بررسي اثر تغييرات دمايي در شبيه سازي روند ايجاد خرابي در روسازي هاي آسفالتي به كمك مدلسازي المان محدود

كارشناسي ارشد

تاكنون پژوهش‌هاي متنوعي براي بهبود كيفيت روسازي در زمينه‌هاي مختلف انجام شده است. روش‌هاي مختلفي از قبيل آزمون‌هاي آزمايشگاهي، مطالعات ميداني و همچنين تحليل‌هاي رياضي و المان محدود به منظور دستيابي به اين هدف به كار رفته است. نكته بسيار مهمي كه كمتر به آن پرداخته شده است، تغييرات دمايي متناوب محيط است. پژوهش‌هايي كه به اثرات دما بر مخلوط آسفالتي مي‌پردازند، رفتار نمونه را در يك دماي ثابت بررسي و مقايسه مي‌نمايند. موضوعي كه در اين پايان‌نامه مد نظر قرار گرفته است، بررسي اثر عامل تغييرات دما با زمان و همچنين سيكل تكرار شونده افزايش و كاهش دما بر مخلوط آسفالتي مي‌باشد. هدف اصلي اين پژوهش بررسي پاسخ‌هاي روسازي انعطاف‌پذير در برابر چرخه‌هاي بارگذاري دمايي با توجه ويژه به مقوله خستگي به عنوان يكي از اصلي‌ترين عوامل خرابي روسازي است. به اين منظور ابتدا تيرچه خمشي خستگي به صورت كرنش ثابت، به صورت سه بعدي در نرم‌افزار آباكوس مدل شده است. نتايج حاصله بيان مي‌دارد كه پاسخ‌هاي مخلوط آسفالتي وابستگي بيشتري به دماهاي بالاتر در دامنه تغييرات دمايي اعمال شده بر مخلوط آسفالتي دارد. در مجموع مي‌توان عنوان داشت در شرايط در نظر گرفته شده براي اين مدل، ممكن است به دليل كاهش تنش كششي ايجاد شده در زير تير آسفالتي، عمر خستگي مخلوط افزايش يابد. در گام بعدي مشخصات ديناميكي مدل يك مخلوط آزمايشگاهي به عنوان داده‌هاي ورودي مدل، تعيين شده و نمونه‌هايي از اين مخلوط تحت آزمايش خستگي قرار گرفته است. مدل جديد با مشخصات اين مخلوط آسفالتي ساخته شده است و نتايج خستگي آن با نتايج آزمايش مورد ارزيابي و صحت‌سنجي قرار گرفته است. اين بررسي تشابه نتايج دو روش شبيه‌سازي و آزمايش را به طور نسبي تاييد مي‌كند. در مرحله آخر با شبيه‌سازي كامل يك روسازي تحت اثر بار يك چرخ و تغييرات دمايي پاسخ‌هاي روسازي مورد بررسي قرار گرفت. در اين حالت با توجه به ثابت بودن ميزان بارگذاري ترافيكي، تحت سيكل دمايي متناوب نسبت به بارگذاري دمايي ثابت، كرنش‌هاي بيش‌تري در روسازي آسفالتي ايجاد شده است. هر چند در يك دماي ثابت مي‌توان تغييرات كرنش را در يك روسازي به وسيله توابع رياضي تخمين زد، اما اين امر با توجه به تغييرات متناوب دما كه منجر به تغييرات ناگهاني در نرخ تغييرات كرنش مي‌شود، امكان پذير نيست.

194546

دانشگاه علم و صنعت ايران

راه و ترابري

دكتر حسن زياري