بررسی تاثیر سرعت وسایل‌نقلیه بر خرابی بحرانی روسازی‌ انعطاف‌پذیر به کمک تابع ضریب نرمی خزشی و تحلیل تئوری لایه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه یزد،دانشکده مهندسی عمران

چکیده

سرعت وسایل نقلیه می‌تواند بر عملکرد و خرابی روسازی تاثیرگذار باشد، دومعیار مهم در خرابی های ناشی از عبور بار در روسازی انعطاف پذیر، ترک‌های خستگی و شیارشدگی است. کرنش کششی زیر لایه رویه و کرنش فشاری روی خاک‌بستر در برابر خستگی و شیارشدگی به عوامل مختلفی مانند خصوصیات بارگذاری وسایل نقلیه نظیر سرعت و مقدار بار عبوری  وفشار سطح تماس بستگی دارد. در این مطالعه در دمای ثابت آسفالت، تاثیر سرعت عبور ترافیک بر مقدار حداکثر کرنش کششی تار پایین لایه آسفالت و حداکثر کرنش فشاری روی خاک بستر، با کمک تغییر در مقدار نرمی خزشی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از مقادیر مدول الاستیسته ناشی از تغییر در ضریب نرمی خزشی کرنش بدست آمده در اثر تغییر در عامل سرعت عبور وسیله نقلیه بر عمر روسازی مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل روسازی با استفاده از نرم افزار لایه‌ای KenPav که امکان تحلیل الاستیک روسازی تحت اثر بار را فراهم می­سازد انجام شده است. تحلیل‌های صورت‌گرفته بر روی نُه مقطع مختلف با سه ضخامت مختلف رویه آسفالتی بر سه نوع خاک‌بستر در پنج سرعت مختلف تحت اثر عبور بار محوری استاندارد انجام شد. نتایج بدست‌آمده نشان می‌دهد که با افزایش سرعت، کرنش کششی بحرانی در لایه آسفالت کاهش می‌یابد بنابراین به دلیل کاهش ضریب نرمی خزشی در سرعتهای بالا درمجموع عمرخستگی با افزایش سرعت افزایش می‌یابد. تاثیر زمان بارگذاری برسرعت رشد خرابی شیارشدگی به هندسه‌ی روسازی وابسته می باشد. به واسطه تحلیل مدل‌ها، چنین مشاهده‌شد که با  افزایش سرعت بارگذاری به ازاء ده کیلومتربرساعت به طورمتوسط ترک‌خوردگی 14% کاهش می‌یابد.در انتهاء مدلهای آماری نظیر درخت تصمیم و شبکه عصبی نیز بر روی نتایج بحث شد.

کلیدواژه‌ها


-اعرابی، س. طباطبایی، س.ع.، (1396)، "اثر تغییر سرعت عبور بار بر توزیع تنش نرمال در بدنه روسازی بتن آسفالتی به روش المان محدود و رفتار ویسکوالاستیک"، نهمین همایش قیر و آسفالت ایران، تهران، مرکز تحقیقات راه،مسکن و شهرسازی، موسسه فرهنگی نشر فن آریا،
ص.1-11.

-خادمی‌استانه، ع.، (1394)، تاثیرات سرعت و طرح هندسی بر ایجاد خستگی در روسازیهای انعطافپذیر، کنفرانس بین المللی پژوهشهای نوین در عمران، معماری و شهرسازی، تهران، شرکت مدیران ایده پردازان پایتخت ایلیا،صفحه1-7.

 

-زیاری، ح.­ و گرائیلی‌افرا، م.، (1385)، "بررسی تاثیر سرعت حرکت وسایل نقلیه بر خرابی های روسازی انعطاف پذیر"، هفتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده عمران، ص.1-8.

 

-شفابخش غ.ع. نادرپور، و ح. معتمدی، م.، (1395)، "مدل‌سازی پاسخ بهینه روسازی آسفالتی به کمک روش اجزای محدود"، مجله مدلسازی در مهندسی، مقاله 3، دوره 14، شماره 47، شماره زمستان ، ص. 33-40.

-عالی، ع.، (1394)، "­بررسی اثر سرعت تایر بر تنش
لایه­های روسازی آسفالتی با آنالیز المان محدود"، دومین کنگره ملی مهندسی ساخت و ارزیابی پروژه­های عمرانی، سمنان، گروه آموزش و پژوهش شرکت مهندسی بارو گستر پارس، شرکت مهندسین مشاور پرهون آبراهه، ص. 1-13.

