انتخاب صفحه

چکیده 

 روسازیها در طی دوران  بهرهبرداری احتیاج به تقویت دارند، که این امر از طریق لایه روکش یا لایه  بتنآسفالتی صورت  میپذیرد. به نظر  میرسد، به منظور دستیابی به طرحی مناسب، بررسی تاثیر ضـریب ارتجـاعی (مدول الاستیسیته)، که از ویژگیهای مکانیکی مصالح لایه روکِشِ بتن آسفالتی است، در انتقال ترک های انعکاسی، لازم است. این بررسی در  روسازیهای مرکب با اساس بتنی و روکش  بتنآسفالتی در حالتیکه دو لایه بطور کامل به م چسبیده اند صورت گرفته است. بدین منظور مدلی از روسازی مرکب در نرم افزار المان محدود ANSYS ، طراحی و مورد تحلیل قرار گرفت. در این مدل علاوه بر فرضیات بکار گرفته شده در تحلیل روسازی، با استفاده از المانهای ریزتر در محل درز و مصالح همگن و ایزوتروپ، شرایط مرزی مناسب ایجاد شده است. سپس با اعمال بار گسترده استاندارد kip ۱۸ (۲/۸ تنی) بصورت محور منفرد، مدل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این تحلیل با تغییر ضخامت لایه روکش و ضریب ارتجاعی آن، تنش های کششی و فشاری لایه بتن آسفالتی و میزان نشست روسازی هنگامی که بار دقیقاﹰ بر روی ترک قرار دارد با دو برنامه ANSYS و KENSLABS ، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه این بررسی ها نشان داد که با افزایش ضریب ارتجاعی و درصد مصالح سنگی در مخلوط  بتنآسفالتی، مقادیر تنش کششی در زیر لایه بتن آسفالتی و تنش فشاری در زیر دال بتنی به ترتیب افزایش و کاهش یافته و مقادیر کرنش کششی در زیر لایه بتن آسفالتی و فشاری در زیر دال بتنی نیز کاهش یافته است. بنابراین مناسب ترین مقدار ضریب ارتجاعی، برای جلوگیری از شروع تر ک انعکاسی، مقداری است که در ضخامت های کمتر، تنش فشاری بر روی بستر و تنش کششی در زیر بتن آسفالتی کمتر باشد.

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه

زمینه تحقیق

  بررسی وضعیت روسازی  جادههای ایران و مطالعه سوابق احداث  روکشها، همگی بیانگر آن اسـت که  متأسفانه  جادهها بدلیل عدم نگهداری و اجرای نادرست، دارای عمری کوتاه و بـه مراتـب کمتـر از دوره طرح  پیشبینی می باشند. یکی از مهمترین وظایف در سیست م نگهداری راههای آسفالته، اجرای روکشهای بتنآسفالتی در زمان مناسب و بموقع می باشد. روکش های بتن آسفالتی به منظور اصـلاح نـواقص و افـزایش قدرت باربری ساخته میشوند. اگر روسازی راهی به طور اصولی و صحیحروکش نشود،  راه در برابـر عوامـل جوی و اثر فرساینده آمد و شد خودروها و نفوذ آب مقاومت نکرده و به سرعت رو به زوال و خرابی می رود.

