بررسی آزمایشگاهی و مدلسازی عددی میکرومکانیکی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی حاوی فیلر آهکی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران
doi
10.22075/jtie.2024.34351.1674چکیده
درصد پرشدگی حجمی و نوع فیلر بر خواص رئولوژیک و مکانیکی مواد مرکب قیری مؤثر است. این تأثیر میتواند ناشی از اندرکنش شیمیایی بین فیلر و قیر و یا پدیدههای فیزیکی ساده باشد. بررسی تأثیر فیلر بر عملکرد ماستیک آسفالتی مسئلهای مهم برای درک عملکرد مخلوط آسفالتی است. در این پژوهش، دو رویکرد آزمایشگاهی و مدلسازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص رئولوژیک نمونههای ماستیک آسفالتی ساخته شده با قیر خالص و فیلر آهکی با نسبتهای پرشدگی مختلف با استفاده از آزمایش جاروب فرکانسی تعیین شده است. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش درصد پرشدگی حجمی فیلر در ماستیک آسفالتی منجر به تغییر مقادیر مدول برشی مختلط (G*) و زاویه فاز (δ) آن با رفتاری غیرخطی میشود که موسوم به پدیده سختشوندگی است. با در نظر گرفتن مفهوم ناحیه انتقالی بین فیلر و قیر، شاخصی با عنوان نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) برای توجیه این پدیده معرفی شده است. برای پیشبینی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی بر اساس ویژگیهای مکانیکی قیر و فیلر از شبیهسازی با روش اجزای محدود (FEM) استفاده شده است. دقت این مدلها بر اساس محاسبه اختلاف نسبی بین مدول برشی مختلط (G*) آزمایشگاهی و مدول برشی مختلط پیشبینی شده توسط مدل ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی نشاندهنده این است که معرفی نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) به مدل عددی میتواند با تقریب خوبی منجر به افزایش دقت نتایج برای پیشبینی رفتار ویسکوالاستیک نمونههای ماستیک آسفالتی شود.