مناقشة اطروحة الدكتوراه في قسم الهندسة المدنيةالموسومة ” نمذجة انتشار التشققات في التبليط الاسفلتي المحلي “
تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالب محمد زهير محمد مكي في قسم الهندسة المدنية وعلى قاعة الدراسات العليا عن بحثه الموسوم ” نمذجة انتشار التشققات في التبليط الاسفلتي المحلي ” وبأشراف – الاستاذ المتمرس حامد محمود حمدو – أ.م. د. عبد الحق هادي عبد علي من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من : أ.د. علاء ناصر حريب الجوراني
أ.م. د. نمير غني احمد الكواز
أ.م. د. غاندي غانم عزيز صوفيا
أ.م. د. حسن حمودي جوني البيدهاني
أ.م. د. امجد حمد خليل البياتي
وتلخص بحثة بما يلي:
يعتبر انتشار التشققات في التبليط الاسفلتي واحد من العيوب الرئيسية التي تسبب انخفاض اداءه خلال عمره التصميمي. تهدف هذه الدراسة الى التنبؤ بمقدار تحمل الخرسانة الاسفلتية لمرور الاحمال المرورية قبل ان تبدأ بالتشقق من خلال دراسة الخصائص الميكانيكية للخلطة الاسفلتية مع الاخذ بنظر الاعتبار تغيير نوع ونسبة الاسفلت واختلاف تدرج الركام المستخدم والظروف المناخية.
اعتمدت طريقة التبليط العالي الاداء لتصميم خلطة الخرسانة الاسفلتية حجميا (ايجاد محتوى الاسفلت الامثل)؛ لهذه الدراسة تم اعداد 144 نموذج اسطواني بسمك cm 5 وقطر 15cm لتمثيل الطبقة السطحية والرابطة ؛ كذلك تم اعداد 72 نموذج من عتبات الخرسانة الاسفلتية بابعاد ((7.62 X 7.62 X38.1cm لتمثيل طبقة التبليط السطحية وتم عمل شقوق مسبقة (pre notches) في هذه النماذج وباعماق 5، 15و30mm.
فحص الشد الغير مباشر تم اعتماده لفحص النماذج الاسطوانية بسرع تشويه بطيئة تمثلت بـ0.25،0.75 وmm/min 1.25 لغرض مراقبة بدأ وانتشار الشقوق باستخدام جهاز تم تطويره لهذا الغرض بينت الدراسة ان اقصى تحمل شد للخرسانة الاسفلتية (الحد الذي تبدأ عنده الشقوق) قد انخفض بمقدار 20 – 40% بتقليل سرعة التشوه من 0.05الى 0.03 وin/min 0.01 على الترتيب, في حين ادى خفض نسبة الاسفلت 0.5% الى تقليل اجهاد الشد الاقصى ما يقارب 12%، كما ادى رفع درجة حرارة الفحص 10 درجات مئوية الى خفض اجهاد الشد الاقصى الى اكثر من 40%، وكان لزيادة المقاس الاقصى للركام من 0.5″الى 0.75″الاثر في خفض اجهاد الشد الاقصى من 15-25% وكان تاثير تغيير نوع الاسفلت من 40-50 الى 60-70 محدودا لم يتجاوز 5%.
خصائص التصدع والمتمثلة بطاقة التصدع؛-Integral J و معامل شدة الاجهاد تم احتسابها لنماذج العتبات المسبقة الشق من خلال فحصها باستخدام فحص الانثناء وبسرعة تشوه مقدارها 1.25mm/min. اوضحت الدراسة بان معامل شدة الاجهاد قد ارتفع اكثر من 40% بخفض درجة حرارة الفحص 10 درجات مئوية وبزيادة عمق الشق المسبق (pre notch) من 5mm الى 30mm بينما كان لتغييرنسبة ونوع الاسفلت تأثير محدود لم يتجاوز 6%.
تم ايجاد عدد مرات تكرار الاحمال 0.3) ،0.45 ، و(0.6kN المسبب لفشل النماذج الاسطوانية من خلال اعتماد فحص الشد الغير المباشر الترددي اوضحت الدراسة بان عدد تكرار الاحمال المسببة للفشل قد انخفض اكثر من 40% بارتفاع حرارة الفحص 10 درجات مئوية وحوالي 35% عند زيادة الحمل المسلط من 0.3 الى0.6kN و30% نتيجة لتقليل نسبة الاسفلت وزيادة المقاس الاقصى للركام اما نوع الاسفلت المستخدم فقد كان لتغييره تاثير محدود تمثل بخفض عدد تكرار الاحمال المسببة للفشل بمقدار 10%. اضافة الى عدد تكرار الحمل المسبب للفشل فقد تم ايضا من خلال هذا الفحص احتساب انفعال الشد الابتدائي وكذلك معامل الاسترجاع الديناميكي. تم ربط نتائج هذا الفحص مع متغيراته ونمذجة موديلات احصائية وذلك لتخمين عدد مرات تكرار الحمل لافشال الخرسانة الاسفلتية وكذلك ومعامل الاسترجاع الديناميكي.
لغرض دراسة نمو وانتشار الشقوق في الخرسانة الاسفلتية فقد تم فحص العتبات المسبقة الشق باستخدام فحص الانثناء الترددي. من خلال هذا الفحص تم ايجاد العلاقة ما بين نسبة نمو الشقوق الى عدد تكرار الحمل ومقدار التغير في معامل شدة الاجهاد وبناء على ذلك تم نمذجة ما يعرف بقانون باريس الذي يمثل خصائص الكلل للخرسانة الاسفلتية.
لمتابعة مستوى اداء التبليط خلال عمره التصميمي فقد تم استخدام برنامج VESYS 5W ، باعتماد الموديلات الاحصائية المطورة خلال هذه الدراسة تم ادخال البيانات المطلوبة للبرنامج والمتعلقة باحتساب مساحة التبليط المعرضة لشقوق الكلل وكذلك مستوى الاداء المرتبط بحالة التبليط، تم اقتراح مقطع للتبليط المرن وتم تحليل الاداء له ولمختلف المتغيرات التي شملتها الدراسة. بناء على نتائج التحليل تم اقتراح مقطع تبليط للتصميم مع تحديد المدة الزمنية التي يحتاج عندها التبليط الى اكساء بطبقة تبليط جديدة للمحافظة على مستوى الاداء المطلوب
