مهندس یوسف امجدیان دانشجوی دوره دکتری این دانشکده در رشته مهندسی عمران گرایش راه و ترابری، ۲۱ بهمن ماه سال ۱۴۰۳ از رساله خود تحت عنوان «ارائه مدل پیش بینی مقاومت شیارشدگی و ترک خوردگی مخلوط آسفالتی حاوی تراشه آسفالت (RAP) و جوانسازهای لاستیکی در دمای بالا و میانی در سطوح مختلف پیر شدگی به روش آزمایشگاهی - عددی» به صورت حضوری با راهنمایی دکتر حسن زیاری مشاوره دکتر پویان ایار دفاع می نماید.

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: امروزه به واسطه افزایش قیمت قیر، کمبود منابع سنگدانه و همچنین مشکلات زیست محیطی ناشی از تولید آسفالت، استفاده از تراشه آسفالت (RAP) مورد توجه محققین قرار گرفته است. افزودن RAP به مخلوط آسفالتی، سبب افزایش سختی و در نتیجه افزایش پتانسیل وقوع ترک خوردگی خواهد شد. برای حل این مشکل راهکارهایی از جمله استفاده از قیر نرم، افزودنی‎های آسفالت نیمه گرم و مواد جوانساز پیشنهاد شده است. در شرایط استفاده از مقادیر بالای RAP، مواد جوانساز روش موثری برای کاهش سختی مخلوط خواهند بود. تا کنون مطالعات متعددی به بررسی تاثیر مواد جوانساز بر خواص ترک خوردگی قیر پیر شده و مخلوط آسفالتی پرداخته‎اند که وجه مشترک اغلب آن‎ها این بوده که موضوع پیر شدگی مجدد مخلوط بازیابی شده مورد توجه قرار نگرفته است. از دیگر مسایل مهم در استفاده از تراشه آسفالت و مواد جوانساز آن است که اگرچه مواد جوانساز مقاومت در برابر ترک خوردگی را افزایش می‎دهند اما از طرف دیگر با کاهش سختی تراشه آسفالت به واسطه استفاده از این مواد، پتانسیل وقوع شیارشدگی افزایش می‎یابد. لذا با توجه به خلا تحقیقاتی موجود، در این پژوهش رفتار شیار شدگی و ترک خوردگی مخلوط‎ آسفالتی حاوی مقادیر مختلف تراشه آسفالت و اصلاح شده با انواع مواد جوانساز مختلف، پس از پیر شدگی کوتاه مدت و بلند مدت به روش آزمایشگاهی و عددی بررسی می‎گردد. در این پژوهش نمونه‎های آسفالتی حاوی مقادیر ۲۵، ۵۰ و ۷۵ درصد تراشه آسفالت به کمک جوانسازهای روغن خوراکی بازیافتی و روغن موتور بازیافتی، بازیابی شدند. همچنین با اختلاط روغن‎های بازیافتی با ۲۵ درصد وزنی پودر لاستیک، دو نوع مواد جوانساز اصلاح شده با پودر لاستیک تهیه گردید که جهت جوانسازی مخلوط تراشه آسفالت مورد استفاده قرار گرفتند. مقدار بهینه قیر و مواد جوانساز مختلف به ترتیب به کمک روش طرح اختلاط مارشال و آزماش درجه نفوذ تعیین گردید. همچنین جهت تهیه مخلوط آسفالتی از قیر با درجه نفوذ ۷۰/۶۰ و سنگدانه‎های آهکی با حداکثر اندازه اسمی ۱۲.۵ میلی‎متر استفاده شد. در ادامه به منظور بررسی رفتار ترک خوردگی، شیار شدگی و حساسیت رطوبتی مخلوط‎های تراشه آسفالت، نمونه‎های مختلف در دو سطح پیر شدگی کوتاه مدت و بلند مدت تحت آزمایش‎های مدول دینامیکی، خزش دینامیکی، شکست SCB و آزمایش کشش غیر مستقیم در دو حالت تر و خشک قرار گرفتند. جهت اعمال پیرشدگی کوتاه مدت، مخلوط‎های مختلف پیش از تراکم، به مدت ۴ ساعت در دمای ۱۳۵ درجه سانتیگراد نگهداری شده و جهت اعمال پیر شدگی بلند مدت، نمونه‎های تحت پیرشدگی کوتاه مدت، متراکم گردیده و به مدت ۴ روز در دمای ۸۵ درجه سانتیگراد