تحت عنوان: (آنالیز حساسیت روسازی بتنی JPCP به چرخه های ذوب و انجماد)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 دانش‌پژوه دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

10.22034/tri.2022.353425.3070

چکیده

سیکل های ذوب و انجماد، ازجمله مهم ترین فاکتورهای اقلیمی هستند که خصوصیات مکانیکی بتن های روسازی را تغییر داده، در ایجاد ترک ها نقش بسزایی داشته و مکانیزم رشد ترک ها را نیز تحت تاثیر قرار می دهند. آسیب های روسازی بتنی ناشی از عوامل محیطی شامل نوسانات روزانه و فصلی در پروفیل های رطوبت و دما، تغییر در سطح آب های زیرزمینی، بارش/نفوذ، چرخه های ذوب و انجماد و دیگر عوامل خارجی، به صورتی کاملاً جامع در روش طراحی مکانیستیک-تجربی (ME)، مدل بندی شده اند. اثرات ذوب و انجماد، در لایه های زیرین تجربه می شود اما در نهایت موجب آسیب دیدگی سطح روسازی می گردد. در راستای آنالیزحساسیت روسازی بتنی JPCP به چرخه های ذوب و انجماد، در این پژوهش، حساسیت مدول ارتجاعی (Mr) مصالح اساس در مقابل این چرخه ها و همچنین در مقابل سطح آبهای زیرزمینی، با استفاده از مدل پیشرفته یکپارچه سازی عوامل محیطی(EICM) مورد تحلیل واقع شد؛ بدین منظور، ابتدا نوسانات فاکتورهای تعدیلِ مدول(F_env)، در مقابلِ متغیرهای مختلف نظیرِ مشخصات فنی مصالح اساس، تعداد روزهای سپری شده از زمان ذوب یخ، عمق سفره آب زیرزمینی و درجه اشباع مصالح، محاسبه شد؛ سپس حساسیت مدول ارتجاعی لایه اساس به تغییر فاکتورهای تعدیل، مورد ارزیابی قرار گرفت و آنگاه با استفاده از شاخص حساسیت نرمال (NSI)، تغییر در پتانسیل آسیب پذیریِ این نوع روسازی، آنالیز گردید. نتایج حاصله، پتانسیلِ آسیب پذیریِ رویه های بتنی ساده درزدار (از لحاظ پلکانی شدن، ترک خوردگی و ناهمواری) در مقابل چرخه های ذوب و انجماد را «فوق‌العاده حساس» نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Entitled: (Sensitivity Analysis of Jointed Plain Concrete Pavement to Freeze-Thaw Cycles)

نویسندگان [English]

  • Mahmoudreza Keymanesh 1
  • Mohammadreza Mohammadaliha 2
  • Hamidreza Rabbaninezhad 3
1 Assist.Prof, Department of Civil Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran
2 Assoc.Prof, Department of Industrial Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran
3 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Abstract

Freeze-thaw cycles are among the most important climatic factors that change the mechanical properties of pavement concrete, and play an important role in creating cracks and also affect the growth mechanism of cracks. Concrete pavement damage caused by environmental factors including daily and seasonal fluctuations in humidity and temperature profiles, changes in groundwater level, precipitation/ infiltration, freeze-thaw cycles and other external factors, are completely modeled in the mechanistic-empirical design method (ME). The effects of melting and freezing are experienced in the substrates, but ultimately cause damage to the pavement surface. In order to analyze the sensitivity of JPCP concrete pavement to freeze-thaw cycles, in this study, the sensitivity of the resilient modulus (Mr) of the base material against these cycles and also against the groundwater level was analyzed using enhanced integrated climate model (EICM). For this purpose, the fluctuations of modulus adjustment factors (F_env) against various variables such as technical characteristics of base materials, number of days elapsed since ice melting, groundwater table level and saturation degree of materials were calculated and then, the sensitivity of the base layer resilient modulus to changing the adjustment factors was evaluated. Then, using the normal sensitivity index (NSI), the change in the damage potential of this type of pavement was analyzed. The results showed the potential for vulnerability of jointed plain concrete pavement (in terms of faulting, cracking and roughness) to freeze-thaw cycles to be "Extremely Sensitive".

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete pavement failures
  • Sensitivity analysis
  • Freeze-thaw cycles
  • Jointed plain concrete pavement
  • Base resilient modulus