Deforme olmuş esnek kaplamalı karayollarının farklı sıcaklık ve trafik yükleri altındaki davranışının üç boyutlu modellenmesi ve analizi

Yüzey kaplaması olarak asfalt katmanlı bir yapı, yol ve ulaşımda kullanılan olağan kaplama sistemlerinden biridir. Bu yapı, yüzey asfalt betonu ile temel ve alt temel adı verilen kaliteli granül malzemelerin birleşiminden oluşur. Bu katmanlar aracılığıyla trafik yükü, alt temel adı verilen altta bulunan mevcut zemine aktarılır. Her katman belirli davranışlara sahip farklı türde malzemelerden yapıldığından sistem karmaşıktır. Katmanların bu yapının toplam mukavemetine katkısı da karmaşıktır ve tanımlanması zordur. Katmanlı sistemin toplam işlevi, esas olarak katmanların trafikten kaynaklanan dinamik yüklemeye karşı birleşik tepkisi ile tanımlanır. Bu nedenle her katmandaki malzemelerin özelliklerinin doğru bir şekilde hesaba katılması gerekir. Bu komplike yapıya, kaplama üzerinde oluşan deformasyonlar da eklenince, durum çözümlenmesi daha zor bir durum alacaktır. Kaplamalı kaplamanın çatlaklarla birlikte çatlak yayılma potansiyeli, kaplama stratejisinin ve kaplama hizmet ömrünün değerlendirilmesinde kilit nokta olacaktır. Bu çalışmada, çatlaklı kaplama sonlu modelini oluşturmak için analiz motoru olarak ABAQUS'taki Genişletilmiş Sonlu Elemanlar Yöntemi (XFEM) kullanılmıştır. Yöntem uygulanırken, deforme olmuş yol kesiti farklı aks yükleri (700 kPa ve 900 kPa) ve sıcaklıklar (0°C, 15°C ve 30 °C) altında analiz edilmniş, bu değişkenler altında zaman içerisinde kaplamada meydana gelen yük,deformasyon değişimleri incelenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki, asfalt karışımı ve taban tabakası elastik modülünün tekerlek izi performansı üzerinde küçük bir etkisi vardır. Ancak, sıcaklık 0°C, 15°C'den 30°C'ye yükseltildiğinde, kaplama katmanlarında belirgin bir deformasyon ve dikey yer değiştirme meydana gelmiştir.