قرار گرفتند. پس از بررسی آزمایشگاهی مخلوط‎های مختلف، رفتار شیارشدگی و ترک خوردگی مخلوط‎های تراشه آسفالت به کمک روش آنالیز المان محدود مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور دال آسفالتی آزمایش ویل ترک و نمونه SCB در برنامه آباکوس تعریف گردیده و به منظور اعتبار سنجی مدل، نتایج حاصل از آنالیز مدل با نتایج آزمایش شیار شدگی ویل ترک و آزمایش شکست SCB مقایسه گردید. در مدل آنالیز المان محدود، رفتار مخلوط آسفالتی جهت بررسی رفتار شیار شدگی به صورت ویسکوپلاستیک و جهت بررسی رفتار ترک خوردگی به صورت ویسکوالاستیک تعریف شد. پس از اعتبار سنجی مدل آنالیز المان محدود، به کمک این مدل تاثیر پارامترهای مختلف بر مقدار شیار شدگی و همچنین شدت تنش نوک ترک مخلوط تراشه آسفالت بررسی گردید. در ادامه بر اساس روش رگرسیون خطی چند متغیره، روابط ریاضی حاکم میان پارامترهای مورد بررسی با عمق شیار و همچنین شدت تنش نوک ترک تعیین گردید.  بر اساس نتایج به دست آمده، پیش از اعمال پیرشدگی مجدد، مخلوط‎های حاوی جوانسازهای اصلاح شده با پودر لاستیک نسبت به نمونه‎های حاوی جوانساز خالص عملکرد بهتری داشته و بدون تغییر در نتایج مقاومت ترک خوردگی، در برابر شیار شدگی مقاومت بهتری از خود نشان داده‎اند. همچنین بعد از اعمال پیرشدگی، مخلوط‎های تراشه آسفالت حاوی جوانسازهای اصلاح شده با پودر لاستیک در برابر ترک خوردگی مقاومت‎تر از مخلوط‎های حاوی جوانساز خالص هستند. لذا جوانسازهای اصلاح شده با پودر لاستیک نه تنها قبل از پیرشدگی مجدد، سبب افزایش مقاومت در برابر شیارشدگی شده، بلکه به دلیل مقاومت نسبتا بالای آن‎ها در برابر پیرشدگی، از افت چشم‎گیر مقاومت در برابر ترک خوردگی در نمونه‎های تراشه آسفالت بعد از پیرشدگی مجدد جلوگیری می‎کنند. طبق نتایج حاصله از آزمایش‎های صورت گرفته، در نمونه‎های حاوی جوانساز اصلاح شده با پودر لاستیک، مقاومت شیار شدگی قبل از اعمال پیرشدگی حدود ۴۰ تا ۷۰ درصد و مقاومت در برابر ترک خوردگی بعد از اعمال پیرشدگی حدود ۱۰ تا ۴۰ درصد افزایش می‎یابد. نتایج حاصل از آنالیز مدل المان محدود نشان می‎دهد که پارامترهای نوع ماده جوانساز، درصد تراشه آسفالت، ضخامت لایه آسفالتی و مقدار فشار وارده به سطح دال آسفالتی از جمله پارامترهای موثر در مقدار عمق شیار دال آسفالتی و پارامترهای فشار وارده به سطح، ضخامت لایه آسفالت موجود، ضخامت لایه آسفالت رویه، عرض ترک و سرعت عبور بار از جمله پارامترهای موثر بر شدت تنش نوک ترک در لایه آسفالتی روکش می‎باشند. همچنین میان عمق شیار حاصل از آنالیز المان محدود با عدد روانی حاصل از آزمایش خزش دینامیکی در انتهای فاز دوم همبستگی بالایی برقرار است. رابطه ریاضی تعریف شده بر اساس نتایج آنالیز مدل المان محدود جهت پیش‎بینی عمق شیار شدگی دال آسفالتی و شدت تنش نوک ترک در لایه آسفالتی دارای ضریب تعیین بالای ۹۰% است. کلمات کلیدی : مخلوط حاوی تراشه آسفالت، رفتار شیار شدگی و ترک خوردگی، جوانساز اصلاح شده با پودر لاستیک، پیر شدگی مجدد، آنالیز مدل المان محدود، پیش بینی عمق شیارشدگی، شدت تنش نوک ترک. ایمیل : Youssef.amjadiangmail.com