تحلیل عددی روکش بتنی بر رویه های آسفالتی

به دلیل دوام و عملکرد طولانی مدت رویه های بتنی، مرمت و بازسازی روسازی های انعطاف پذیر (آسفالتی) بوسیله اجرای روکش بتنی بر آنها در 15 سال اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، تعداد زیادی (بالغ بر 1000) مدل اجزای محدود روسازی های متداول با رویه بتن آسفالتی (hma) که با یک لایه از رویه درز دار بتنی ساده (jpcp) روکش شده است ساخته و مورد تحلیل قرار گرفته اند. همچنین اثر تغییرات پارامترهایی همچون ضخامت لایه آسفالتی در روسازی قدیمی، ضخامت دال روکش، مدول الاستیسیته آسفالت و مقاومت بستر (cbr) بر نتایج آنالیزها و خروجیهایی همچون تنش در دال بتنی، کرنش های کششی کف لایه آسفالتی و کرنش فشاری سطح سابگرید و در نهایت عمر سیستم روکش مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. از بسته نرم افزاری ansys جهت آنالیز و ساختن مدل های اجزای محدود استفاده شد. آسفالت به شکل یک مصالح ویسکو الاستیک که رفتارش با مدل ماکسول بسط یافته تعریف می گردد مدل شد. همچنین، رفتار غیرخطی لایه های اساس، زیر اساس و بستر با مدل رفتاری drucker-prager مدل شد. مصالح بتن و فولاد (مصالح بکار رفته در مدل سازی داول ها) به شکل الاستیک خطی مدل شدند تا بتوان با تقریبی ناچیز از حجم و زمان انجام محاسبات کاست. انواع مختلف بارهای محوری و پیکربندی های آنها در این تحقیق بر سیستم روکش اعمال شده و در آنالیزها بکار رفتند به همین دلیل مدل ها همگی سه بعدی ساخته شدند تا علاوه بر انطباق بیشتر با واقعیت، اثر برهمکنش چرخ ها نیز درنظر گرفته شود. تعداد تکرار بار مجاز بر اساس معیار خستگی در دال بتنی روکش، خستگی لایه آسفالتی و همچنین معیار شیارشدگی برای هرکدام از مدل ها بدست آمد. نتیجتاً، بسته به مشخصات مکانیکی و هندسی بستر، رویه قدیمی آسفالتی و روکش بتنی، ضخامت مناسب برای دال بتنی روکش را می توان بر اساس گراف ها و معادلات طراحی ارایه شده؛ بدست آورد.