بررسي عددي تاثير تسليح بستر خاكي روي اندركنش چرخ و رويه بتني راه

Numerical investigation of the effect of Subgrade reinforcement on the interaction of wheel - concrete pavement

كنترل كيفيت سيستم روسازي راه با استفاده از شبيه سازي عددي حركت چرخ بر روي سطح روسازي ضرورت ويژه اي يافته كه در اين ميان بررسي عملكرد تسليح بستر خاكي سيستم روسازي راه در بهبود كيفيت اين سيستم در طي حركت چرخ نيز از اهميت خاصي برخوردار مي باشد. در اين تحقيق، ضمن اطمينان از صحت نحوه شبيه سازي هاي عددي، با شبيه سازي عددي دوبعدي آزمايش حركت چرخ صورت گرفته بر روي رويه بتني يك سيستم روسازي راه مستقر بر بستر ماسه اي در دو شرايط غير مسلح و مسلح با لايه هاي ژئوگريد (توسط نرم افزار اجزاي محدود Abaqus)، بررسي عملكرد لايه هاي ژئوگريد در كاهش جابه جايي هاي ديناميكي ناشي از حركت چرخ بر روي رويه راه انجام يافته و تأثير پارامترهاي مكانيكي و هندسي لايه هاي ژئوگريد نيز در بهبود اين عملكرد، مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با حضور لايه ژئوگريد در بستر ماسه اي روسازي راه، به طور قابل ملاحظه اي از ميزان جابه جايي رويه روسازي راه در طي حركت چرخ كاسته مي شود. همچنين، با افزايش تعداد لايه هاي ژئوگريد (تا 3 لايه) و ضخامت لايه هاي ژئوگريد (خصوصا تا 3 ميلي متر) و نيز با افزايش مدول يانگ لايه هاي ژئوگريد (خصوصا 1970 مگاپاسكال) يا به عبارتي انتخاب نوع مناسبي از لايه هاي ژئوگريد (نوع Medium Geogrid و Stiff Geogrid)، عملكرد لايه هاي ژئوگريد در كاهش جابه جايي رويه روسازي راه در طي حركت چرخ به طور قابل توجه اي بيشتر نيز مي شود. افزايش فاصله نسبي قائم لايه هاي ژئوگريد و افزايش عمق قرارگيري اولين لايه ژئوگريد در بستر ماسه اي روسازي راه نيز منجر به كاهش عملكرد لايه هاي ژئوگريد در جلوگيري از جابه جايي رويه روسازي راه در طي حركت چرخ خواهد شد.

In recent years, controlling the quality of the road pavement system by numerical simulation of the wheel yelling on the surface of the paved structure is of great importance and among other factors the evaluation of the reinforced soil bed system in improving the quality of the road system during the movement of the wheel is also very important. Thus, in this research while assuring the accuracy of numerical simulations the wheel movement on a concrete surface of a paved system based on a sand bed under two non-reinforced and reinforced conditions by geogrid layers has been modeled by 20 numerical simulation method (by Abacus finite element software), and the performance of geogrid layers in reducing the dynamic displacement due to wheel movement on the road, and also the mechanical and geometric parameters of the geogrid layers in improving its performance has been studied. The results showed that by using the geogrid layers in sand bed of the paved road the displacement of the paved surface has been greatly reduced during the wheel movement also by increasing the number of the geogrid layers (up to 3 layers) or their thickness (specially up to 3mm) or increasing the young modulus (from 1970 MPa) or in other words selecting the appropriate type of geogrid layers (specially medium or stiff geogrid) their performance in reducing the displacement of the paved surface during the wheel movement is considerably improved. Increasing the relative vertical distance of the geogrid layers or increasing the depth of the first layer on sand bed will reduce the geogrid performance in preventing the displacement of the paved surface during the wheel movement.