مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۱، شماره ۳، صفحات ۱۱۹-۱۲۹
عنوان فارسی روشی تسریع‌شده برای تعیین عمر خستگی قیر به کمک رویکرد خرابی محیط پیوسته
چکیده فارسی مقاله قیر، به عنوان فاز چسبنده، نقش مهمی در رفتار مخلوط آسفالتی ایفا می‌کند. بر این اساس تعیین مشخّصات خستگی آن همواره موضوع تحقیقات گسترده بوده است. در این میان، رویکرد خرابی محیط پیوستۀ ویسکوالاستیک (VECD) مورد توجّه بسیاری از تحقیقات برای تعیین مشخّصات خستگی مصالح بوده است. در این رویکرد، سختی ماده به عنوان تابعی از خرابی - که مستقل از نحوۀ بارگذاری می‌باشد - تعیین می‌شود، که بر اساس آن بتوان عمر خستگی را برای انواع بارگذاری تعیین کرد. با این حال استفاده از این روش دارای پیچیدگی‌هایی است، زیرا از طرفی می‌بایست خرابی در طول آزمایش تعیین شود، و از طرف دیگر محاسبۀ خرابی نیازمند تعیین پارامترهایی است که تنها با داشتن روند تابع خرابی به دست می‌آیند. این موضوع سبب ایجاد یک فرآیند سعی و خطا در این روش می‌شود. در این مطالعه روشی ابتکاری ارائه شده است که تا حدّ زیادی می‌تواند در میزان محاسبات و تعداد آزمایش‌های لازم صرفه‌جویی حاصل نماید. طبق این روش، آزمایش پیمایش زمان در دو سطح کرنش مختلف انجام شده، و سپس به کمک روابطی که در این تحقیق برای پیش‌بینی رفتار خستگی توسعه داده شده است، بدون نیاز به محاسبۀ متغیّر خرابی، تابع خرابی به کمک یک رگرسیون غیرخطّی قابل تعیین خواهد بود. در ادامه، روش مذکور با نتایج آزمایش‌های خستگی بر روی نمونه‌های قیر اصلاح‌شده با پلیمر اس‌بی‌اس اعتبارسنجی شده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از روش رگرسیون به خوبی می‌تواند جایگزین روش سعی و خطا شده و با صرف زمان کمتر، تابع خرابی را بدست دهد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله قیر،خستگی،خرابی محیط پیوستۀ ویسکوالاستیک
عنوان انگلیسی An Accelerated Method to Determine Fatigue Life of Asphalt Binder Using Viscoelastic Continuum Damage Approach
چکیده انگلیسی مقاله Asphalt binder has an important role in asphalt mixture behavior. Therefore binder fatigue characterization has been widely investigated. Significant research efforts were focused on developing reliable fatigue prediction models. Those efforts in the beginning were concentrated on relating initial responses, such as strain or stress levels of asphalt mixtures to their fatigue life. Such phenomenological relationships were usually developed by means of testing samples under different loading conditions and generating regression models. Considering different combinations of loading conditions, and the long time duration needed for a single fatigue test, the phenomenological approach requires extensive time and funding. Therefore, the mechanistic approaches which substitute excessive testing with analytic equations, have become more common in the field of fatigue behavior characterization. Viscoelastic continuum damage (VECD) mechanics is one of the well-studied mechanistic approaches to characterize the fatigue life of viscoelastic materials. In this approach an internal state variable (ISV), called damage, is defined to stand as a representative of material structural state. Then the state of the modulus is determined as a function of damage, namely damage function.  Determination of damage function can facilitate asphalt fatigue prediction under different loading patterns. However, VECD analysis has its own complications. The damage parameter needs to be calculated in each cycle during the test, while its calculation needs damage function trend to be known. Thus, damage parameter can only be determined using a procedure of try and error. In this research an inventive method has been introduced that can simplify efforts to yield damage function, requiring less time and fewer samples. A formulation framework has been presented here which is based on an analytical solution of the governing differential equation of damage evolution power-law. The solution is made assuming the ruling conditions of this study. These assumptions which are clarified in the paper could be reconsidered to form new formulations through a similar approach. Using the formulation, developed in this study, damage function can be found, using the data obtained from two constant-strain, or a single incremental-strain tests. According to this method Time Sweep Test can be performed at two different strain amplitudes and the developed models could be fit to the initial responses data of the material to yield VECD parameters needed to constitute the fatigue prediction model. This approach uses a nonlinear regression analysis to determine VECD parameters, even without calculating the values of damage during test. Afterward, the proposed procedure was validated by experimental tests. Time Sweep tests were performed on binder samples modified with SBS polymer. The binder samples were modified using SBS Polymer, due to its popularity among asphalt researchers. Such modification transforms a simple binder to a complex one. Results showed that the try and error procedure can be substituted by regression model to yield damage function in less time. The discrepancies between the data obtained from the two above-mentioned methods were negligible. It was concluded that the similar results are due to the same mechanism, used in try and error and regression methods which is performed through different approaches.  
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Asphalt,Fatigue,Viscoelastic Continuum Damage
نویسندگان مقاله محمّدمهدی دیبائی | Mohammad Mahdi Dibaee
PhD student at Tarbiat Modares University
دانشجوی دکتری راه و ترابری در دانشگاه تربیت مدرس

امیر کاووسی | Amir Kavussi
Professor at Tarbiat Modares University
استاد تمام در دانشگاه تربیت مدرس

نشانی اینترنتی http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-46162-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات