شبیهسازی المان محدود مشخصات ناپیوستگی سطحی در عملکرد روسازی انعطافپذیر ترکخورده در اثر بارگذاری دینامیکی | ||
پژوهش های زیرساخت های عمرانی | ||
دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 14، شهریور 1401، صفحه 115-130 اصل مقاله (1.7 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22091/cer.2022.7706.1341 | ||
نویسندگان | ||
میلادحسین عطایی؛ محمدمهدی خبیری* ؛ زهره غفوری فرد | ||
پردیس فنی و مهندسی، دانشگاه یزد. | ||
چکیده | ||
وجود ترک روی آسفالت یکی از متداولترین عوامل خرابی در روسازیهای آسفالتی است. از اینرو، مدلسازی عوامل مؤثر بر آن و همچنین بررسی تأثیر درزگیری بر بهبود عملکرد آسفالت میتواند در مدیریت منابع مالی و بهرهوری هرچه بیشتر مؤثر باشد. این پژوهش با هدف بررسی عددی مشخصات ناپیوستگی سطحی در عملکرد روسازی آسفالتی ترکخورده در اثر بارگذاری دینامیکی انجام شد. در این تحقیق ابتدا نمونههای آسفالتی با ناپیوستگی تعمیرشده و تعمیرنشده در نرمافزار آباکوس مدلسازی و سپس آزمایش خزش دینامیکی و آزمایش خستگی در این نـرمافزار شبیهسازی شدند. برای اعتبارسنجی شبیهسازی انجامشده، آزمایش خزش دینامیکی و خستگی بر روی نمونههای آسفالتی ساختهشده، انجام گرفت. سپس نتایج آزمایشها با نتایج شبیهسازی نرمافزار مقایسه گردید. نتایج این پژوهش نشان میدهد که شبیهسازی آزمایش خزش دینامیکی نتایج بزرگتری را به نسبت آزمایش در واقعیت به دست داده است. از طرفی، نتایج شبیهسازی نمونههای تعمیرنشده تفاوت بیشتری با نتایج آزمایش، نسبت به نمونههای تعمیرشده، داشته است. علاوه بر این در نتایج شبیهسازی آزمایش خستگی مشاهده میشود که جوابهای بهدست آمده از بارگذاری مستطیلی به اندازه %۳۵ بیشتر از شبیهسازی با بارگذاری نیمهسینوسی است. همچنین نتایج بیانگر این است که اثر درزگیری بر رفتار شیارشدگی و خستگی بتن آسفالتی، با توجه به ابعاد ترک و ترکیب دانهبندی میتواند مطلوب یا غیرمطلوب باشد. حسن مدلسازی، امکانپذیر شدن بررسی حالات و اثر عوامل مختلف بر عملکرد روسازی، بدون نیاز به ساخت نمونه و آزمایش در شرایط آزمایشگاهی است، زیرا به کمک آن میتوان به نتایج تقریبی دست یافت. | ||
کلیدواژهها | ||
بارگذاری دینامیکی؛ روسازی انعطافپذیر؛ روسازی ترکخورده؛ مدلسازی عددی؛ ناپیوستگی سطحی | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Numerical Study of Surface Discontinuity Characteristics in the Performance of Flexible Cracked Pavement Due to Dynamic Load | ||
نویسندگان [English] | ||
MiladHosien Ataee؛ Mohammad Mehdi Khabiri؛ Zohrah GhafoiFard | ||
Civil Engineering Department,,Yazd University | ||
چکیده [English] | ||
The presence of cracks on asphalt is one of the most significant and common causes of failure in asphalt pavements; Therefore, modeling and studying the factors affecting it, as well as examining the effect of sealing on asphalt improvement can beas effective as possible in managing financial resources and efficiency of asphalt pavement. The purpose of this study was to numerically investigate the characteristics of surface discontinuity in the performance of cracked asphalt pavement due to dynamic load. In this research, first asphalt samples with repaired discontinuity and samples with unrepaired discontinuity were modeled in Abaqus software and then dynamic creep and fatigue tests were simulated in this software. Then, to validate the simulation, laboratory asphalt samples were made and tested for dynamic creep and fatigue, and the results were compared with the software simulation results. The results of this study show that the simulation of dynamic creep tests has given greater results than the experiments in reality, and the simulation results of simulated unrepaired samples are more different from the test results than the repaired samples, due to the complexity of the geometry. Examples. Also, in the simulation results of the fatigue test, it is observed. The advantage of modeling is that it is possible to study the number of different scenarios of factors affecting the pavement performance without making laboratory samples and conducting experiments; Because, with the help of fashion, approximate results can be achieved. In addition, the results show that crack sealing reduces the resistance of asphalt concrete to grooving and reduces fatigue performance. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Dynamic loading, Flexible pavement, Cracked pavement, Numerical modeling, Surface discontinuity | ||
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
مراجع | ||
[1] Damyar, B., Dehnad, M. H., & Zanjirani Farahani, H. (2021). “Performance Investigation of Modified Bitumen With Ethylene-Vinyl Acetate Polymer and Rubber Powder by Performing Classical and Superpave Tests”, Civil Infrastructure Researches, 6(2), 39-48. [2] Canestrari, F., & Ingrassia, L. P. (2020). “A review of top-down cracking in asphalt pavements: Causes, models, experimental tools and future challenges”, Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 7(5), 541-572. [3] Kimanesh, M. K., Karimi, M. M., & Taghinejad Imran, A. (2021). “Evaluation of the effect of aging on the long-term performance of asphalt-hot mixtures containing large amounts of asphalt chips based on the results of semicircular bending (SCB) test at medium temperature”, Journal of Civil Infrastructure Research, 8(1), 1-20. [4] Shahin, M. Y. (1994). Pavement management for airports, roads, and parking lots. Chapman & HallLength, 450 . [5] Zhou, F., Im, S., Sun, L., & Scullion, T. (2017). “Development of an IDEAL cracking test for asphalt mix design and QC/QA”, Road Materials and Pavement Design, 18(sup4), 405-427. [6] Baghanipour, H., Hosseini, S.A., Aghayan, I. (2020). Experimental evaluation of the effects of crack relief interlayer on the fracture properties of asphalt mixtures. Journal of Transportation Infrastructure Engineering. 