ارزیابی مقاومت لغزندگی روسازی های آسفالتی با استفاده از روش المان محدود

تامین اصطکاک لازم بین سطوح روسازی و لاستیک وسیله نقلیه یا به عبارتی فراهم نمودن مقاومت لغزشی مناسب در سطح روسازی، یکی از الزامات اساسی در ایمنی حمل و نقل محسوب می شود. نبود مقاومت لغزشی مناسب در سطوح روسازی بخصوص در فصول بارندگی می تواند منجر به بروز حوادث ناگوار رانندگی شود. از ضریب اطصکاک سطح روسازیعلاوه بر استفاده در طراحی هندسی راه ها (محاسبه شعاع قوس) در ارزیابی مقاومت لغزشی رویه راه ها نیز استفاده می شود. برای تعیین مقاومت لغزندگی ( ضریب اصطکاک) سطح روسازی به نحو مطلوب، لازم است آزمایش مقاومت لغزندگی با قفل شدن چرخ ها انجام شود. ولی انجام این آزمایش زمان بر و هزینه بر است. از طرفی برای مقایسه سطوح مختلف ازنظر مقاومت لغزندگی می توان آزمایش آونگ انگلیسی که آزمایش نسبتا ساده ای است را انجام داد ولی با این آزمایش نمی توان ضریب اصطکاک سطح را در این تحقیق تعیین کرد. برای ارتباط بین ضریب اصطکاک سطح و مقاومت لغزندگی از آزمایش آونگ انگلیسی ابتدا در روسازی های مختلف ، مقاومت لغزندگی حاصل از آزمایش میدانی ترمزگیری و آزمایش آونگ انگلیسی انجام شد. سپس با ایجاد مدل سه بعدی المان محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS، آزمایش آونگ انگلیسی شبیه سازی شد. یکی از ورودی های مهم در مدلسازی مذکور، ضریب اصطکاک بین سطح روسازی و چرخ وسیله نقلیه بود، بنابراین در این قسمت از نتایج حاصل از تست ترمزگیری استفاده شد. با استفاده از تحلیل المان محدود مدلسه بعدی آزمایش آونگ انگلیسی، میزان افت انرژی جنبشی و مسافت درگیری سطوح تعیین و سپس با استفاده از مدل ریاضی – فیزیکی موجود در این زمینه، مقدار عدد آونگی محاسبه و با مقدار حاصل از آزمایش میدانی آونگ انگلیسی در همان سطح مقایسه گردید. با توجه به اختلاف ناچیز بین عدد آونگی در حالت میدانی و شبیه سازی المان محدود (اختلاف کمتر از 5%) نتیجه گرفته شد که مدلسازی به نحو مطلوب انجام شده است. با توجه به اینکه یکی از ورودی های تحلیل المان محدود، نتیجه حاصل از تست ترمزگیری بود، بنابراین در این مرحله ارتباط منطقی بین عدد آونگی حاصل از مدلسازی و ضریب اصطکاک حاصل از تست ترمزگیری ایجاد گردید. بنابراین با استفاده از نتایج تحقیق حاضر نیاز به اندازه گیری ضریب اصطکاک حاصل از تست ترمزگیری که آزمایش گران قیمت و زمان بر است ، نخواهد بود بلکه با اندازه گیری عدد آونگی در سطح روسازی و استفاده از مدل نرم افزاری ارایه شده میتوان به تخمین های مناسبی از ضریب اصطکاک سطح موجود دست یافت.

کلیدواژه ها:

آزمایش آونگ انگلیسی ، ضریب اصطکاک ، روسازی آسفالتی ، مقاومت لغزندگی ، BPN