  بطور کلی  روسازیها بر اساس خصوصیات  سازهای و نحوه گسترش تنش در آنها و همچنین تحمـل بارهای وارده، به دو دسته کلی تقسی م می شود: روسازی های انعطاف پذیر١و روسـازیهای صـلب ٢. روسـازیهای انعطاف پذیر شامل انواع روسازیهای آسفالتی و شنی می باشند که تغییرات بستر و لایه های خاکی روی آن به قشر رویه منتقل می گردد. و بنابراین در آنها از لایه هایی با سختی (ضریب ارتجاعی) ک م اسـتفاده مـی شـود .این نوع  روسازیها بارهای خارجی را بدون گسترش زیاد و در ی ک سـطح نـسبتاﹰ کوچـ ک بـه خـا ک بـستر روسازی منتقل  میکنند. روسازیهای صلب یا بتنی، روسازیهایی هستند که بر اساس مقاومت خمشی استوار بوده و در آنها از ی ک یا چند لایه با سختی زیاد استفاده  میشود. این نوع روسازیها بارهای خارجی را بـدون تغییر شکل زیاد صفحه بتنی در ی ک سطح نسبتاﹰ وسیع به خا ک ب ستر روسازی منتقل  مینمایند. از ایـن رو در جاهایی که توان باربری زمین یکسان و ک م باشد ساختن راه بتنی بجاست. تفاوت اصلی بین این دو نـوع از روسازیها در نحوه گسترش و پخش بارهای خارجی است. به همین دلیل از روسازیهای انعطـاف پـذیر در جاده ها برای عبور بارهای متحر ک و از روسازیهای بتنی در فرودگاهها، پارکینگ هـا و دیگـر مکانهـایی کـه بارها به صورت وزنی بر دال بتنی اعمال می شوند استفاده می شود.

  از دیگر انواع روسازی ها، میتوان: روسازی های  مرکب١ که از لایه های صـلب  و  انعطـافپـذیر سـاخته شده  و روسازی های بتنی مسلح پیوسته تقویتی٢ و روسازی های پس تنیده٣ است.  یکی از مهمترین عواملی که در طرح روسازیها تاثیر دارد و باید مورد بررسی قرار گیرد، خصوصیات و مشخصات قشر رویه روسازی است، که به عنوان مقـاومترین مـصالح روسـازی حـداکثر تـنش هـای افقـی و کششی را تحمل  میکند. اگر چه تعمیر روسازیهای تر ک خورده بکم ک روکش بر تقویت روسازی می افزاید، اما راه حل مناسبی برای تر ک های قدیمی که به سرعت در سطح روکش گسترش می یابند، نمی باشد.   تر ک برداشتن یا ایجادو بازشدگی  یا گسترش ی ک درز در قشر رویه به دلیل انبـساط و انقبـاض و افت و خیزهای ناشی از عبور ترافی ک و تغییرات درجه حرارت است. حرکات افقی و قـائ م روسـازی قـدیمی باعث ایجاد و پیشروی تر ک در روکش می گردد که به این پدیده تر ک انعکاسی گویند.

  بررسی های مختلفی بر روی لایه روکش و  لایههای دیگر در زمینه جلوگیری از تر ک انعکاسـی ارائـه شده است . از جمله این بررسیها، می تـوان  تحقیقـات مولنـار، ژاکـوب  و تحقیقـات ارائـه شـده در همـایش بینالمللی ترکهای انعکاسی را نام برد. با این وجود بررسی بـر روی خـصوصیات مکـانیکی از جملـه ضـریب ارتجاعی و ضخامت روکش حائز اهمیت است، چرا که با این بررسی ها  میتوان تا حدی از هزینه های اضـافیجهت روکش های نامناسب کاست و به عمر روسازی افزود.

