ارزیابی عددی رفتار مصالح بالاست مخلوط با خرده لاستیک با رویکرد اجزای مجزا در آزمون جعبه بالاست

مصالح بالاست نقش بسیار مهمی را در روسازی خطوط ریلی ایفا کرده که از جمله مهمترین آن ها، توزیع تنش های رسیده به لایه های زیرین و تامین ارتجاعیت و زهکشی مناسب می باشد. در عین حال یکی از مشکلات اصلی این مصالح، شکستگی تحت تاثیر بارهای عبوری دینامیکی و نیز عملیات زیرکوبی است که در طول زمان و به ویژه برای سنگ های با جنس ضعیفتر، منجر به آلودگی بالا و نیاز به نگهداری و تعمیر فراوان می گردد. یکی از راه حل های اثبات شده برای افزایش دوره عمر مصالح بالاست و کاهش مشکلات نگهداری ناشی از آن، افزودن درصد بهینه ای از خرده لاستیک به بالاست است که به ارتقای رفتار سایشی و دوام مصالح کمک شایانی نموده و موجب شکست کمتر دانه ها می گردد. در این مقاله به بررسی عددی رفتار مصالح بالاست مخلوط با خرده لاستیک به کمک شبیه سازی دو بعدی آزمون جعبه بالاست با رویکرد اجزای مجزا پرداخته شده است. به کمک این مدلسازی عددی در نرم افزار PFC که توسط مطالعه آزمایشگاهی واقعی آزمون جعبه بالاست اعتبار سنجی شده است، ارزیابی تاثیر افزایش بار محوری (سطوح مختلف تنش) و سرعت بهره برداری (فرکانس های مختلف بارگذاری) با انجام مطالعه پارامتری در محدوده درصد بهینه خرده لاستیک پیگیری شده است. بر این اساس، درصد بهینه اختلاط بین مصالح بالاست و خرده لاستیک در شرایط مختلف تنش و فرکانس تعیین شده است، نتایج نشان داد که سطح تنش تاثیر بسیار بالایی را بر نتایج دارد، این در حالی است که تاثیر فرکانس به مراتب پایین تر است. مطابق نتایج حاصل شده همچنین، 5 تا حداکثر 10 درصد وزنی خرده لاستیک به عنوان بهینه ترین درصد اختلاط هم از منظر نشست مصالح و هم از منظر شکست ذرات قابل پیشنهاد می باشد.