دانلود ترجمه مقاله بررسی شرایط مختلف موثر بر جنبه های رفتاری روسازی انعطاف پذیر (اسپرینگر 2017)

بررسی جدیدترین شرایط پیشرفته مختلف موثر بر جنبه های رفتاری روسازی انعطاف پذیر

A State-of-the-Art Review of Different Conditions Influencing the Behavioral Aspects of Flexible Pavement

چکیده

1 مقدمه

2 مروری بر مقالات پیشین

3 مشاهدات و پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده

4 روش معرفی شده برای تجزیه و تحلیل المان محدود

منابع

چکیده

در این مقاله مروری پیشرفته یک بررسی از شرایط مختلف تأثیرگذار بر شرایط روسازی انعطاف پذیر ارائه شده است. شرایطی که بر رفتار روسازی تاثیر می گذارند عبارتند از: شدت بارگذاری و شدت فشار باد چرخ،  شرایط محیطی، دماهای سطحی و زیرسطحی، تراوش، ترکیب ضخامت لایه های مختلف اجزاء، خواص مصالح و غیره. روش طراحی روسازی فعلی و سایر روشهای تحلیلی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. عمر جاده از نظر تئوری برای تکرار بار محور استاندارد طراحی شده است که در آن، در نظر گرفتن اضافه بار وسایل نقلیه و فشار بالای باد لاستیک حتی تا 1 مگاپاسکال نادیده گرفته می شود. آخرین تحولات طراحی و روشهای تحلیلی روسازی ها مورد تأکید قرار گرفته است. مروری بر تلاشهای مدل سازی المان محدود با جنبه های مختلف نیز ارائه شده است. اثر ترکیبی از شرایط واقعی مختلف در زمینه تأثیرگذاری بر عملکرد روسازی نیاز به بررسی دقیق دارد، بنابراین نیاز به استفاده از ابزار تحلیلی است که با جزئیات سیستم پیچیده مطابقت داشته باشد. در این ارتباط، باید توجه داشت که تکنیک راه حل المان محدود تطبیق پذیر، امیدوار کننده است. بنابراین، پیشنهاد می شود کاربرد روش المان محدود در طراحی روسازی های انعطاف پذیر به طور کامل مورد بحث قرار گیرد.

2- مروری بر مقالات پیشین

روشهای تجربی، روشهای محدود کردن شکست برشی، روشهای محدود کردن خیز، روشهای رگرسیون مبتنی بر تستهای عملکرد روسازی جاده (مانند اشتو ) و روشهای مکانیکی- تجربی، پنج طبقه اصلی هستند که روشهای طراحی روسازی انعطاف پذیر به آنها وابسته هستند [14]. اشکال یک رویکرد تجربی مانند روش طراحی CBR این است که نتیجه آن بر اساس مجموعه خاصی از شرایط محیطی، مصالح و بارگذاری است. طراحی در شرایط دیگر، دارای اعتبار نیست. رویکرد اصلی برای طراحی روسازی همراه با ثبات و ایمنی، راحتی رانندگی است که روشهای مبتنی بر محدود کردن شکست برشی در تأمین آن مؤثر نیست. خرابی روسازی به شکل چاله ها، خستگی به صورت ترک خوردگی و شیارشدگی ناشی از تنشهای زیاد و کرنش های ایجاد شده در روسازی است که در روش هایی که مبتنی بر رویکرد محدود کننده خیز هستند، دیده نمی شوند. معادلات طراحی مبتنی بر روش اشتو که نتیجه آزمون راه است فقط برای شرایطی قابل اعمال است که فرمولبندی اش متناسب با اهداف آنها (این شرایط) طراحی شده باشد [2، 21]. برای کاربرد آن در سایر شرایط، اصلاحات گسترده ای براساس تئوری یا تجربه مورد نیاز است. روش Shell و روش انستیتوی آسفالت امیدوارکننده ترین روشهای مکانیکی – تجربی هستند که از کرنش در نقاط بحرانی برای کنترل تغییر شکل دائمی استفاده می کنند. توانایی پیش بینی نوع اثر مضر، مزیت روش طراحی M-E نسبت به سایر رویکردهاست.

ترافیک و بارگذاری، مصالح، محیط زیست و معیارهای شکست چهار دسته گسترده ای است که عوامل طراحی در آنها توزیع می شود. بارهای محوری، تعداد تکرارهای بار، فاصله چرخها، نواحی روسازی لاستیک-روسازی، و سرعت خودرو باید در فاکتورهای ترافیک و بارگذاری گنجانده شوند. در روش طراحی مکانیکی از ورودی های ترافیکی ذکر شده در مدل ساختاری به جز تعداد تکرار، استفاده می شود که در مدل خرابی مورد استفاده قرار می گیرند.

دما و نشست (تراوش) هر دو بر روی مدول های الاستيسيته لایه های مختلف تأثیر دارند که در نهایت بر عملکرد روسازی تأثیر می گذارند [14، 27]. همانطور که در مورد مدول های الاستيسيته که به درجه حرارت وابسته هستند، در طراحی روسازی باید موارد روبرو مد نظر قرار داده شوند: رفتار دینامیکی مصالح مختلف، افزایش ترافیک، و شرایط نامتعارف آب و هوایی که در طول آنالیز ثبت شده اند. همراه با دما و شدت بارش ها، در مناطق خاص كه عوامل محيطي از جمله نفوذ يخبندان، شاخص برودت، نزديك بودن سفره آب های زيرزميني عواملي هستند كه بايد در تحليل مورد توجه قرار گيرند. مدل های اقلیمی همچون مدل انتقال حرارت برای تعیین توزیع دما با توجه به فضا و زمان، تعادل رطوبت برای تعیین توزیع نهایی رطوبت در زیرسازی، و مدل نفوذ – زهکشی برای پیش بینی درجه اشباع اساس های دانه ای در روش طراحی مکانیکی استفاده کرد [14]. زئو و همکاران [39] تغییرات فصلی دما و درصد آب را مورد مشاهده قرار دادند و تأثیرات آنها را بر عمر پیش بینی شده روسازی ارزیابی نمودند. نتایج مطالعه پارامتری نشان داد که دوره متوسط دما، گرادیان دما در آسفالت، و زمان بندی و مدت زمان یک بستر مرطوب و شرایط زیرسازی بر برآورد عمر روسازی تأثیر می گذارند. برای تعیین پاسخ های روسازی مانند تنش، کرنش، و جابجایی در ورودی اجزای بحرانی باید به شکل خصوصیات مصالح اولیه مانند نسبت مدول و ضریب پواسون در مدلهای ساختاری داده شود. سپس این پاسخ ها در معیارهای مختلف شکست به شکل مدل خرابی – همچون ترک خوردگی خستگی، شیار شدگی، و ترک خوردگی در دمای پایین – مورد استفاده قرار می گیرند که سطح قابلیت اطمینان و طراحی نهایی آنها از آن بدست می آید.