 زمینه تحقیق

فرضیه ها وزمینه تحقیق

لزوم انجام تحقیق

شیوه تحقیق

خلاصه پایان نامه

تعاریف

تعیین حدود تحقیق وفرضیات کلیدی

خلاصه

فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته

مقدمه

در این قسمت با مرور منابع مختلف و تحقیقات گذشته مسائل و سؤالاتی کـه تـاکنون پاسـخ داده نشدهاند، بررسی  میگردند. بررسیها بر روی تحقیقات مختلف نشان میدهـد اکثـر روشـهای جلـوگیری از ترکهای انعکاسی روشهای آزمایشگاهی و یا استفاده از لایه ژئوتکستایل صورت گرفته است و کمتر بـر روی این موضوع کار شده است که مشخصات مصالح لابه روکش چه تأثیری در کاهش ترکهای انعکاسی دارد. مصالح روسازیهای آسفالتی در برابر عوامل جوی و ترافیکی پایداری دائـ م ندارنـد. و بـه مـرور زمـان خواص اولیه خود را از دست داده و به دنبال آن معایب و نقایص گوناگونی در مقاطع مختلف ی ک راه نمایان می گردد که در صورت عدم رسیدگی و ارزیابی و مرمت به موقع آنها در سطح وسیعی گسترش مـی یابنـد و نارضایتی استفاده کنندگان از راه، عدم ایمنی و اتلاف سرمایه های عظی م ملی به همراه خواهد داشت.  مطالب این قسمت از مقالات متعدد برداشت شده که همگی روشهای مختلفـی را در کـاهش تـر ک انعکاسی بکار بردند. در واقع تر ک در روسازی وجود داشته که بنابراین روشهای جلوگیری از گسترش تـر ک ارائه شده است.

مقدمه

روشهای اولیه والگوهای طبقه بندی موضوعا

انواع روکش ها

ترک های انعکاسی

طراحی روکش

منشا ترک ها ونحوه گسترش آنها

بررسی روشهای جلوگیری از ترک های انعکاسی

الگوهای تحلیل وفرضیات متداول

قانون خستگی وبررسی پدیده خستگی

گسترش ترک ومدهای شکست

ارزیابی وتحلیل پدیده خستگی به روش مکانی شکست

مدهای شکست

محاسبه شدت تنش

اثرمتغیرهای مخلوط بتن آسفالتی برضریب دینامیکی

محاسبات مربوط به ترک های انعکاسی در روکش ها ونتایج آن

سوالات مطرح ویافته ها تااکنون

خلاصه

فصل سوم:آنالیز روکشهای بتن آسفالتی باتوجه به ترک های انعکاسی

مقدمه

در این فصل به تحلیل و آنالیز مدلی از روسازی مرکب پرداخته می شود. با توجه بـه اینکـه روسـازی مرکـب شامل دو مصالح مختلف است، بنابراین در نرم افزار المان محدود ANSYS ایندو مصالح با دو المان مختلف شبیه سازی شدهاند. خصوصیات اولیه بدست آمده جهت تحلیل مدل، از منابع مختلف و همچنین کتاب یانگ برداشت شده اسـت که از مقادیر معمول در روسازی راهها میباشند و در آییننامه روسازی راههای ایران نیز استفاده شده است. بنـابراین اطلاعات بدست آمده بصورت کتابخانه ای بوده و آزمایشگاهی نمی باشد.

سپس با اطلاعات بدست آمده مدلی از روسازی مرکب ساخته شد و ی ک درز کـه عملکـرد آن مـشابه  تـر ک  است، ایجاد شد. علت انتخاب درز بجای تر ک این است که اولاﹰ ترکهای انعکاسی اکثراﹰ در درزها بوقـوع مـیپیوندنـد و ثانیاﹰ درز ها بنا به تئوری راشید در سال ١٩٨٢ همان تر ک در لایه بتنی است. بنـابراین پـس از مدلـسازی درز و میلـه داول که شرح مدلسازی آن در کتاب یانگ آمده است، شرایط مرزی مناسب ایجاد و بارگذاری مدل تحت یـ ک محـور منفرد ٢/٨ تنی انجام شد. المانها در نزدیکی درز ریزتر انتخاب شـد تـا جوابهـای دقیقتـری را در محـدوده بارگـذاری بدست آورند . مدل در شرایط مختلف روکش بتنآسفالتی تحلیل گردید و تغییرات تنش و کرنش آن همچنین میـزان نشست روسازی مورد بررسی قرار گرفت.