 

-عطارنیاری، م.، ایمانی‌کله‌سر،ه.، (1395)­، "تعیین اثر وزن محورها و سرعت خودروها بر روسازی راه‌های آسفالتی"، سومین کنفرانس بین المللی عمران،معماری و توسعه اقتصاد شهری، شیراز، موسسه آموزشی مدیران خبره نارون،
ص.1-13.

 

-فخری، م.، غنی‌زاده ع. ر و ناجی‌الماسی، س.، (1392)، "تاثیرسرعت ودما برکرنش کششی و عمرخستگی لایه­های آسفالتی، اولین کنفرانس ملی زیر ساختهای حمل و نقل، تهران، پژوهشکده حمل و نقل، دانشگاه علم و صنعت ایران، ص.1-7.

 

-منصورخاکی، ع. و سرکار، ع. ر.، (1390)، "ارزیابی تحلیلی مدت زمان بارگذاری بر تعداد سیکل بارگذاری منجر به خرابی در روسازی­های آسفالتی"، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان، دانشگاه سمنان، ص.1-9.

 

-منصورخاکی، ع.؛ سرکار ع.ر. و متولی‌زاده، س.م.، (1393)، "بررسی تاثیر همزمان سرعت بارگذاری و شرایط محیطی برعملکرد روسازی آسفالتی گرم، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران"، بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، ص.1-8.

 

-منصورخاکی، ع. و متولی‌زاده، س.م. (1394)، "بررسی تاثیر همزمان وزن محور و سرعت حرکت خودرو بر رفتار خزشی مخلوطهای آسفالتی بر اساس مدلهای آزمایشگاهی- تجربی توسط آزمایش بارگذاری تکرار شونده"، دهمین کنگره
بین المللی مهندسی عمران، تبریز، دانشگاه تبریز دانشکده مهندسی عمران، ص.1-8.

 

-Chompoorat, T., Likitlersuang, S., & Jongvivatsakul, P. (2018), “The Performance of Controlled Low-strength Material Base Supporting a High-volume Asphalt Pavement”. KSCE Journal of Civil Engineering, 22(6), pp.2055-2063.

 

-Hafez, M., Mousa, R., Awed, A., & El-Badawy, S. (2018), “Soil Reinforcement Using Recycled Plastic Waste for Sustainable Pavements”. In International Congress and Exhibition" Sustainable Civil Infrastructures: Innovative Infrastructure Geotechnology", Springer, Cham, pp. 7-20.

 

-Huang Y. H., (2004), “Pavement Analysis and Design”, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, 2004, pp. 451.

 

-Keymanesh M.R, Pirhadi, A., Mirshekarian, B., Jafarian Y.A. (2016),"Sensitive Analysis of the speed of vehicle on the bottom stress of flexible pavement using finite element software", civil engineering journal, 2016 July. No.115, pp.62-74.

 

-Khabiri, M.M., (2010), “The effect of stabilized subbase containing waste construction materials on reduction of pavement rutting depth”. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 15, pp.1211-1219.

 

-Kim,J. Sholar, G. A. , Kim,S.(2008), “Determination of accurate creep compliance and relaxation modulus at a single temperature for viscoelastic solids,” Journal of Materials in Civil Engineering, vol. 20, no. 2, pp. 147–156.

 

-Rith, M., Kim, Y. K., & Lee, S. W. (2018), “Behavior of RCC-base composite pavement for heavy duty area”. Construction and Building Materials, 175, pp.144-151.

 

-Subhy, A. (2017), “Advanced analytical techniques in fatigue and rutting related characterizations of modified bitumen: literature review,” Construction and Building Materials, vol. 156, pp. 28–45.

 

-Xue, W.  Weaver, E. Wang, L.  Wang, Y. (2016), “Influence of tire inflation pressure on measured pavement strain responses and predicted distresses,” Road Materials and Pavement Design, vol. 17, no. 2, pp. 328–344. 

 

 

-Xueying Z., Aiqin S., Baofu M., (2018), “Temperature Adaptability of Asphalt Pavement to High Temperatures and Significant Temperature Differences,” Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2018, AID 9436321, pp.16­.

 

-Ziari, H., Ameri, M. and Khabiri, M.M., (2007). Resilient behaviour of hot mixed and crack sealed asphalt concrete under repeated loading. Technological and Economic Development of Economy, 13(1), pp.56-60.

 

-Zhang, J. Xu, L. Wang, B. L. (2010), “Modification of creep model of asphalt mixture and parameters determination,” Journal of Wuhan University of Technology (Transportation Science and Engineering), Vol. 4, pp. 699–702.