دسته: پژوهشکده حمل و نقل

استفاده از فراگیری ماشین در مهندسی راه

Application of Machine Learning in Pavement Engineering

مهندس حامد مجیدی فرد، دانشجوی دکترای دانشگاه دانشگاه میزوری، کلمبیا، آمریکا

چهارشنبه 17 دی 1399، ساعت 15:00 تا 16:30

لینک ورود:

https://vc.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: آزاد، با درج نام خود، بدون نیاز به پسورد، با گزینه “میهمان” وارد شوید.

چکیده

اخیرا استفاده از فراگیری ماشین در حوزه مهندسی راه توجه بسیاری از محققین راه سازی را جذب کرده است. در این پژوهش، یک ابزار تخمینی برای ارزیابی عملکرد مخلوط آسفالتی در دمای پایین و بالا طراحی شده است. این ابزار بر پایه دو مدل مجزا برای آزمون شکست انرژی DC(T) و آزمون چرخ هامبورگ (Hamburg Wheel Load Track) ساخته شده است. برای آزمون شکست انرژی، از ژنتیک الگوریتم برای ساخت مدل تخمینی استفاده شد و برای مدل شیارشدگی هامبورگ از الگوریتم شبکه عصبی برای آموزش داده­ها استفاده شد. این مدل ها براساس یک پایگاه داده­ای متشکل از نتایج این دو آزمون بدست آمده اند. این ابزار قابلیت استفاده برای پیش طراحی مخلوط آسفالتی به منظور دستیابی به بهترین عملکرد شیارشدگی و ترک خوردگی را دارد. این مدل ها براساس پارامتر های ورودی مختلفی از قبیل دمای عملکردی قیر، نوع مخلوط آسفالتی، اندازه سنگدانه، درصد کل قیر، درصد قیر بازیافتی، دمای انجام آزمون و تعداد سیکل بنا شده­اند. استفاده از این­گونه مدل­های تخمینی، تعداد آزمایش­ها را محدود ساخته و زمان و هزینه بسیاری را در فرآیند طراحی صرفه­جویی می­کند.

همچنین، از فراگیری ماشین برای ساخت یک سیستم هوشمند اتوماتیک ارزیابی خرابی جاده استفاده شد. به صورت معمول، بازرسی خرابی­های جاده با استفاده از ماشین­های پیچیده جمع آوری اطلاعات یا ارزیابی چشمی در محل انجام می­شود. که نه تنها هزینه­بر، بلکه حضور ارزیاب در محل و یا اختلال ترافیکی باعث کاهش ایمنی می­شود. ارزیابی اتوماتیک خرابی جاده با استفاده از تکنیک­های پردازش تصویر باعث صرفه جویی در وقت و افزایش ایمنی می­شود. در این پژوهش، از یک مدلU-net برای تشخیص شدت خرابی­ها استفاده شد. با ترکیب دو مدل Unet و YOLO، یک مدل هیبردی ساخته شده که قابلیت تشخیص همزمان نوع و شدت خرابی را دارد. این ابزار امکان بررسی وضعیت جاده ها در طول عمر جاده­ها را دارد که برای تصمیم سازی صحیح در مدیریت نگهداری بسیار مفید خواهد بود.

Biography

Hamed Majidifard is a PhD candidate in Civil Engineering at the University of Missouri. He conferred his M.Sc. degree from Sharif University of Technology. His research primarily focuses on implementing machine learning techniques to predict the performance of asphalt mixtures and pavement conditions, advancement of mixture sustainability, and promoting durability of asphalt mixtures (crack resistance, balanced mix design). Additionally, he has carried out multiple research studies with the focus on devising a programming approach to predict the low and high-temperature performance of asphalt mixtures using machine learning techniques. This tool can be used for pre-design purposes to design an asphalt mixture with balanced performance in rutting and cracking. Finally, his primary research employs deep learning techniques to devise an automatic pavement monitoring system, which allows for effective assessment of the pavement condition using pictures and videos instead of manual field observation and evaluation. He has published 10+ journal and conference papers. He has also peer-reviewed 20+ articles for Road and Material Pavement Design, Construction Building Material, and Transportation Research Record journals.

مدل­سازی رفتار ویسکوالاستیک ناهمگن مصالح آسفالتی با استفاده از رویکرد چند مقیاسی

A Multi-Scale Approach for Heterogeneous Viscoelastic Modeling of Bituminous Composites

دکتر پوریا حاجی کریمی، استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چهارشنبه 3 دی 1399، ساعت 15:00 تا 16:30

لینک ورود:

https://vc.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: آزاد، با درج نام خود، بدون نیاز به پسورد، با گزینه “میهمان” وارد شوید.