مقدمه

دلیل بکارگیری روش تحقیق

روشهای حل عددی مساله با نرم افزار ANSYS

مراحل اساسی در روش اجزاء محدود

برنامه ANSYS و بررسی دقت آن

فرضیات مساله ومشخصات مصالح درآنالیز مدل

المان های مورد استفاده

مدلسازی مصالح روسازی مرکب

مدلسازی بستر

مدلسازی درز ومیله داول

مدلسازی میله های دوخت

مدل سازی اساس بتنی

طراحی دالهای مختلف بتنی

مدلسازی روکش بتن آسفالتی

هندسه مدل

بارگذاری مدل

شرایط تکیه گاهی

مش بندی مدل

بارگذاری وتحلیل مدل

نکات مثبت کار

خلاصه

فصل چهارم:تحلیل نتایج وبحث پیرامون آن

مقدمه 

پس از اجرای برنامهANSYS  در این فصل به تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده از آن میپردازیم.این نتایج در قسمتهای دیگر بصورت نمـودار و جـدول آورده شـده اسـت. در ایـن فـصل پـس از بررسـی تحقیقات گذشته و بدست آوردن داده های مناسب، طرح هندسی مدل در نرم افزار ترسی م و پس از بارگذاری اجرا شد . با توجه به آنچه که گذشت در این پایاننامه ی ک روسازی مرکب با روکش بـتنآسـفالتی و اسـاس بتنی بر روی ی ک بستر با مقاومت متوسط طراحی شد. در دال بتنی نیز ی ک درز برای طراحی تر ک انعکاسی با داو لبارهای متعدد در فواصل تعریف شده ایجاد شد. روکش بتنآسفالتی در ضخامتهای ۲،۴،۶،۸ اینچ و با ضریب ارتجاعی های متفاوت ساخته و بارگذاری شد. نتایج حاصل در ادامه آمده است.

مقدمه

بررسی نتایج حاصل از ANSYS

بررسی نتایج حاصل از KENSLABS

الگوی اطلاعات برای هریک از سوالات تحقیق یا فرضیات

خلاصه

فصل پنجم:نتیجه گیری وکاربرد

مقدمه  

  بررسیو مطالعهوضعیت روسازی  جادههای ایران و سوابق احداث  روکشها، همگی بیـانگر آن اسـت کـه  جـادههـا بدلیل عدم نگهداری و اجرای نادرست، دارای عمری کوتاه و به مراتـب کمتـر از دوره طـرح پـیش بینـی مـی  باشـند. یکـی از مهمترین وظایف در سیست م نگهداری راههای آسفالته، اجرای  روکشهای بتن آسفالتی در زمان مناسب و بموقع می باشد.

از مهمترین عواملی که در طراحی روسازیها تأثیر دارد ، خصوصیات و مشخصات قشر رویه روسازی است. این قشر  بـه عنوان مقاومترین مصالح روسازی، حداکثر تنش های افقی و کششی را تحمل می کند. اگر چه تعمیر روسازیهای تر ک خـورده به کم ک روکش بر تقویت روسازی می افزاید، اما راه حل مناسبی برای تر ک هـای قـدیمی کـه بـه سـرعت در سـطحروکـش گسترش می یابند، نمی باشد.

تر ک برداشتن یا ایجادو بازشدگی  یا گسترش ی ک درز در قشر رویه به دلیل انبساط و انقبـاض و افـت و خیزهـای ناشی از عبور ترافی ک و تغییرات درجه حرارت است. حرکات افقی و قائ م روسازی قدیمی باعـث ایجـاد و پیـشروی تـر ک در روکش می گردد که به این پدیده تر ک انعکاسی گویند.

