversent les ponceaux, il est courant de trouver des TTO avec des radiers partiellement ou entierement perdus. Dependamment des conditions du site, de la profondeur de couverture et d'enfouissement, la deterioration du radier n'entrainerait pas necessairement une defaillance du ponceau. Cet article presente les resultats d'une campagne d'essais en laboratoire qui evalue la capacite structurale de deux TTO circulaires et leurs TTO equivalents en arc par l'application d'une charge statique verticale. Les echantillons de tuyaux circulaires avaient une longueur de 72 po (1,82 m) et un diametre de 60 po (1,52 m). L'echantillon de tuyaux en arc de meme longueur avait une portee de 71 po. (1,8 m) et une elevation de 47 po (1,19 m). Le radier du TTO en arc et d'un des TTO circulaires ont ete coupes pour simuler des ponceaux fortement corrodes en service. Les echantillons de tuyaux ont ete enfouis sous deux pieds (0,6 m) de couverture a l'aide de 1 pi (0,3 m) de sable et de 1 pi (0,3 m) de granulats grossiers sur le dessus, simulant une couche de revetement de base. Les resultats des essais ont montre que le TTO circulaire dont le radier a ete coupe etait fortement dependant de sa rigidite annulaire. Alors que le TTO en arc au radier coupe a profite de sa geometrie en arc et a ete en mesure de resister a la charge appliquee sans perte significative dans la dimension horizontale de l'echantillon de tuyau. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : tuyau en tole ondulee (TTO), capacite structural de TTO, essais de TTO corrodes, correlation d'images numeriques, interaction sol-tuyau., Introduction Corrugated steel pipes (CSPs) have been widely used in the United States since 1900s. CSPs are versatile, economical, and structurally efficient to be used for drainage facilities such as [...]