مدلسازی رفتار ترک در روسازی آسفالتی با رویکرد اجزای محدود تحت شرایط بارگذاری متحرک

در این پژوهش تاثیر دما، سرعت و فشار باد چرخ بر روسازیهای آسفالتی دارای ترک بالا به پایین بررسی شده است. ترک بالا به پایین یکی از مهمترین انواع خرابی در روسازی هاست که به دلیل شرایط محیطی و بارگذاری مکرر به وجود می آید و از پیچیدگی بالایی در ایجاد و گسترش برخوردار است. برای تحلیل رشد، ترک از کمیتهایی مانند ضریب شدت تنش و انتگرال J بهره گرفته شده که به طور موثری در پیش بینی رفتار شکست مصالح کاربرد دارند. در این پایان نامه، با استفاده از تحلیل عددی به کمک نرم افزار اجزای محدود ABAQUS، اثر پارامترهای دما، فشار باد چرخ و سرعت وسیله نقلیه بر این کمیتها مورد ارزیابی قرار گرفت. در مدلسازی، ترک با عمق ۳.۵ سانتیمتر و طول ۱ متر در مرکز یک جاده به عرض ۶ متر لحاظ شد. یک خودروی چهارچرخ به وزن ۴ تن با سرعت ۸۰ کیلومتر بر ساعت و فاصله محوری ۱۲ متر از فاصله ۱ متری کنار ترک عبور داده شد. نیروهای اعمالی از سوی چرخها در ۲۵ گام زمانی محاسبه شد و ضرایب شدت تنش در مرکز ترک در طی عبور خودرو استخراج گردید. نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت لایه ها، روسازی ضریب شدت تنش کاهش می یابد. همچنین افزایش مدول الاستیسیته در لایه های زیرین به جز لایه آسفالتی تاثیر مشابهی دارد. بررسی اثر دما نشان داد که با افزایش رسانش حرارتی و کاهش عمق نفوذ گرما، میزان شدت تنش نیز کاهش می یابد. کاهش فشار باد چرخ نیز به کاهش احتمال خرابی و توسعه ترک کمک می کند.

کلیدواژه ها:

ترک بالا به پائین ، ضریب شدت ، تنش فشار باد ، چرخ ، دمای روسازی ، نرم افزار ABAQUS