بررسی های مختلفی بر روی لایه روکش در زمینه جلوگیری از تر ک انعکاسی ارائه شده است. از جمل ه این بررسیهـا، میتوان تحقیقات مولنار، ژاکوب و تحقیقات ارائه شده در همایش بینالمللی ترکهای انعکاسیو خرابی روسازی نـام بـرد. بـااین وجود بررسی بر روی خصوصیات مکانیکی از جمله ضریب ارتجاعی و ضخامت روکش حائز اهمیت است، چرا که بـا ایـن بررسی ها می توان تا حدی از هزینه های اضافی جهت روکش های نامناسب کاست و به عمر روسازی افزود.  با مرور بر منابع مختلف و تحقیقات گذشته، تعدادی از مسائل و سؤالاتی که تاکنون پاسـخ داده نـشدهانـد، بررسـی شد. بررسیها نشان میدهد اکثر روشهای جلوگیری از ترکهای انعکاسی، روشهای آزمایشگاهی و بـرروی نمونـه مـورد نظـر میباشد و  سپس راه حل برای آن اتخاذ میگردد،  یا با  استفاده از لایه ژئوتکستایل سرعت گسترش تر ک را کاهش دادهانـد و بطور  کلی کمتر بر روی مشخصات مصالح لایه روکش و تأثیر آن در کاهش ترکهای انعکاسی کـار شـده اسـت. بـا توجـه بـه مقالات مختلف، برای جلوگیری از گسترش تر ک انعکاسی، روشهای مختلفی بکار می برند.

بنابراین در این راستا که از مشکلات اصلی تر کهای انعکاسی است بررسیهایی برای جلوگیری از ایجاد تـر ک و بـر روی ویژگیهای مکانیکی و ضخامت آن به عمل آمد. بدین ترتیب که مدلی از روسازی مرکب و با یـ ک درز کـه عملکـرد آن مشابه تر ک است، ساخته و پس از وارد کردن مشخصات آن، تحت بارگذاری ی ک محور منفرد ٢/٨ تنی قرار گرفت و پردازش شد. با توجه به اینکه روسازی مرکب شامل دو مصالح مختلف است، بنـابراین در نـرمافـزار المـان محـدودANSYS  ایـن  دو مصالح با دو المان مختلف شبیهسازی شدهاند. و تغییرات تنش و کرنش آن همچنین میزان نشست روسازی مـورد بررسـی و تجزیه تحلیل قرار گرفت که در فصل قبل بصورت نمودار و جدول آورده شده است. پـس از تحلیـل نیـز، مـدل بـا نـرمافـزار KENSLABS پردازش گردید که در فصل قبل آمده است که در این فصل بصورت مختصر عنوان می شود.

مقدمه

نتیجه گیری درمورد هریک از سوالات یا فرضیات تحقیق

نتیجه گیری کلی درباره مساله اصلی تحقیق

کاربردهای نظری وتحقیقی

کاربردهای عملی

پیشنهاد تحقیقات آتی

مراجع وماخذ

پیوست ها


Abstract

Pavements need to be enforced during commissioning. This is done by overlay. It seems that in over to reach an appropriate pattern, examining the affect of elastic modulus, which is one of the mechanical features of overlay s material, transforming the reflective cracks is beneficial. This kind of study in composite pavement with concrete slabs and AC overlay when the two layers are completely bounded done; this purpose a model of composite pavement (in infinite element software) has been design and analyzed (ANSYS). In this model in addition to assumption used in pavement in location of joint or crack and homogeneous isotropic materials, has set appropriate boundary conditions. Then with putting the axle single wheel load (8.2 ton), wide standard the model has been, analyzed. In this analysis, by changing ove rlay thickness & its elastic modulus tensile stress and compressive of HMA layer and measure of pavement while the load is exactly put on joint or crack (with the two programs ANSYS & KESLABS). The result of this study has shown that the more elastic modulus is, the more tensile stress under the Asphalt Concrete (AC), layer & compressive stress under concrete slabs would increases and decreases and the rate of tensile strain under AC layer & compressive on the subgrade respectively. Therefore, the most appropriate elastic modulus amount for prevention of beginning of reflective crack, is the amount that the thickness layers is, the lower compressive stress on subgrade will be, the more tensile stress under the AC.


مقطع : کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf وسفارش فایل word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید