بخشی از مقاله
خلاصه
عملکرد مناسب تسهیلات حمل ونقلی مبتنی بر وجود زیرساختار مناسب، ناوگان قابل اعتماد و اجرای قوانین ومقرّرات است .در بحث خرابی روسازی ها، در بسیاری از کشورها به دلیل نبود زیرساختهای تحقیقاتی و محدودیت منابع، تحقیقات وسیع میدانی صورت نگرفته و از ابتدا نیز ویرایش آیین نامه های طرح روسازی به کمک آیین نامه های کشورهای توسعه یافته و اعمال نظر کارشناسی افراد با تجربه و آشنا به امر صورت می گرفته است .
در چنین شرایطی است که به نظر می رسد هماهنگی خوبی بین مجموعه ناوگان، شرایط روسازی و قوانین وجود نداشته باشد که نتیجه نهایی این ناهمانگی ها ضررهای اقتصادی، کاهش ایمنی و آشفتگی ترافیکی خواهد بود .صنعت حمل و نقل جاده ای سهم قابل توجهی در رشد و بالندگی اقتصاد کشورمان داشته ولذا نیازمند قوانینی هستیم تا بتوان به صورت بهینه از ناوگان برون شهری استفاده کرد.
در این مقاله اثر بار پهنای لاستیک وسایل نقلیه موجود در ایران بر روی خرابیهای روسازی با استفاده از نرم افزار آباکوس - - ABAQUSبررسی شده است .در این پژوهش ابتدا ساختار روسازی مورد نظر، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مدل و عکس العمل بحرانی سازه روسازی محاسبه شده است. هدف از این پژوهش تخمین خرابی ها و تنش وارده به جسم راه ، تعیین مقدار تنشها با توجه به پهنای لاستیک و در نهایت تعیین مقادیر بهینه پهنای لاستیک تا راهنمای سیاستگذاران باشد
مقدمه
به دلیل اینکه ملاحظات اقتصادی، ضخامت و جنس لایه های روسازی متفاوت است، در بررسی عملکرد روسازی در مقابل بارهای سنگین از مدل هایی استفاده شده است که در عمل کاربرد دارد. جهت تحلیل رفتار مکانیکی آسفالت در برابر بارهای عبوری رفتار روسازی انعطاف پذیر فرض شد. همچنین 4 تیپ از نوع لاستیک در نظر گرفته شده است.
واقعیت اینست که در کشور ایران، حمل و نقل از طریق جاده رقم بالایی را تشکیل می دهد، اما به دلیل انعطاف پذیری در انتخاب مسیر و مقدار کالا، تعداد دفعات بارگیری کمتر، کنترل دایمی بر روی کالا در طی مسیر و سهولت دسترسی به مراکز تولید و جذب، در دسترس بودن وسیله نقلیه، زمان کمتر در رسیدن به مقصد به ویژه برای حمل کالاهای گران قیمت، گسترش شبکه راههای کشور، عدم گسترش شبکه سراسری راه آهن - به دلیل کوهستانی بودن قسمت عمده کشور - ، حمل کالاهای ترافیکی و دهها مزیت دیگر موجب شده است تا درصد بالایی بیش از - % - 85 از حمل و نقل بر عهده این بخش باشد.
خرابی، یک فاکتور مهم در طراحی روسازی میباشد که عدم شناخت کافی از عوامل ایجاد آن میتواند به گسترش خرابیها، شکست و حتی اضمحلال کامل روسازی منجرب شود. در این مقاله اثر بار پهنای لاستیک وسایل نقلیه موجود در ایران بر روی خرابیهای روسازی با استفاده از نرم افزار آباکوس - - ABAQUS بررسی شده است. در این پژوهش ابتدا ساختار روسازی مورد نظر، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مدل و عکس العمل بحرانی سازه روسازی محاسبه شده است.
