بررسی آزمایشگاهی و مدلسازی عددی میکرومکانیکی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی حاوی فیلر آهکی

درصد پرشدگی حجمی و نوع فیلر بر خواص رئولوژیک و مکانیکی مواد مرکب قیری موثر است. این تاثیر میتواند ناشی از اندرکنش شیمیایی بین فیلر و قیر و یا پدیده­های فیزیکی ساده باشد. بررسی تاثیر فیلر بر عملکرد ماستیک آسفالتی مسئله­ای مهم برای درک عملکرد مخلوط آسفالتی است. در این پژوهش، دو رویکرد آزمایشگاهی و مدلسازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص رئولوژیک نمونه های ماستیک آسفالتی ساخته شده با قیر خالص و فیلر آهکی با نسبت های پرشدگی مختلف با استفاده از آزمایش جاروب فرکانسی تعیین شده است. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش درصد پرشدگی حجمی فیلر در ماستیک آسفالتی منجر به تغییر مقادیر مدول برشی مختلط (G*) و زاویه فاز (δ) آن با رفتاری غیرخطی میشود که موسوم به پدیده سختشوندگی است. با در نظر گرفتن مفهوم ناحیه انتقالی بین فیلر و قیر، شاخصی با عنوان نسبت پرشدگی موثر (EVFR) برای توجیه این پدیده معرفی شده است. برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی بر اساس ویژگی های مکانیکی قیر و فیلر از شبیه سازی با روش اجزای محدود (FEM) استفاده شده است. دقت این مدل ها بر اساس محاسبه اختلاف نسبی بین مدول برشی مختلط (G*) آزمایشگاهی و مدول برشی مختلط پیش بینی شده توسط مدل ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی نشان دهنده این است که معرفی نسبت پرشدگی موثر (EVFR) به مدل عددی میتواند با تقریب خوبی منجر به افزایش دقت نتایج برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک نمونه های ماستیک آسفالتی شود.

Keywords:

Asphalt Mastic , Limestone Filler , Numerical Micromechanical Modeling , Viscoelastic , Finite element modeling