بررسي رفتار ترك‌خوردگي مخلوط‌هاي آسفالتي با به‌كارگيري مدل‌سازي ناهمگن

Determining the Cracking Growth Behavior of Asphalt Mixture Using Heterogeneous Modeling

در اين مطالعه، با مدلسازي غيرهمگن، رفتار رشد ترك‌خوردگي مخلوط آسفالتي بررسي مي‌گردد. بدين منظور، ابتدا نمونه‌هاي آسفالتي با استفاده از الگوريتم توليد و توزيع تصادفي سنگدانه‌ها ايجاد مي‌شوند. سپس، اين نمونه‌هاي آسفالتي به‌صورت عددي مورد تحليل قرار گرفته و پارامترهاي شكست مخلوط آسفالتي محاسبه مي‌گردند. در ادامه، تأثير توزيع سنگدانه‌ها، مدول الاستيسيته سنگدانه‌ها، ضريب پواسون سنگدانه‌ها، مدول الاستيسيته ماستيك، ضريب پواسون ماستيك و بارگذاري تحت مودهاي تركيبي بر پارامترهاي شكست مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهد كه مدلسازي غيرهمگن به‌صورت محسوسي پاسخ‌هاي مكانيكي مخلوط آسفالتي را تحت تأثير قرار مي‌دهد. موقعيت نوك ترك تأثير به­ سزايي بر مقدار و علامت ضرايب شدت تنش دارد. به‌طوري كه اگر نوك ترك در ناحيه ماستيك قرار داشته باشد، ضريب شدت تنش مودIدر مدلسازي همگن كمتر از مدلسازي غيرهمگن خواهد بود. در حالي كه اگر نوك ترك در سنگدانه‌هاقرار داشته باشد، مقدار ضريب شدت تنش مدلسازي غيرهمگن بيشتر از مدلسازي همگن مي‌گردد.

In this study, cracking growth behavior of asphalt mixture was investigated by heterogeneous modeling. First, the asphalt samples are created by using generation and random distribution algorithm of the aggregates. These asphalt samples are numerically analyzed and failure parameters of the asphalt mixture are calculated. Then, the effect of aggregate distribution, elasticity modulus of aggregates, Poisson coefficient of aggregates, elasticity modulus of mastic, Poisson coefficient of mastic, and loading under combined modes on failure parameters are evaluated. Results showed that heterogeneous modeling considerably affects the mechanical responses of asphalt mixture. Position of the crack tip has significant effect on value and sign of the stress intensity factors, such that if the crack tip is located in the mastic region, the mode I of stress intensity factor in homogeneous modeling will be less than heterogeneous modeling. But if the crack tip is located in the aggregates, the stress intensity factor of heterogeneous modeling will be greater than homogeneous modeling.