پاسخ ترمو دینامیکی سیستم روسازی با لایه آسفالتی متخلخل تحت بارترافیکی

Abstract

سیستم روسازی با لایه آسفالتی متخلخل به دلیل دارابودن خصوصیات فیزیکی و مکانیکی قابل توجه از جمله کاهش آلودگی صوتی، جذب جریان آب، مقرون‌به‌صرفه‌بودن برای پارکینگ­ها، جاده‌ها، و باندهای فرودگاه مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه، رفتار دینامیکی سیستم روسازی آسفالت متخلخل ویسکوالاستیک تحت یک بار هارمونیک متحرک بر اساس تئوری کلاسیک ورق‌ها تحت شرایط دمایی مختلف به صورت عددی و تحلیلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سیستم روسازی به‌صورت یک سازه ساندویچی مستطیلی مدل‌سازی شده است. برای درنظر گرفتن خواص تخلخل، سه مدل توزیع تخلخل یکنواخت، تخلخل متقارن غیریکنواخت و تخلخل نامتقارن غیریکنواخت برای لایه آسفالت متخلخل در نظر گرفته شده است که خواص مکانیکی انها در جهات درون‌صفحه و ضخامت تغییر می­کنند. به هر ماده ای که چگالی آن در اثر افزایش حجم ناشی از قرار گرفتن حفرات و تخلخل­های گازی کاهش یابد، ماده متخلخل می گویند. معادلات حرکت از طریق اصل همیلتون استخراج شده و سپس با استفاده از بسط سری فوریه حل می شوند. دقت و صحت فرمول‌بندی به‌دست‌آمده با مقایسه داده­های موجود در ادبیات این زمینه و شبیه سازی المان محدود در نرم­افزار COMSOL Multiphysics® کاملاً نشان داده می‌شوند. مطالعات پارامتری انجام­گرفته در این کار، اثرات سرعت و فرکانس تحریک بار متحرک هارمونیک، توزیع تخلخل و تغییرات دما را بر پاسخ دینامیکی سیستم روسازی آشکار می‌سازد. نتایج بدست آمد نشان­ داده­ است که که رفتار دینامیکی سیستم روسازی آسفالت به طور محسوسی تحت تأثیر چنین عواملی قرار می‌گیرند. علاوه بر این، نتایج نشان می‌دهد که حالت تخلخل متقارن غیریکنواخت از دو نوع تخلخل دیگر برای لایه آسفالت مناسب‌تر است.