بررسی مدلسازی نفوذ اکسیژن به فیلم قیر در نرم افزار کامسول

یکی از معضلاتی که روسازی آسفالتی با آن مواجه میشود، پیرشدگی قیر است. در اثر پیرشدگی قیر، روسازی آسفالتی سخت میشود و احتمال وقوع خرابیهای دیگر بالا میرود. قیر بهعنوان یک مادهی نفتی، وقتی در شرایط محیطی با دمای بالا و در معرض اکسیژن قرار میگیرد، دچار اکسیداسیون شده و ویسکوزیتهی آن افزایش یافته که درنتیجه دچار سختشدگی میشود. فرآیند اکسیداسیون قیر به میزان نفوذ اکسیژن در قیر وابسته است. به منظور پیش بینی رفتار ریولوژیکی قیر در طول زمان، محققین با شبیه سازی شرایط محیطی در آزمایشگاه داده های تجربی بهدست آورده که بر اساس این داده ها مدل هایی ارایه دادهاند که میتواند با خطای قابل قبولی میزان تغییرات ویسکوزیته قیر را پیشبینی کند. برای مدلسازی و پیشبینی رفتار قیر در طول زمان از نرم افزارهای المان محدود نظیر کامسول استفاده شده است. نتایج حاصل حاکی از آن است که در اثر گذشت زمان و پیش رفتن فرآیند اکسیداسیون قیر و به وجود آمدن گروه های حاوی کربونیل و سولفونیل در ساختمان قیر، ویسکوزیته قیر زیاد شده و ضریب نفوذ اکسیژن در قیر کم میشود. درنتیجه از سرعت اکسیداسیون کاسته میشود. همچنین میزان افزایش ویسکوزیته قیر در عمق فیلم کمتر از سطح فیلم قیر است چون اکسیژن کمتری نسبت به سطح در آن وجود دارد؛ اما در طول زمان با حرکت محصولات اکسیداسیون در عمق فیلم، ویسکوزیته عمق فیلم قیر از نواحی وسط بیشتر میشود و نمودار افزایش ویسکوزیته روند U شکل را نشان میدهد.

Keywords:

پیرشدگی , نفوذ اکسیژن به قیر , اکسیداسیون قیر , مدلسازی اکسیداسیون قیر , روسازی آسفالتی , کامسول