بررسی رفتار ترک‌خوردگی مخلوط‌های آسفالتی با به‌کارگیری مدل‌سازی ناهمگن

در این مطالعه، با مدل‏سازی غیرهمگن، رفتار رشد ترک‌خوردگی مخلوط آسفالتی بررسی می‌گردد. بدین منظور، ابتدا نمونه‌های آسفالتی با استفاده از الگوریتم تولید و توزیع تصادفی سنگدانه‌ها ایجاد می‌شوند. سپس، این نمونه‌های آسفالتی به‌صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته و پارامترهای شکست مخلوط آسفالتی محاسبه می‌گردند. در ادامه، تاثیر توزیع سنگدانه‌ها، مدول الاستیسیته سنگدانه‌ها، ضریب پواسون سنگدانه‌ها، مدول الاستیسیته ماستیک، ضریب پواسون ماستیک و بارگذاری تحت مودهای ترکیبی بر پارامترهای شکست مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که مدل‏سازی غیرهمگن به‌صورت محسوسی پاسخ‌های مکانیکی مخلوط آسفالتی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. موقعیت نوک ترک تاثیر به سزایی بر مقدار و علامت ضرایب شدت تنش دارد. به‌طوری که اگر نوک ترک در ناحیه ماستیک قرار داشته باشد، ضریب شدت تنش مودiدر مدل‏سازی همگن کمتر از مدل‏سازی غیرهمگن خواهد بود. در حالی که اگر نوک ترک در سنگدانه‌هاقرار داشته باشد، مقدار ضریب شدت تنش مدل‏سازی غیرهمگن بیشتر از مدل‏سازی همگن می‌گردد.

Determining the Cracking Growth Behavior of Asphalt Mixture Using Heterogeneous Modeling

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.