مدل سازی عددی گسترش ترك در مخلوط های آسفالتی اصلاح شده با در نظر گرفتن تئوری ویسكوالاستیسیته و رفتار ناهمگن

در اين پژوهش مصالح آسفالتي در مقياس هاي مختلف شامل قير، ماستيك آسفالتي، ملات آسفالتي و مخلوط آسفالتي از طريق آزمون هاي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج آزمايشگاهي از طريق شبيه سازي عددي صحت سنجي گرديده اند. با استفاده از آزمون هاي استاندارد معرفي شده در پروتكل سوپرپيو شامل آزمايش رئومتر برش ديناميكي و رئومتر تيرچه خمشي رفتار رئولوژيكي و مكانيكي قيرهاي اصلاح شده با پودر لاستيك، استايرن بوتادين استايرن و پلي فسفريك اسيد مورد بررسي قرار گرفته است. بر اساس نتايج به دست آمده از آزمايش هاي قير و تعيين مشخصات سنگدانه هاي مصرفي، مدل سازي عددي ناهمگن براي يك جامد دوفازي صورت گرفته است. سپس طي يك روند مدل سازي چندمقياسي، نتايج ويسكوالاستيك ماستيك آسفالتي براي شبيه سازي رفتار ملات آسفالتي مورد استفاده قرار گرفته است. در نهايت، مخلوط آسفالتي با در دست داشتن مشخصات و ويژگي هاي ملات آسفالتي مدلسازي شده و مدول ديناميكي و زاويه فاز آن با دقت قابل قبول كمتر از 12 % با نتايج آزمايشگاهي تطبيق داده شده است. پس از اطمينان از صحت و دقت نتايج آزمايشگاهي و مطابقت نتايج مدل هاي عددي با رفتار مصالح مبتني بر توابع غني سازي به منظور مدلسازي XFEM حالت پيوسته، روش اجزاء محدود توسعه يافته ميدان ناپيوستگي در محيط ويسكوالاستيسيته مورد استفاده قرار گرفته و روابط و معادلات موردنظر با در نظر گرفتن مدل ماكسول تعميم يافته توسعه داده شده است. سپس با استفاده از نتايج آزمايش خمش ديسك نيم دايره SCB و در دست داشتن پارامترهاي شكست بر اساس اين آزمايش، با بهره گيري از نرم افزار آباكوس و مدل تصادفي توزيع سنگدانه ها گسترش ترك در يك مدل ناهمگن دوفازي شامل درشت دانه ها و ملات آسفالتي با موفقيت مدلسازي شده است.

Keywords:

گسترش ترک , ویسکوالاستیسیته , رفتار ناهمگن , مخلوط آسفالتی اصلاح شده