بررسی اثر فشار باد چرخ بر پاسخ‌های روسازی های مسلح شده با ژئوسنتتیک با تحلیل ویسکوالاستیک به روش المانهای محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه زنجان

چکیده

افزایش فشار باد چرخ کامیون‌ها عاملی است که بر فرآیند برهم‌کنش بین چرخ و روسازی تاثیرگذار خواهد بود. این پدیده موجب کاهش سطح تماس بین چرخ و روسازی شده و می‌تواند خرابی‌هایی را در روسازی‌های آسفالتی ایجاد کند. یکی از روش‌های تقویت روسازی‌های آسفالتی در برابر این خرابی‌ها، استفاده از ژئوسنتتیک است. در این تحقیق سعی شده است تا به روش المان محدود و با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS مدلی سه بعدی از روسازی‌های آسفالتی رایج در ایران ساخته شود و تاثیر افزایش فشار باد چرخ بر این روسازی، در حالت مسلح شده و غیرمسلح، مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. در مدلسازی روسازی، رفتار ویسکوالاستیک برای رویه آسفالتی لحاظ گردیده و با استفاده از مشخصات بتن آسفالتی مورد استفاده در روسازی های ایران، روشی برای تعیین ثابت های پرونی مورد نیاز در تحلیل ویسکوالاستیک ارائه گردیده است. سه نوع ژئوسنتتیک با مدول الاستیسیته مختلف در سه محل متفاوت (زیر لایه آسفالتی، زیر لایه اساس و زیر لایه زیراساس) استفاده شده و تاثیر سه فشار باد چرخ 600، 750 و 900 کیلوپاسکال بر حداکثر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی و حداکثر کرنش فشاری روی بستر مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج حاصل از این تحقیق، افزایش فشار باد چرخ عمدتا بر کرنش‌های کششی زیر لایه آسفالتی اثرگذار است و تاثیر چندانی بر کرنش‌های فشاری روی بستر ندارد. علاوه‌براین، مشخص شد که موقعیت بهینه ژئوسنتتیک برای کاهش حداکثر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی و حداکثر کرنش فشاری روی بستر، به‌ترتیب، زیر لایه آسفالتی و روی لایه بستر می‌باشد. همچنین، نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که تغییرات فشار باد چرخ بر عملکرد ژئوسنتتیک‌ها تاثیری ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effects of Tire Pressure on the Responses of Geosynthetic Reinforced Asphalt Pavement Using Finite Elements Methods

نویسندگان [English]

  • Hasan Taherkhani
  • Amirjavad Moradloo
  • Masoud Jalali Jirandehi
چکیده [English]

Increasing of tire inflation pressure in recent years is one of the main changes in truck loads characteristics which is highly effective on the interaction of tire and pavement. It results in the reduction of tire imprint surface area leading to the increase of pavement damage. Reinforcement of pavement using geosynthetic is one of the methods to overcome this problem. In this study, the effects of tire inflation pressure on the responses of a typical asphalt pavement reinforced by geosynthetic have been investigated. 3D Finite Elements method using ABAQUS has been utilized for pavement analysis and determination of pavement responses. Viscoelastic behavior was assumed for the asphalt layer and a method was developed for determination of the Proney’s series parameters for a typical asphalt concrete mixture used in Iranian pavements. Three types of geogrid with different elastic modulus has been utilized at three different positions in the pavement structure, and the effects of different tire pressures of 600, 750 and 900kPa on the two critical pavement responses of the horizontal tensile strain at the bottom of asphalt layer and the vertical compressive strain on the top of subgrade have been investigated. It is found that, the tire pressure is mainly affect the horizontal tensile strain of the asphalt layer and the compressive vertical strain on the subgrade is not significantly affected by the tire pressure. The results also show the optimum position of the geogrid for reducing the horizontal tensile strain of the asphalt layer is at the bottom of asphalt layer and that for reduction of the compressive strain on the subgrade is beneath the sub-base layer. it is also found that the performance of geogrid in reduction of the tensile and compressive strain is not affected by the tire pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphalt pavement
  • Tire pressure
  • Geosythetic
  • Viscoelastic
  • Finite Elements

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 شهریور 1398
  • تاریخ دریافت: 04 فروردین 1394
  • تاریخ بازنگری: 14 دی 1394
  • تاریخ پذیرش: 14 دی 1394