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

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه اصفهان ، اصفهان، ایران

10.22091/cer.2024.10885.1560

چکیده

خرابی خستگی عبارت است از مجموعه‌ای از ترک‌های متصل به هم در رویه‌ی بتن آسفالتی که تحت تکرار بارگذاری ترافیکی بوجود می‌آید. عوامل مختلفی سبب پیدایش این نوع از ترک‌ها می‌شود، از آن جمله می‌توان تکرار زیاد تنش‌ها و کرنش‌های کششی در تارهای تحتانی رویه‌ی 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 جهت بررسی عمر خستگی و محاسبه پارامتر تعداد تکرار مجاز عبور، مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو از نرم‌افزار ABAQUS 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. در ادامه، یک ترک با مشخصات لازم در نرم‌افزار مدل گردید و پارامترهای ضریب شدت تنش برای آن محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت، مقادیر تنش، کرنش و جابجایی کاهش پیدا می‌کند. تاثیر 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، تقریباً 37 درصد و تا سرعت 80 کیلومتر بر ساعت حدود 42 درصد کاهش کرنش مشاهده می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Fatigue Life of Asphalt Pavement Under the Effect of Load Speed and Tire Inflation Pressure by Numerical Method

نویسندگان [English]

  • Alireza Shokouhi 1
  • Gholamali Shafabakhsh 2
  • Peyman Hassanzadeh 3
1 Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Professor, Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran.
3 Department of Civil Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

fatigue failure is a set of interconnected cracks in the asphalt concrete surface that occurs under repeated traffic loading. Various factors cause this type of cracks, including high repetition of tensile stresses and strains in the lower layers of the asphalt surface, low thickness of the surface or improper connection of its layers, excessive deformation of the pavement layers due to loading, low strength of the subgrade and the speed of passing vehicles. In this research, the tire speed parameter of the vehicle has been investigated in order to evaluate the fatigue life and calculate the parameter of the number of repetitions allowed to pass. Therefore, ABAQUS software was used and only the forces acting on the surface of the asphalt were used to simulate the tire. Also, in order to investigate and analyze the fatigue, the horizontal strain of the asphalt substrate was investigated. In the following, a crack with the required specifications was modeled in the software and the stress intensity coefficient parameters were calculated for it. The results showed that with increasing speed, the values of stress, strain and displacement decrease. The effect of speed on the longitudinal tensile strain at the end of the asphalt layer is more significant at low speeds and the slope of the strain changes graph decreases with increasing speed in such a way that by increasing the speed from 32 kilometers per hour to 56, approximately 37% and up to 80 kilometers per hour, approximately 42% reduction in strain is observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Top-Down Crack
  • Variable Speed
  • Tire Inflation Pressure
  • Fatigue Life
  • Finite Element Method
CAPTCHA Image