بررسي مدلسازي نفوذ اكسيژن به فيلم قير در نرم‌افزار كامسول

يكي از معضلاتي كه روسازي آسفالتي با آن مواجه مي شود، پيرشدگي قير است. در اثر پيرشدگي قير، روسازي آسفالتي سخت مي شود و احتمال وقوع خرابي هاي ديگر بالا مي رود. قير به‌عنوان يك ماده ي نفتي، وقتي در شرايط محيطي با دماي بالا و در معرض اكسيژن قرار مي گيرد، دچار اكسيداسيون شده و ويسكوزيته ي آن افزايش يافته كه درنتيجه دچار سخت شدگي مي شود. فرآيند اكسيداسيون قير به ميزان نفوذ اكسيژن در قير وابسته است. به‌منظور پيش بيني رفتار رئولوژيكي قير در طول زمان، محققين با شبيه سازي شرايط محيطي در آزمايشگاه داده-هاي تجربي به‌دست آورده كه بر اساس اين داده ها مدل هايي ارائه داده اند كه مي تواند با خطاي قابل قبولي ميزان تغييرات ويسكوزيته قير را پيش بيني كند. براي مدلسازي و پيش بيني رفتار قير در طول زمان از نرم افزارهاي المان محدود نظير كامسول استفاده شده است. نتايج حاصل حاكي از آن است كه در اثر گذشت زمان و پيش رفتن فرآيند اكسيداسيون قير و به وجود آمدن گروه هاي حاوي كربونيل و سولفونيل در ساختمان قير، ويسكوزيته قير زياد شده و ضريب نفوذ اكسيژن در قير كم مي شود. درنتيجه از سرعت اكسيداسيون كاسته مي شود. همچنين ميزان افزايش ويسكوزيته قير در عمق فيلم كمتر از سطح فيلم قير است چون اكسيژن كمتري نسبت به سطح در آن وجود دارد؛ اما در طول زمان با حركت محصولات اكسيداسيون در عمق فيلم، ويسكوزيته عمق فيلم قير از نواحي وسط بيشتر مي شود و نمودار افزايش ويسكوزيته روند U شكل را نشان مي دهد.