بررسي اثر تنش‌ ناشي از بارگذاري ترافيكي و گراديان حرارتي در روسازي بتن غلتكي با استفاده از روش اجزاي محدود

Investigating the effect of thermal gradients and traffical loads in roller compacted concrete pavement using finite element method

سالانه مبالغ زيادي در سراسر جهان هزينه طرح، ساخت و نگهداري روسازي راه­ها مي­ گردد. تعداد زيادي از گسيختگي­ هاي روسازي در نتيجه ­ي اعمال بارهاي مختلف ناشي از وسايل نقليه، تغييرات محيطي و استراتژي­هاي ضعيف نگهداري رخ مي­ دهد. يكي از مسائل مهم در روسازي­هاي بتني كه باعث ايجاد ترك و كاهش ظرفيت در روسازي بتني مي­شوند، تنش­هاي حرارتي ناشي از گراديان­هاي حرارتي و تنش­هاي تركيبي ناشي از گراديان حرارتي و بارگذاري ترافيكي است. عواملي نظير تابش خورشيد و تغيير دما باعث ايجاد تنش­هاي حرارتي در روسازي مي­شوند. اين تنش­ ها به تنهايي و يا به­ صورت تركيب با بارگذاري ترافيكي مي­توانند منجر به ايجاد ترك خوردگي در سطوح مختلف روسازي شوند كه اين ترك­ها مي­توانند به ­تدريج موجب خرابي سازه­اي روسازي بتني شوند. لذا تحقيق روي پارامترهاي مؤثر بر ترك خوردگي بتن امري ضروري به نظر مي­رسد. تا پيش از ظهور روش اجزاي محدود، اين دسته از پژوهش­ها توسط نتايج آزمايشگاهي و تجربي انجام مي­ گرفت كه به دليل سخت و طاقت­ فرسا بودن آن به مرور زمان جاي خود را به روش­هاي عددي دادند. در اين پژوهش، از نرم­افزار آباكوس براي مدلسازي سهبعدي روسازي بتن غلتكي و بررسي پاسخ اين روسازي تحت تركيب بارگذاري ترافيكي و حرارتي استفاده شده است.

It has been spent big amouts of budget for design,build and maintenance of roads in all over the world.Many of the failures occurring in pavements are as results of different vehicle loads,environmental changes and poor maintenance strategies.One of the important issues that creates cracks in concrete pavement and reduces pavement loading capacity is thermal stresses caused by temperature gradients and combined streeses due to temperature gradient and traffic loads.Factors such as solar radiation,temperature changes and etc. cause thermal stresses in pavements. These stresses , alone or in combination with traffic loading, can lead to cracks in the surfaces of the pavement, which can gradually lead to the removal and destruction of concrete pavement. Therefore, research on effective parameters of this issue seems necessary. Until the advent of the finite element method, these categories of researches were carried out experimentally, which, due to their hardiness, over time, gave their place to numerical methods. In this paper, the Abqus software is used to model three-dimensional roller compacted concrete pavement and to investigate the response of this pavement under the combination of traffic and thermal loading.