جاده

جاده

ارائه مدل تاثیر پارامترهای طراحی بر تنش و کرنش در روسازی ماندگار به روش اجزای محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه عمران، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران
چکیده
دوام، هزینه کمتر و عمر بالای روسازی، نقش بسیار مهمی در انتخاب نوع روسازی دارند. در این پژوهش، عملکرد روسازی ماندگار با نرم‌‌افزار اجزای محدود آباکوس، مدل‌سازی گردید. سپس با ایجاد تغییرات در پارامترهای طراحی که عبارتند از: ضخامت لایه‌ها ، ضریب پواسون و مدول یانگ، در سه لایه آسفالتی مقطع، تغییرات کرنش و تنش روسازی در دو زمان مختلف 1/0 و 164/0 ثانیه در 96 مدل مختلف بررسی گردید. داده‌های نرم‌افزار توسط مدل رگرسیون چند متغییره و روش گام به گام بررسی و تحلیل شد و معادله نهایی برای کرنش و تنش تعیین و اعتبارسنجی گردید. نتایج نشان داد که با فرض تنش ثابت، تغییر ضخامت لایه‌های اول تا سوم، ضریب پواسون لایه اول و سوم و همچنین مدول یانگ لایه دوم در سطح معنی داری برای تغییر کرنش قرار دارند. همچنین در حالت کرنش ثابت، تغییر ضخامت لایه اول، ضریب پواسون لایه اول و همچنین مدول یانگ لایه اول تا سوم در سطح معنی داری برای تغییر تنش قرار دارند.
کلیدواژه‌ها

