مکانیزم‌های تغییر شکل ماندگار مخلوط های آسفالتی (مدل‌های شیارافتادگی)

این فصل در مورد استفاده برنامه فنی و تحقیقاتی راه آمریکا(SHRP) برای توسعه آزمایش برشی برای تغییر شکل های دائمی (شیارافتادگی) و ویژگی های مخلوط آسفالت داغ ((HMA، بحث می‌کند. همچنین کاربرد نتایج این آزمایش در طرح اختلاط مخلوط آسفالتی داغ و تحلیل  عملکرد روسازی را تشریح می‌نماید که شامل موارد ذیل می­باشد: (1) بررسی مکانیکی تغییر شکلهای دائمی در مخلوط آسفالت داغ (2) عواملی که در انتخاب آزمایش برای ارزیابی شیارافتادگی مطرح می­شوند و عبارتند از: (الف) اندازه نمونه وابسته به اثرات مرزی و بزرگترین اندازه سنگدانه که مربوط به بخش یا المان حجمی (RVE) نمونه می­شود. (ب) نتایج پاسخ غیر خطی (ج) ارزیابی بار دینامیکی در برابر خزش و (د) تأثیرات آزمایشگاهی روش تراکم (مخلوط آسفالت داغ) بر روی واکنش تغییر شکلهای دائمی (همیشگی)، (3) شرح مختصری از تجهیزات و ابزار آزمایش برشی و دامنه آزمایشهای که انجام داده می­شوند و (4) مثال­هایی از استفاده اطلاعات آزمایش برشی، برای طرح اختلاط و تجزیه و تحلیل مخلوط آسفالت داغ که شامل پیش بینی عملکرد و کارایی آن است.

نتایج این فصل شامل بحث و بررسی شکل گیری و تنظیم یک رابطه ساختاری برای رفتار مخلوط آسفالت داغ در دماهای بالا بر پایه اطلاعات موجود می­باشد، این مدل از یک اجزا ویسکوالاستیک موازی با رفتار مستقل مؤلفه­ های الاستو پلاستیک و در ساختار یا چارچوب تغییر شکل محدود و متناهی، تدوین و تنظیم (فرمول­بندی) می­شود.

برای مشاهده مقالات معرفی کتب کلیک نمایید

شیارافتادگی در مخلوط ­های آسفالتی تحت بارگذاری ترافیکی عمدتاً در دماهای بالا اتفاق می­افتد، مطالعات آزمایشگاهی و نظری (سوسا در 1994، وایسمن 1997، وایسمن 1999) و همچنین داده ­های میدانی (براون در 1989، ایپس در 1999) و همچنین نتایج آزمایشهای عملکرد تسریع شده در دانشگاه برکلی کالیفرنیا که با استفاده از دستگاه شبیه­ساز وسیله نقلیه سنگین HVS)  (به عنوان برنامه آزمایش روسازی تسریع شده کلترانس CAL/ APT) (، (هاروی و همکارانش، 2000) به انجام رسید، نشان دادند که (1) اعوجاج شکلی (برشی) در مقایسه با تغییر حجم، عامل مهمی در تغییرشکل­های دائمی در لایه آسفالت می­باشد. (2) انباشتگی تغییر شکل­های دائمی در این لایه نسبت به مقاومت و استحکام لایه در مقابل اعوجاج شکلی، خیلی حساس و با مقاومت در برابر تغییر حجم نسبتاً غیر حساس است. (3) ماهیت غیرخطی مخلوط سنگدانه­های آسفالت مخصوصاً در دمای بالا به آزمایش مستقیم اندازه گیری مقاومت در اعوجاج شکلی نیاز دارد و انجام هر گونه آزمایشات غیر مستقیم که فرضیه هایی را برای تبدیل داده ­های اندازگیری شده به یک مشخصه مرتبط، با شکل اعوجاج مطرح می­کند، ممکن است شامل خطاهایی پنهانی (ممکن است بزرگ نیز باشد) باشد. (4) توزیع تنش در محل تماس لاستیک با سطح روسازی جاده نقش مهمی در گسترش تغییر شکل­های همیشگی و دائم در لایه آسفالت دارد (دی بیر و همکارانش، 1997). (5) بخاطر وجود تنش برشی زیاد در زیر لبه لاستیک و اندکی زیر سطح روسازی که همراه خواهد بود با بالا رفتن دمای روسازی که این حالت در نزدیکی سطح لایه مخلوط آسفالت داغ اتفاق می­افتد، شیارافتادگی در مخلوط آسفالت داغ به حداکثر 75 تا 100 میلیمتر (3 تا 4 اینچ) محدود می­شود.