6(4), 57-81. [7] Ghanizadeh, A.R., Dalaram, A. (2021). 'Development of a model for predicting the modulus of soil bed soil modulus based on the results of cone infiltration experiments using evolutionary polynomial regression method', Civil Infrastructure Research, 7 (1), pp. 93-109. doi: 10.22091 / cer.2021.7122.1267. In Persian) [8] Fakhri, M., Karimi Abyaneh, P. (2014). Investigation of how fatigue cracks spread in asphalt pavement due to temperature change, using the failure mechanics hypothesis. Transportation Infrastructure Engineering, 1 (2), 55-62 [9] Ozer, H., Al-Qadi, I. L., Singhvi, P., Bausano, J., Carvalho, R., Li, X., & Gibson, N. (2018). Prediction of pavement fatigue cracking at an accelerated testing section using asphalt mixture performance tests. International Journal of Pavement Engineering, 19(3), 264-278. [10] Ling, M., Luo, X., Chen, Y., Hu, S., & Lytton, R. L. (2019). A calibrated mechanics-based model for top-down cracking of asphalt pavements. Construction and Building Materials, 208, 102-112. [11] Rami, K. Z., Amelian, S., Kim, Y. R., You, T., & Little, D. N. (2017). Modeling the 3D fracture-associated behavior of viscoelastic asphalt mixtures using 2D microstructures. Engineering Fracture Mechanics, 182, 86-99. [12] Wang, H., Behnia, B., Buttlar, W. G., & Reis, H. (2020). Development of two-dimensional micromechanical, viscoelastic, and heterogeneous-based models for the study of block cracking in asphalt pavements. Construction and Building Materials, 244, 118146. [13] Freer, M., Qasemzadeh Tehrani, H. (2018). Prediction model of crack cracking index of asphalt (Case study: Firoozkooh and Haraz roads). 9th Conference on Asphalt and Asphalt Mixes. [14] Saranj, S., Moqaddas Nejad, F., Fahimifar, A. (2010). Modeling the behavior of thermal cracks in asphalt pavements. Sixth National Congress of Civil Engineering. [15] Khabiri, M. M., & Saberian, M. (2016). Interaction of subgrade resistance and dimensions of asphalt pavement surface cracks on propagation of secondary distresses. International Journal of Integrated Engineering, 8(3). [16] Dan, H. C., Zhang, Z., Chen, J. Q., & Wang, H. (2018). Numerical simulation of an indirect tensile test for asphalt mixtures using discrete element method software. Journal of Materials in Civil Engineering, 30(5), 04018067. [17] Logan, D. L. (2016). A first course in the finite element method. Cengage Learning. [18] Taherkhani, H., Jalali Jirandehi, M. (2018). Determining the viscoelastic properties of asphalt mixtures for finite element modeling in ABAQUS software. Road, 24 (89), 219-236. [19] Olidid, C., & Hein, D. (2004). Guide for the mechanistic-empirical design of new and rehabilitated pavement structures. In 2004 Annual conference and exhibition of the Transportation Association of Canada-Transportation Innovation-accelerating the pace. [20] Witczak, M. W., & Bari, J. (2004). Development of a master curve (E*) database for lime modified asphaltic mixtures. Arizona State University Research Report, Tempe, AZ. [21] Yang, X., & You, Z. (2015). New predictive equations for dynamic modulus and phase angle using a nonlinear least-squares regression model. Journal of Materials in Civil Engineering, 27(3), 04014131. [22] Liao, Y. (2007). Viscoelastic FE modeling of asphalt pavements and its application to US 30 perpetual pavement (Doctoral dissertation, Ohio University). [23] Chen, T. (2000). Determining a Prony series for a viscoelastic material from time varying strain data. [24] Vasiljevic‐Shikaleska, A., Popovska‐Pavlovska, F., Cimmino, S., Duraccio, D., & Silvestre, C. (2010). Viscoelastic properties and morphological characteristics of polymer‐modified bitumen blends. Journal of applied polymer science, 118(3), 1320-1330. [25] Khabiri, M.M, Moradi, M.. (2016). Evaluation of Different Contaminants’ Effect on Adhesion Performance of Asphalt Layers, Transportation Infrastructure Engineering, 2 (2), 15-35. Doi:10.22075/JTIE.2016.460. [26] Sawalha, M., Ozer, H., Al-Qadi, I.L. and Xue, H. (2017). Development of a modified adhesion test for hot-poured asphalt crack sealants. Transportation Research Record, 2612(1), pp.85-95. [27] Yang, Z., Zhang, X., Tsai, Y. and Wang, Z. (2021). Quantitative Assessments of Crack Sealing Benefits by 3D Laser Technology. Transportation Research Record, 2675(12), pp.103-116.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 478 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 232 |