مدلسازي ناهمگن رويه‌هاي آسفالتي ترك‌خورده جهت تخمين پارامترهاي شكست

كارشناسي ارشد

ترك‌خوردگي از جمله خرابي‌هاي شايع در روسازي‌هاي آسفالتي به‌شمار مي‌رود. اين نوع خرابي علاوه بر آنكه خود منجر به كاهش سطح خدمت‌دهي و اضمحلال روسازي شده، باعث بروز و گسترش ساير خرابي‌ها نيز مي‌شود. يكي از رايج‌ترين روش‌هاي بررسي ترك‌خوردگي مخلوط آسفالتي استفاده از روش اجزامحدود در علم مكانيك شكست مي‌باشد. با استفاده از روش اجزامحدود و همچنين ساير مفاهيم مكانيك شكست مي‌توان رفتار ترك‌خوردگي و همچنين عمر خستگي روسازي‌ها را پيش‌بيني كرد. در اين پژوهش رفتار شكست قسمتي از روسازي آسفالتي ترك‌خورده با استفاده از روش اجزامحدود و همچنين بكارگيري الگوريتم توليد و توزيع تصادفي سنگدانه‌ها بررسي شده است. در مدل‌هاي دوبعدي اجزامحدود با استفاده از الگوريتم توليد و توزيع تصادفي سنگدانه‌ها، قسمتي از مخلوط آسفالتي اطراف ترك در لايه رويه بصورت ناهمگن و متشكل از سنگدانه‌ها و ماستيك شبيه‌سازي شده و تحت بارگذاري ترافيكي قرار گرفته است. هدف اين پژوهش مقايسه پارامترهاي شكست در دو حالت همگن و ناهمگن بودن مخلوط آسفالتي در مدل‌هاي اجزامحدود و همچنين بررسي نرخ رشد و انتشار ترك بالا به پايين و ترك پايين به بالا در رويه‌هاي آسفالتي مي‌باشد. نتايج نشان دادند، شبيه‌سازي ناهمگن مخلوط آسفالتي در مدل‌هاي عددي باعث تغيير بزرگي و علامت پارامترهاي شكست در مقايسه با مدل اجزامحدود همگن نظير شده است. همچنين در مدل‌هاي ناهمگن، طول ترك و محل قرارگيري نوك آن تاثير چشمگيري بر رشد و انتشار ترك (هم بالا به پايين و هم پايين به بالا) داشته است. بنحوي كه با قرارگيري نوك ترك درون سنگدانه‌ها، پارامترهاي شكست به‌مراتب بيشتر از حالتي شده كه نوك ترك درون ماستيك قرار گرفته باشد. توزيع تصادفي سنگدانه‌هاي درشت دانه نيز بر ضرايب شدت تنش و همچنين تنشT تاثير قابل توجهي داشتند. در پژوهش حاضر اثر خواص مكانيكي سنگدانه‌ها و ماستيك بر پارامترهاي شكست هم بررسي گرديد، كه مشخص شد نسبت پوآسون سنگدانه‌ها تاثير معناداري بر ضرايب شدت تنش نداشته و همچنين تاثير مدول الاستسيته اجزاي تشكيل دهنده مخلوط آسفالتي بر نرخ رشد و انتشار ترك بيشتر از نسبت پوآسون آنها بوده است. ضخامت لايه رويه نيز بر خلاف ضخامت و خواص مكانيكي لايه اساس، تاثير چشمگيري بر مقادير پارامترهاي شكست داشته است.

196102

دانشگاه علم و صنعت ايران

جناب آقاي دكتر محمدرضا محمدعليها

مهندسي عمران - راه و ترابري

جناب آقاي دكتر حسن زياري