بر اساس این بررسی ­ها یک آزمایش برشی به عنوان متدلوژی ارزیابی، برای گرایش شیارافتادگی در ترکیبات و مخلوط آسفالتی داغ(HMA)، انتخاب شد. این فصل به بررسی عواملی چون (1) مکانیک تغییر شکل دائمی در مخلوط­های آسفالت داغ (2) عامل­هایی که در انتخاب آزمایش برای ارزیابی شیارافتادگی شامل (الف) اندازه نمونه مرتبط با اثرات مرزی، و حداکثر اندازه سنگدانه وابسته به المان حجمی (ب) اثرات پاسخ غیر خطی (ج) ارزیابی خزش در برابر تکرار بارگذاری (د) اثرات روش تراکم آزمایشگاهی مخلوط آسفالت داغ بر روی  پاسخ تغییر شکل دائم و همیشگی (3) توصیف مختصری از ابزار و تجهیزات آزمایش و دامنه و حدود آزمایش­هایی که در این باره به انجام رسیده­اند و (4) مثال­هایی از استفاده داده­ های آزمایش برشی برای طرح اختلاط و تجزیه و تحلیل مخلوط که شامل پیش­بینی عملکرد می­باشد. این فصل بررسی و بحث شکل گیری رابطه ساختاری (تشکیل دهنده) برای رفتار مخلوط آسفالت داغ در دماهای بالا، بر اساس اطلاعات موجود را شامل می­شود. این مدل از یک مؤلفه ویسکوالاستیک به موازات یک بخش الاستو پلاستیک مستقل از نرخ بوده که در چارچوب تغییرشکلهای محدود تنظیم و تدوین شده است.

برای مشاهده کتب عمومی کلیک نمایید

فهرست

فصل اول

بررسی خصوصیات شیارافتادگی مخلوط آسفالتی با استفاده از آزمایش برش ساده  1

چکیده 1

1-1 مقدمه. 2

1-2 مکانیک تغییر شکل های دائمی.. 3

1-2-1 تغییر حجم در برابر اعوجاج شکل.. 4

1-2-2 المان حجمی و ملاحظات اندازه نمونه آزمون آزمایشگاهی.. 11

1-2-3 مشخصات پاسخ غیر خطی مخلوط های سنگدانه – قیر. 17

1-3 آزمایش برشی ساده به صورت  آزمایشگاهی برای تعیین تغییر شکلهای دائمی.. 19

1-3-1 روش ها وتجهیزات آزمایشگاهی.. 19

1-3-2- ملاحظات تغییرپذیری و قابلیت اطمینان آزمایش.... 25

1-3-3- ملاحظات اندازه نمونه آزمایشگاهی و آماده سازی.. 27

1-4 تحلیل و طرح اختلاط، ارزیابی عملکرد. 31

1-4-1 طرح اختلاط.. 31

1-4-2 روسازی ضمانت شده، I-5. 34

1-4-3 بهسازی طولانی مدت روسازی I-710. 37

1-4-4 ارزیابی مخلوط.. 39

1-4-5 توسعه معیارهای طرح اختلاط روسازی باند خزش فرودگاه در بارگذاری هواپیماهای پهن پیکر  41

1-5–  بارگذاری خزش در مقابل بارگذاری تکراری.. 46

1-5-1 پیش بینی عمق شیار به روش بازگشتی.. 48

1-5-2 فرمول بندی ساختاری برای رفتار مخلوط آسفالتی داغ در دماهای بالا. 59

1-6 - خلاصه. 63

1-8- منابع و مراجع. 66

فصل دوم

ارزیابی تغییر شکل دائمی برای روسازی مخلوط آسفالتی و برای طرح اختلاط آن   71

چکیده 71

2-1 مقدمه. 71

2-2- مدلهای شیار افتادگی مکانیستیک - تجربی.. 73

2-2- 1 مدلهای شیارافتادگی بسترراه 73

2-2-2 مدلهای کرنش دائمی.. 74

2-2-3 مدلهای نسبت تغییر شکل دائمی به تغییرشکل برجهنده 79

2-2-4 مدلهای رگرسیون.. 83

2-2-5 خلاصه. 84

2-3 مدلهای پیشرفته ساختاری برای شیارافتادگی.. 84

2-3-1 ویسکوالاستیسته خطی.. 86

2-3-2 ویسکوپلاستیسیته. 88

2-3-3 خرابی مستمر. 93

2-3-4 اعتبار  سنجی مدل.. 99

2-4 آزمایش عملکرد ساده برای شیارافتادگی مخلوط آسفالتی.. 101

2-4-1 آزمایش تغییر شکل دائمی به روش خزش استاتیکی.. 103

2-4-2 ارزیابی زمان جریان.. 104

2-4-3 آزمایش تغییر شکل دائمی با بار مکرر 105

2-4-4 مسائل مربوط به آزمایش.... 108

2-5 برنامه تجربی.. 108

2-5-1 ضوابط طرح اختلاط.. 111

2-6 خلاصه. 114

2-8 منابع و مراجع. 116

واژه نامه انگلیسی – فارسی   123