بررسی تأثیرخطای برآورد ورودی‌های طراحی روسازی بر روی خطای پیش‌بینی عمر روسازی بابهره گیری از روش شبیه‌سازی مونت کارلو

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشگاه صنعتی سیرجان

چکیده

طرح روسازی‌ در روش‌های مکانیکی- تجربی در معمول بر پایة فرض‌هایی مانند ویژگی‌های لایه‌های روسازی(ضخامت، ضریب کشسانی، ضریب پواسون و ...)، بارگذاری(وزن محور، مختصات چرخها، شمار تکرار و ...) و همچنین سازوکار‌های گوناگون خرابی برای مصالح مختلف انجام می‌شود. به حقیقت پیوستن همه فرض‌ها در طراحی روسازی برای مطالعة عملکرد آن در سال‌های مختلف بهره‌برداری به دلیل وجود خطا در پیش‌بینی آمد و شد خودروهای گوناگون، نبود تعیین دقیق ویژگی‌های مصالح با توجه به هزینه بسیار زیاد برخی از این آزمایش‌ها و همچنین خطاها و محدودیت‌ها در مرحله اجرایی امکان‌پذیر نمی‌باشد. وجود خطا در عامل‌های‌ ورودی طراحی روسازی سبب شده است تا در روش‌های جدید طراحی روسازی وابسته به روش مکانیکی– تجربی، فرآیند طراحی روسازی بصورت یک فرآیند غیرقطعی مطرح شود تا از این راه بتوان اثر خطای عامل‌های ورودی طراحی را بر خطای عامل‌های عملکردی روسازی بررسی و در نهایت قابلیت اطمینان طرح را وارسی کرد. با توجه به محاسبات پیچیدة مورد نیاز در روش‌های مکانیکی – تجربی برای تحلیل و پیش‌بینی عمر روسازی ، روش‌های سنتی بر پایة مشتق‌گیری را نمی‌توان برای تعیین خطای عامل‌های عملکردی روسازی مورد استفاده قرار داد. در این مقاله تأثیر خطای عامل‌های مختلف طراحی روسازی(ضریب کشسانی، ضریب پواسون، ضخامت لایه‌ها و فشار چرخ) بر روی خطای پیش‌بینی عمر خستگی و شیار‌شدگی روسازی با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو)Monte Carlo (مورد بررسی قرار گرفته و اثرهای هر یک از عامل‌های ارائه شده است.برای این منظور با در نظر گرفتن سه مقطع روسازی با ظرفیت سازه‌ای متفاوت، درجه اهمیت هر یک از عامل‌های ورودی بر روی قابلیت اطمینان عمر خستگی و شیارشدگی مشخص شده است. همچنین، امکان استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو در گسترش رابطه‌هایی برای پیش‌بینی خطای عمر شیارشدگی و خستگی روسازی به گونه‌ای که نیاز به شبیه‌سازی‌های آینده نباشد، بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of error in estimation of input parameters on predicting error of pavement life using Monte Carlo Simulation method

نویسندگان [English]

  • hasan ghasem zadeh 1
  • Ali Reza ghanizade 2
1
2
چکیده [English]

Pavement design using mechanistic-empirical methods is often carried out based on the some assumptions for pavement layer's properties (thickness, elastic modulus, Poisson's ratio and ….), loading properties(axial weight, tire coordinates, number of repetitions and …) and also the failure mechanism for different materials. Fulfillment of these assumptions for evolution of pavement performance during service life is impossible. This is because of the uncertainty in the traffic preaiction of different vehicles,problem ofprecise determination of material specifications due to high cost of some tests and also errors and limitations in the construction phase. The error Existance in the estimation of input pavement design parameters leads to the probabilistic procedure. for the pavement design This helps the designer to study the influence of uncertainty of input parameters on the pavement performance parameters and finally controlling the design reliability. Because of the complicated computations for pavement analysis and its performance prediction, classical methods based on the deviation are not applicable to the reliability analysis of pavement performance. In this paper, the effect of the error in estimating the different input parameters of pavement design (elastic modulus, thickness and tire pressure) on prediction error of the fatigue and rutting life is studied using Monte Carlo Simulation method. For this purpose, three pavement sections with different structural capacity were considered and importance of each input parameter on prediction error of fatigue and rutting lifehave been prioritized. The possibility of using Monte Carlo simulation to develop some relationships to estimating the pavement rutting and fatigue life error has been explored. These relationships can be applied for future reliability analysis without using simulation

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mechanistic-Empirical Method
  • error analysis
  • Monte Carlo Simulation
  • Fatigue
  • Rutting
  • Pavement Design
CAPTCHA Image