Investigation of variatons in performance properties of asphalt concrete using image-based finite element model

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: YALÇIN KARAKAYA

Danışman: MURAT GÜLER

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı, iki boyutlu görüntü tabanlı bir sonlu elemanlar modeli kullanılarak asfalt betonun performans özelliklerindeki değişimlerin değerlendirilmesidir. Hem laboratuvar testlerinde hem de sonlu elemanlar yöntemi analizlerinde, farklı koşulların temsil eden iki farklı asfalt karışımı kullanılmıştır. Daha sonra numunelerin kesit görüntülerinin yakalanması için düz yataklı bir tarayıcı kullanılmış ve bu görüntüleri sonlu elemanlar modeline hazırlamak için çeşitli görüntü işleme teknikleri uygulanmıştır. Asfalt betonun agrega ve bitümlü bağlayıdan oluşan ayrı bileşenlerinin kompozit bir malzeme olarak modellendiği sonlu elemanlar modelinde hesaplama süresinin en aza indirilmesi için kesit görüntüleri sonlu elemanlar ağına dönüştürülürken eşsiz bir görüntü vektörleştirme yöntemi geliştirilmiştir. Denel programında farklı performans göstergelerinin elde edilebilmesi için üç farklı test programı uygulanmıştır; esneklik modülü, tekrarlı sünme ve dolaylı yorulma deneyleri. Laboratuvar deneyleri, performans özelliklerindeki değişkenliklerin tespit edilebilmesi için on tekrar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Numune değişkenliği, özdeş numuneler üzerinde mikroyapıları değiştiren daha önce geliştirilmiş bir yeniden dağıtım algoritması kullanılarak sonlu elemenlar analizlerinde de incelenmiştir. Son olarak, laboratuvar testleri ve sonlu elemanlar yöntemi analizleri sonuçları karşılaştırılarak performans testlerindeki değişkenlikler değerlendirilmiştir. Çeşitli sonuçlar, bu çalışmada oluşturulan iki boyutlu sonlu elemanlar modelinin, farklı test koşulları altında tamamen farklı iki karışım tasarımı için başarılı ile çalıştığını göstermiştir. Ayrıca, bu çalışmada önerilen parçacık yeniden dağıtma yöntemi ile, asfalt betonun test sonuları üzerindeki doğal değişkenliği belirlenmiş ve yaklaşık sekizde bir gibi değerlere kadar düştüğü tespit edilmiştir.