مطالعه عددي و بررسي عملكرد حرارتي بتن روسازي راه حاوي مواد تغيير فاز دهنده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

تشكيل يخ و برف در فصل زمستان يكي از مهمترين مشكلاتي است كه براي سطح جاده ها و روسازي راه ها به وجود مي آيد. همچنين جهت ذوب يخ و برف از سطح روسازي به منظور افزايش ايمني وكاهش سيكل هاي ذوب و يخ از نمك هاي يخ زدا استفاده مي شود كه اين مواد خسارت ها و آسيب هاي جبران ناپذيري را به بتن و آسفالت راه ها وارد مي نمايند. در دهه هاي اخير استفاده از مواد تغيير فاز دهند ه ( PCM ( در روسازي هاي راه جهت افزايش دوام بتن و آسفالت، كاهش تعداد چرخه هاي يخ و ذوب وهمچنين عدم استفاده از نمك يخ زدا كه تاثيرات مخربي بر روسازي راه ها مي گذارد، مورد توجه متخصصين حوزه ي انرژي و راه و ساختمان قرار گرفته است . در اين تحقيق سعي شده است تأثير مواد تغيير فاز دهنده در روسازي آسفالتي و بتني مورد بررسي قرار گيرد. شبيه سازي با استفاده از آناليز المان محدود با بكار بردن نرم افزار فلوئنت انجام شده است. اين شبيه سازي با پارامترهاي ورودي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق ضخامت هاي 10 ، 16 و 20 سانتي متر به ترتيب براي لايه هاي آسفالتي يا بتني، اساس و زير اساس روسازي در نظر گرفته شده است و همچنين سه نوع ماده ي تغيير فاز دهنده ) PCM ( با درصدهاي 5 ، 10 و 15 درصد حجمي مورد ارزيابي قرار گرفته است. عملكرد حرارتي روسازي آسفالتي و بتني تحت پروفيل دمايي يك روز سرد اردبيل به عنوان دماي محيط مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق تمام مدلسازي ها دوبعدي بوده و فرضياتي همچون، يكنواخت بودن همه ي لايه هاي روسازي و PCM ، وجود نداشتن نيروي بين صفحه اي در صفحه ها، ايزوله بودن دو سمت چپ و راست لايه ها و دماي اوليه ي 5 درجه ي سانتي گراد براي تمامي لايه ها در مدلسازي در نظر گرفته شده است. نتايج عددي نشان مي دهد كه وجود PCM نوسانات دمايي روسازي آسفالتي را حداكثر تا حدود 5 / 3 درجه ي سانتي گراد و روسازي بتني را تا حدود 25 / 2 درجه ي سانتي گراد كاهش داده است. همچنين وجود PCM در روسازي آسفالتي و بتني به ترتيب موجب افزايش دماي سطح روسازي تا حدود 75 / 2 درجه ي سانتي گراد و 5 / 2 درجه ي سانتي گراد شده است. تغيير در درصد PCM و نوع روسازي تأثير زيادي بر شرايط دمايي روسازي داشته است، به اين صورت كه با افزايش درصد PCM عملكرد حرارتي روسازي بهبود يافته است و بهترين عملكرد مربوط به روسازي آسفالتي حاوي 15 درصد PCM مي باشد.

228358

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان