ارائه مدل پيش‌بيني رفتار ترك خوردگي مخلوط‌هاي آسفالتي حاوي RAP با استفاده از معيارهاي شكست و به كارگيري مدل‌سازي ناهمگن مبتني بر پردازش تصوير

دكتري

هر ساله هزينه‌هاي زيادي صرف تعمير و نگهداري راهها مي‌شود. ترك‌خوردگي يكي از شايع‌ترين خرابي‌هاي رويه‌هاي آسفالتي به شمار مي‌رود. شايع بودن پديده ترك‌خوردگي و همچنين رفتار الاستيك و شكننده در دماهاي پايين، سبب استفاده هر چه بيشتر از روش مكانيك شكست الاستيك خطي و مدلسازي‌هاي عددي جهت تحليل رفتار ترك‌خوردگي مخلوط‌هاي آسفالتي شده است. مطالعه رفتار ترك‌خوردگي مخلوط آسفالتي به كمك مدلسازي همگن (خواص مخلوط آسفالتي در تمام نقاط يكسان در نظر گرفته مي¬شود)، بدليل اينكه آسفالت يك ماده كامپوزيت بوده و رفتار آن تحت تاثير اندركنش مصالح مختلف (از جمله قير، سنگدانه و فضاي خالي) مي‌باشد، با خطا همراه است. به همين دليل در اين پژوهش از مدلسازي غيرهمگن (مدلسازي مخلوط آسفاتي متشكل از قير، سنگدانه و فضاي خالي) و تئوري‌هاي مكانيك شكست الاستيك خطي بمنظور مطالعه رفتار رشد ترك‌خوردگي در مخلوط‌ آسفالتي استفاده شده است. بدين منظور ابتدا نمونه‌هاي عددي با روش پردازش تصوير و يا الگوريتم توليد و توزيع تصادفي سنگدانه‌ها تهيه شدند. سپس با بكارگيري روش المان محدود تاثير مدول الاستسيته سنگدانه‌ها، ضريب پوآسون سنگدانه‌ها، مدول الاستسيته ماستيك، ضريب پوآسون ماستيك، طول ترك، پخش‌شدگي سنگدانه‌ها و موقعيت قرارگيري نوك ترك بر مقادير ضرايب شدت تنش بررسي شد. نتايج نشان مي‌دهند ضرايب شدت تنش بدست آمده از مدلسازي غيرهمگن به مقدار قابل توجهي با ضرايب شدت تنش بدست آمده از مدلسازي همگن متفاوت مي‌باشند. هنگاميكه نوك ترك درون سنگدانه‌ها مي‌باشد، ضرايب شدت تنش بدست آمده از مدلسازي غيرهمگن بيشتر از ضرايب شدت تنش بدست آمده از مدلسازي همگن مي‌باشند. درحاليكه اگر نوك ترك درون ماستيك باشد، مقادير ضرايب شدت تنش بدست آمده از مدلسازي همگن بيشتر مي‌باشند. همچنين مسير رشد ترك در مخلوط آسفالتي با استفاده از معيار حداكثر تنش كششي پيش‌بيني شده است. بررسي مسير رشد ترك نشان داد ترك تمايل دارد تا داخل ماستيك و يا مرز مشترك سنگدانه‌-ماستيك رشد نمايد. در اين تحقيق همچنين مقاومت ترك‌خوردگي مخلوط‌هاي آسفالتي حاوي RAP، در كوتاه مدت و بلند مدت تعيين شد. از معيارهاي شكست بمنظور پيش‌بيني مقادير چقرمگي شكست استفاده گرديد و نشان داده شد كه با كمك اين معيارها به خوبي مي‌توان مقادير چقرمگي شكست در مودهاي تركيبي I/II را پيش‌بيني كرد.

195689

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا محمدعلها

مهندسي عمران- راه و ترابري

دكتر حسن زياري-دكتر برات مجردي