طراحی و بهینه سازی روسازی های آسفالتی با رویکرد کاهش ترک های حرارتی

ترک های حرارتی یکی از مهم ترین و شایع ترین انواع آسیب در روسازی های آسفالتی محسوب می شوند که به ویژه در مناطق سردسیر و دارای نوسانات شدید دمایی، به طور مستقیم بر دوام، عمر مفید و کیفیت عملکرد روسازی ها تاثیر می گذارند. این ترک ها معمولا در اثر انقباض و انبساط مکرر ناشی از تغییرات دما، ضعف در خواص مکانیکی و حرارتی مصالح، و طراحی نامناسب لایه های روسازی ایجاد می شوند. بروز ترک های حرارتی نه تنها موجب کاهش عمر روسازی و افزایش هزینه های نگهداری و تعمیرات می شود، بلکه ایمنی کاربران جاده را نیز تهدید کرده و کیفیت شبکه حمل ونقل را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد.هدف اصلی این پژوهش، ارائه رویکردی علمی و کاربردی برای طراحی و بهینه سازی روسازی های آسفالتی با تمرکز بر کاهش ترک های حرارتی است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا عوامل موثر بر ایجاد ترک های حرارتی شامل شرایط اقلیمی، خواص مکانیکی و حرارتی مصالح، و ویژگی های طراحی روسازی مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش اجزای محدود، رفتار روسازی تحت تغییرات دمایی شبیه سازی شد و نتایج مدل سازی با داده های آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید. در بخش آزمایشگاهی، نمونه های آسفالتی با ترکیب های مختلف شامل افزودنی های پلیمری، الیاف و نانو مواد تهیه و تحت آزمایش های حرارتی و مکانیکی قرار گرفتند. داده های به دست آمده از این آزمایش ها برای تحلیل مقاومت حرارتی و ظرفیت تحمل ترک ها مورد استفاده قرار گرفت.نتایج تحقیق نشان داد که استفاده از افزودنی های پلیمری و نانو مواد می تواند مقاومت حرارتی روسازی را به طور چشمگیری افزایش دهد و میزان ترک های حرارتی را کاهش دهد. همچنین، طراحی بهینه لایه های روسازی با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی و بارهای ترافیکی، نقش مهمی در کاهش آسیب های ناشی از تغییرات دما دارد. یافته ها بیانگر آن است که رویکرد ترکیبی شامل بهبود مصالح، طراحی بهینه لایه ها و پایش سلامت روسازی می تواند به افزایش عمر مفید روسازی های آسفالتی، کاهش هزینه های نگهداری و ارتقای ایمنی شبکه حمل ونقل منجر شود.این پژوهش با ارائه چارچوبی علمی و کاربردی، می تواند به عنوان مرجع تصمیم گیری برای مهندسان راه، مدیران پروژه های عمرانی و سیاست گذاران حوزه حمل ونقل مورد استفاده قرار گیرد و زمینه ساز توسعه پایدار زیرساخت های جاده ای در کشور باشد.

کلیدواژه ها:

روسازی آسفالتی ، ترک های حرارتی ، طراحی و بهینه سازی ، روش اجزای محدود ، افزودنی های پلیمری ، نانو مواد ، پایش سلامت روسازی ، دوام و ایمنی جاده