ارزیابی عمر خستگی روسازی آسفالتی تحت اثر سرعت بار و فشار باد چرخ به روش عددی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

doi
10.22091/cer.2024.10885.1560
چکیده

خرابی خستگی عبارت است از مجموعه‌ای از ترک‌های متصل به هم در رویه‌ بتن آسفالتی که تحت تکرار بارگذاری ترافیکی به‌وجود می‌آید. عوامل مختلفی سبب پیدایش این نوع از ترک‌ها می‌شود، از آن جمله می‌توان تکرار زیاد تنش‌ها و کرنش‌های کششی در تارهای تحتانی رویه‌ آسفالتی، ضخامت کم رویه و یا اتصال نامناسب لایه‌های آن، تغییرشکل بیش از حد لایه‌های روسازی در اثر بارگذاری، مقاومت کم خاک بستر و سرعت وسایل نقلیه عبوری را نام برد. در این تحقیق، پارامتر سرعت چرخ وسیله نقلیه و همچنین فشار باد لاستیک جهت بررسی عمر خستگی و محاسبه پارامتر تعداد تکرار مجاز عبور، مورد بررسی قرار گرفته است. از این‌رو، از نرم‌افزار آباکوس بهره گرفته شد. جهت شبیه‌سازی چرخ، تنها از نیروهای وارده بر سطح رویه آسفالت استفاده شد. همچنین جهت بررسی و آنالیز خستگی، کرنش افقی زیرلایه آسفالتی مورد بررسی قرار گرفت. جهت صحت‌سنجی نیز پاسخ‌های مدل با نتایج آزمایش میدانی پنسیلوانیا که در سال 1993 میلادی و توسط اداره بزرگراه‌ها‌ی فدرال آمریکا صورت گرفت، مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت، مقادیر تنش، کرنش و جابه‌جایی کاهش پیدا می‌کند. تأثیر سرعت بر کرنش کششی طولی انتهای لایه آسفالتی در سرعت‌های پایین چشمگیرتر است و با افزایش سرعت از شیب نمودار تغییرات کرنش کاسته می‌شود، به این صورت که با افزایش سرعت از 32 کیلومتر بر ساعت به 56، تقریبا 37 درصد و تا سرعت 80 کیلومتر بر ساعت حدود 42 درصد کاهش کرنش مشاهده می‌گردد.