.1 مطالعات خرابی
به طورکلّی منظور از خرابی هر سازه، ایجاد شکست و یا گسیختگی می باشد که خود ناشی از افزایش تنش های وارد بر سازه بیش از حد مقاومت باربری مصالح آن خواهد بود ولی در روسازی با توجه به اینکه حتی مقدار تنش های وارده ناشی از هر بارگذاری، کمتر از مقاومت مصالح آن می باشد، باز هم رشد تدریجی صدمات وارده ناشی از آن بار، باعث می گردد که سطح غیر قابل قبولی از سرویس دهی و به عبارت دیگر، شکست در روسازی ایجاد گردد .انواع شکست روسازیهای انعطاف پذیر عبارتند از:
1-1 شکست بنیادی - سازه ای - : در خرابی های سازه ای، روسازی راه دارای مقاومت باربری کافی نبوده و بنابراین روسازی تحمل بارگذاری بیشتر بدون افزایش خرابی را ندارد .ترمیم این نوع خرابی از طریق افزایش ظرفیت باربری روسازی و به عبارتی روکش تقویتی امکان پذیر می باشدکهنتیجتاً نشانه سروس دهی افزایش می یابد.
2-1 شکست سطحی - وظیفه ای - :در این نوع خرابی روسازی دارای توانایی باربری بوده ولی به دلیل عوارضی که باعث کاهش کیفیت رانندگی، کاهش ایمنی و نیز کم شدن مقاومت در برابر لغزش وسیله بر سطح راه می گردد، می بایست ناهمواری های ایجاد شده بر سطح روسازی راه از طریق لکه گیری و یا ایجاد یک لایه آسفالت سطحی به ضخامت 25 میلیمتر اصلاح گردد.
.2 معرفی نرمافزار آباکوس
ایده اصلی نرمافزار در تز دکترای دیوید هبیت در سال 1972 میلادی، تحت عنوان ”مکانیک محاسباتی بر پایه روش اجزای محدود“ در دانشگاه براون اریه شد. در سال 1978 آقای HIBITT به همراه 2 شریک خود KARLSSON وSORENSON شرکت HKS را تاسیس کردند و اولین ویرایش آباکوس را منتشر ساختد. در سال 1991 شرکت HKS حلگر ABAQUS/EXPLICIT را هم به مجموعه نرمافزار اضافه کرد و نرمافزار اصلی خود را منتشر ساخت. سرانجام در سال 1999 اولین نسخه گرافیکی تحت عنوان ABAQUS/CAE به بازار عرضه شد. اولین نسخه گرافیکی ABAQUS 6.3 بود که شامل 9 ماژول برای مدلسازی، حل و استخراج نتایج بود.
.3× مدل سازی به کمکروشهای اجزاء محدود
نرم افزار آباکوس یک مجموعه از برنامه های مدلسازی بسیار توانمند می باشد که مبتنی بر روش اجزاء محدود و قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدلسازی غیرخطی - ازجمله مصالح هایپرالاستیک و ویسکو الاستیک - را دارا می باشد. در این پژوهش برای بررسی اثر وزن محور وسایل نقلیه در خرابی روسازی اسفالتی از نرم افزار اجزا محدود آباکوس استفاده شده است و با در نظر گرفتن لایه های معمول روسازی اسفالتی مدلسازی انجام است.
1-3 مدل بارگذاری
به طور کلی شرایط بارگذاری بدین صورت اختیار شده ، که از خودرو نوع سواری با وزن 2 تن استفاده شده است ؛که برای این خودرو از چهار نوع لاستیک استفاده شده است که با پهنای لاستیک .185 و .195 و.205و .215 سانتیمتر در نظر گرفته شده است.
.2-3 مدل هندسی و مشخصات مصالح روسازی
مشحصات مدل های هندسی روسازی و ضخامت لایه های مختلف به همراه خصوصیات هر لایه درجدول زیر آورده شده است.
.4 بررسی مدل ها با استفاده از نرم افزار آباکوس
در این پژوهش برای بررسی اثر وزن محور وسایل نقلیه در خرابی روسازی اسفالتی از نرم افزار اجزا محدود آباکوس استفاده شده است و با در نظر گرفتن لایه های معمول روسازی اسفالتی مدلسازی انجام شده است.
