17672

17672

ارزيابي خرابي خستگي روسازي آسفالتي راه آهن با رويكرد VECD

كارشناسي ارشد

خط و سازه ريلي

مهر ماه 1394

دكتر سيد جواد ميرمحمد صادقي

دكتر سيد محمد اصغرزاده

راه آهن

چكيده با توجه به اين موضوع كه حمل و نقل ريلي يكي از مهم¬ترين شيوه¬هاي حمل و نقل مي¬باشد، در اين مطالعه روسازي آسفالتي خطوط راه¬آهن به عنوان يكي از روسازي¬هاي نو كه موجب بهبود ساختار خطوط راه¬آهن و بالارفتن سرعت و ميزان بار مي¬شود مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين پژوهش رفتار خرابي ناشي از خستگي مخلوط آسفالتي با استفاده از يك مدل رياضي مستحكم به نام تئوري خرابي پيوسته ويسكوالاستيك مورد بررسي قرار گرفته است و عمر خستگي مخلوط¬هاي آسفالتي محاسبه و ارائه شدند. بدين منظور يك سري از آزمايش-هاي ديناميكي بر روي نمونه¬هاي آسفالتي كه مشخصات مخلوط¬هاي آسفالتي مناسب براي خطوط راه¬آهن را دارا مي¬باشند انجام شده است. آزمايش نرمي خزشي به منظور بررسي رفتار ويسكوالاستيك خطي مخلوط آسفالتي انجام شده است. از آزمايش¬هاي خستگي يكنواخت و متناوب به منظور مطالعه رفتار وابسته به خرابي ناشي از خستگي بهره برده شده است. در ادامه به منظور بهبود عمر خستگي نمونه شاهد و بررسي نقش پودرلاستيك بر روي رفتار ويسكوالاستيك مخلوط آسفالتي و رفتار خرابي ناشي از خستگي بخشي از نمونه¬ها با استفاده از قير اصلاح شده با 20 درصد پودرلاستيك ساخته شده¬اند. در بخش سوم فعاليت¬هاي آزمايشگاهي به منظور بررسي تاثير پيرشدگي مخلوط آسفالتي كه در شرايط كارگاهي اتفاق مي¬افتد، بخشي از نمونه¬هاي اصلاح شده تحت فرآيند پيرشدگي قرار گرفته¬اند. در انتها نتايج بدست آمده براساس مدل خرابي پيوسته ويسكوالاستيك نشان دادند كه پودرلاستيك بر روي خواص ويسكوالاستيك ماده اثرات مثبتي دارد و عمر خستگي را بهبود مي¬بخشد. براي نمونه¬هاي پيرشده نيز، پيرشدگي در خرابي¬هاي كم بر سرعت كاهش شبه¬سختي تاثيرگذار است، اما در خرابي¬هاي زياد اين تاثير كم¬تر مي¬شود. در نهايت مي¬توان نتيجه گرفت كه از مدل خرابي پيوسته ويسكوالاستيك مي¬توان به عنوان يك تئوري مستحكم براي طراحي خطوط ريلي استفاده نمود و اين مدل اين امكان را براي محققان فراهم مي¬كند كه با انجام يك آزمايش بسيار ساده رفتار مخلوط آسفالتي را در هر شرايط ديگري پيش-بيني كنند كه بسيار در كاهش هزينه¬هاي زماني و اقتصادي موثر خواهد بود. واژه‌هاي كليدي: تئوري خرابي پيوسته ويسكوالاستيك، نرمي خزشي، پيرشدگي، شبه¬سختي

1396/04/24

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract Railway is one of the most important transportation system in the world. Asphalt offers good futures to be used in railway track construction (for both heavy loaded tracks and high-speed tracks). The use of asphalt materials instead of ballast aggregates in the railway construction provides positive contribution to bearing capacity of railway sub-structure. It improves both stability and durability of the railway structure and results in annual maintenance cost reduction when compared with the conversional ballasted track. Moreover, the use of asphalts helps to reduce train induced vibration and noise. However, one of the main concern in the use of asphalt instead of the ballast layer is its fatigue characteristics. Therefore, the asphalt-railway is usually designed on the basis of fatigue damage. Despite many studies on the fatigue behavior of asphalt, sufficient researches on fatigue behavior of asphalt mixes in the railway has not been made yet. In this research, the fortified math theory (such as the theory of viscoelastic continuum damage) was used in order to study of the behavior of asphalt mixes fatigue distress in the railways. For this purpose, 14 samples of asphalt modified with crumb rubber is used. In order to eva​luate the effect of aging on the fatigue behavior, some of samples were aged by putting them in oven for 2 hours. Three experiments of creep compliance, constant strain rate and cyclic fatigue tests were carried out. The results obtained from the experiments and theory of viscoelastic continuum damage were used to illustrate the behavior Pseudo stiffness versus asphalt damage. It is shown that the coefficient of fitness function on the curve of Pseudo stiffness-damage is appropriate to be used in order to derive the fatigue life of asphalt mixes. Keywords: asphalt mixture, viscoelastic continuum damage, creep compliance