- اویسی فر، مرتضی و عابدینی، محمد (1402). طراحی مدل سرعت وسایل نقلیه بر خرابی بحرانی روسازی ‌انعطاف‌پذیر. فصلنامه جاده.­31(117).212-195.
doi: 10.22034/road.2023.382270.2134
-برادران، ساجد و عامری، محمود (1402). بررسی خرابی شیارشدگی در مخلوط‌های آسفالتی و راهکارهای بهبود آن . فصلنامه جاده 31(114).70-53.
doi: 10.22034/road.2022.337945.2041
-جعفری، محمد حسین. حسین جان‌زاده، حسین و دیواندری، حسن. (1397). اولویت‌بندی گزینه‌های تعمیر و نگهداری روسازی راه با رویکرد محدودیت بودجه (مطالعه موردی: محورکلارآباد- عباس‌آباد). فصلنامه جاده 26(95).
-طاهرخانی، حسن و جلالی جیرندهی، مسعود. (1395). تعیین خصوصیات ویسکوالاستیک مخلوط‌‌های آسفالتی جهت مدل­سازی به روش المان محدود در نرم‌افزار .ABAQUS  فصلنامه جاده.24(89).236-219.
-غنی زاده، علیرضا و صالحی، ماندانا. (1400). مقایسه پاسخ‌های بحرانی روسازی حاصل از تحلیل غیرخطی با استفاده از نظریه چندلایه‌ای و روش المان محدود. فصلنامه جاده ،29(109). 56-43.
doi:10.22034/road.2021.284943.1952
-A. A. Amini. M. Mashayekhi. H. Ziari. (2012).Life Cycle Cost Comparison of Highways with  Perpetual and Conventional Pavements. Inter. J. Pavement Eng. 13 (6) 553-568(in Persian),
doi: 10.1088/1755-1315/1084/1/012053
-AL-Qadi, I. L., Wang, H., Yoo, P. J., & Dessouky, S. H. (2009). Dynamic analysis and in-situ validation of perpetual pavement response to vehicular loading. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2087, 29-39,
-Asphalt Pavement Alliance (APA). (2002). Perpetual Pavements­.  A Synthesis. APA 101. Lanham. Maryland.
-Chundi Si. Hang Cao. Enli Chen. Zhanping You. Ruilan Tian. Ran Zhang and Junfeng Gao (2018). Dynamic Response Analysis of Rutting Resistance Performance of High Modulus Asphalt Concrete Pavement.  Journal of Applied Sciences.8. 2701. App122701.
-Hafez, M., Mousa, R., Awed, A., & El Badawy, S. (2018). Soil Reinforcement Using Recycled Plastic Waste for Sustainable Pavements International    Congress and Exhibition Sustainable Civil Infrastructures. Innovative Infrastructure Geotechnology, Cham.
-Harvey, John & Meijer, Joep & Ozer, Hasan & Al-Qadi, Imad & Saboori, Arash & Kendall, Alissa. (2016). Pavement Life Cycle Assessment Framework Harvey, John T., Joep Meijer, Hasan Ozer, Imad L. Al-Qadi, Arash Saboori, and Alissa Kendall.
-Hernandez,J.A.(2010). Evaluation of the Response of Perpetual Pavement at Accelerated Pavement Loading Facility: Finite Element Analysis and Experimental Investigation [Master's thesis, Ohio University]. OhioLINK Electronic Theses and Dissertations Center.
-Jim  Huddleston­. P.E­. Mark Buncher. Ph.D­. P.E. David Newcomb­. (2004). Asphalt Pavement Alliance Perpetual Pavement. Asphalt pavements and its applications to U.S. 30 perpetual pavement. Ph.D. Dissertation, Civil Engineering Department, Ohio University, Athens, OH. 2007.
-Junqing Zhu, Shad Sargand, Issam Khoury, Derar Tarawneh, Tao Ma, Feng Chen (2022). Dynamic load responses of perpetual pavement test roads on U.S. 23: Full-scale instrumention  and evaluation, Construction and Building Materials, Vol. 331,2022,127326, ISSN 0950-0618. doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127326
-Kulkarni, S., Ranadive, M. (2022). Comparative Study between Proposed Rigid Pavement and Flexible Perpetual Pavement for Western Alignment of Pune Ring Road. In: Laishram, B., Tawalare, A. (eds) Recent Advancements in Civil Engineering. ACE 2020. Lecture Notes in Civil Engineering, Vol. 172. Springer, Singapore.
-Liao, Y. (2007). Viscoelastic FE modeling of asphalt pavements and its applications to U.S.30 perpetual pavement­. Ph.D. Dissertation, Civil Engineering Department, Ohio University. Athens. OH. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ohiou1190919049
-Masada, T. (2007). Laboratory characterization of materials and data management for Ohio-SHRP project. (U.S.23) Report No. FHWA/OH-2001/07. Department of civil engineering, Ohio University. Athens, Ohio.
-Mohammadreza Sabouri (2020). An investigation on perpetual asphalt pavements in Minnesota. International Journal of Pavement Research and Technology­. Chinese Society of Pavement Engineering. Production and Hosting by Springer Nature.  doi.org/10.1007/s42947-020-0149-2
-Newcomb. D.E. Willis­. R & Timm, D.H. (2010). Perpetual asphalt pavements: A synthesis. http://asphaltroads.org/documents/Perpetual_Pavement_Synthesis.pdf
-Rodrigo Polo-Mendoza, Otto Mora, Jose Duque, Emilio Turbay, Gilberto Martinez-Arguelles, Luis Fuentes, Oswaldo Guerrero, Sergio Perez .(2023). Environmental and economic feasibility of implementing perpetual pavements (PPs) against conventional pavements: A case study of Barranquilla city, Colombia, Case Studies in Construction Materials, Vol. 18, ISSN 2214-5095.
  -Sahis, M. K., Biswas, P. P., Sadhukhan, S., Saha, G. (2023). Mechanistic-empirical Design of Perpetual Road Pavement Using Strain-based Design Approach. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 67(4), 1105–1114.
-Schram, S. linna. (2018). 100Perpetual Pavemen Technical Presentation. Iowa Department of Transportation. Ames. IA.
-Seyed Masoud Hadian (2019). Evaluation of Viscoelastic Properties of Asphalt Mixtures by Finite Element Modeling Using Abaqus Software. Sumerianz Journal of Scientific Research .Vol. 2. No. 4.  49-54.
-Sogayise,L.(2023).Mechanistic response of conventional vs perpetual flexible pavements under similar loading condition : a 3-d finite element analysis. Papers presented virtually at the 41st International Southern African Transport Conference on 10-13 July.  
-TxDOT (2001). Memorandum on Full-depth Asphalt Pavements, Flexible Pavement Design Task Force Implementation. Texas Department of Transportation. Austin. Texas. April 23.
-Walubita. L.F., Hu. S and Scullion.T. (2009). The Texas Perpetual Pavement Database Users’  Manual. Technical Report 0-4822-4.TTI. College Station. https://scholar.google.com/scholar?cluster=641514013769847475&hl=en&as_sdt=2005&sciodt=0,5
-Wang, Yuhong (2022). Determination of the stiffness moduli and fatigue endurance limits of asphalt pavements for perpetual pavement design. PolyU Electronic Theses. Color Illustrations. 350-351. https://theses.lib.polyu.edu.hk/handle/200/12176.