چکیده

مدل­سازي رفتار رئولوژيكي و مكانيكي مصالح آسفالتي همواره به عنوان يك دغدغه مطرح بوده است. قیر معمولاً به عنوان یک ماده همگن در نظر گرفته می­شود و منشأ بروز ویژگی­های ویسکوالاستیک در مقیاس­های مختلف مصالح آسفالتی شامل ماستیک آسفالتی (مخلوط فیلر و قیر)، ملات آسفالتی (مخلوط ریزدانه­ها و ماستیک آسفالتی) و بتن آسفالتی (مخلوط درشت­دانه­ها و ملات آسفالتی) است. همگن بودن ساختار این مصالح آسفالتی از جمله فرضیات متداول در مدل­سازی رئولوژیکی و مکانیکی آنهاست که تطابقی با واقعیت ساختاری و عملکردی آنها ندارد. در نظر گرفتن یک ساختار ناهمگن منجر به توسعه مدل­های دوفازی یا چندفازی میکرومکانیکی جهت پیش­بینی ویژگی­های ماستیک آسفالتی می­گردد. استفاده از رویکرد چندمقیاسی این امکان را فراهم می­کند که خصوصیات ویسکوالاستیک در مقیاس­های بالاتر شامل ملات آسفالتی و مخلوط آسفالتی نیز تعیین گردد. بنابراین با در دست داشتن خصوصیات ویسکوالاستیک قیر و ویژگی­های الاستیک مصالح سنگی می­توان رفتار ویسکوالاستیک مخلوط آسفالتی را به عنوان یک ماده ناهمگن پیش­بینی نمود.

Abstract

Modeling of rheological and numerical behavior of bituminous composites is a challenging problem. Bitumen is usually known as a homogeneous substance and responsible for bituminous composites’ viscoelastic properties at different scales, including asphalt mastic, asphalt mortar, and asphalt concrete. Considering bituminous composites as a homogeneous medium is a typical assumption that is not consistent with their real structure and performance. A heterogeneous structure can be considered to develop biphasic or multi-phasic micromechanical models to predict asphalt mastic characteristics to overcome such a shortcoming. It will then be possible to determine viscoelastic properties at other scales of asphalt mortar and asphalt concrete by implementing a multi-scale approach. Therefore, having viscoelastic properties of bitumen and aggregates’ elastic characteristics, it is possible to predict asphalt concrete’s mechanical behavior as a heterogeneous medium.

بیوگرافی

دکتر حاجی­کریمی مدرک کارشناسی مهندسی عمران و کارشناسی ارشد مهندسی سازه خود را از دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تهران دریافت نمود و به دنبال آن در سال 1397 موفق به اخذ مدرک دکتری تخصصی در گرایش راه و ترابری از دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی­تکنیک تهران) شد. ایشان هم­اکنون استادیار گروه راه و ترابری دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر می­باشد. دکتر حاجی­کریمی بیش از 30 مقاله پژوهشی در مجلات تخصصی در زمینه­های اصلاح قیر، مدل­سازی عددی و تعیین ویژگی­های ویسکوالاستیک مصالح آسفالتی با همکاری اساتید دانشگاه­هایNorth Carolina A&T ، دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه لیموژ فرانسه به چاپ رسانده است. با توجه به تجارب کسب شده در زمینه مکانیک محاسباتی در دوره کارشناسی ارشد، در دوره دکتری تخصصی و به ویژه در دوره فرصت مطالعاتی در دانشگاه لیموژ بر مدل­سازی عددی رفتار ویسکوالاستیک ناهمگن مصالح آسفالتی متمرکز گردید. دکتر حاجی‌کریمی در سال 1398 به عنوان محقق جوان برتر در یازدهمین همایش و نمایشگاه قیر و آسفالت از سوی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انتخاب شده است. ایشان در حال حاضر بر استفاده از رویکرد چندمقیاسی با هدف بررسی جنبه‌های مختلف رفتار رئولوژیکی و مکانیکی قیر و مصالح آسفالتی تمرکز نموده است. 

Biography

Dr. Hajikarimi received his Bachelor’s and Master’s degrees in Civil Engineering and Structural Engineering from the University of Tehran followed up by receiving his Ph.D. in Pavement Engineering from Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic) in 2018. Dr. Hajikarimi is currently an Assistant Professor and Director of Advanced Pavement Laboratory at the Department of Civil & Environmental Engineering of Amirkabir University of Technology. He published more than 30 research articles in bitumen modification, viscoelastic characterization, and numerical modeling of bituminous materials in collaboration with faculty members of North Carolina A&T University, Arizona State University, and University of Limoges. Considering his background in computational mechanics, he focused on heterogeneous viscoelastic numerical modeling of bituminous composites during his Ph.D., especially when he was passing a sabbatical at the University of Limoges in France. Dr. Hajikarimi received the Best Young Researcher Award in the 11th Bitumen, Asphalt and Machinery Conference & Exhibition in 2019. He is currently focused on using the multi-scale approach to investigate different aspects of bitumen and bituminous composites’ rheological and mechanical behavior.

مدل­سازی رفتار ویسکوالاستیک ناهمگن مصالح آسفالتی با استفاده از رویکرد چند مقیاسی

A Multi-Scale Approach for Heterogeneous Viscoelastic Modeling of Bituminous Composites

دکتر پوریا حاجی کریمی، استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چهارشنبه 3 دی 1399، ساعت 15:00 تا 16:30

لینک ورود:

https://vc.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: آزاد، پس از درج نام خود، بدون نیاز به پسورد، با گزینه “میهمان” وارد شوید.

چکیده

مدل­سازي رفتار رئولوژيكي و مكانيكي مصالح آسفالتي همواره به عنوان يك دغدغه مطرح بوده است. قیر معمولاً به عنوان یک ماده همگن در نظر گرفته می­شود و منشأ بروز ویژگی­های ویسکوالاستیک در مقیاس­های مختلف مصالح آسفالتی شامل ماستیک آسفالتی (مخلوط فیلر و قیر)، ملات آسفالتی (مخلوط ريزدانه ها و ماستیک آسفالتی) و بتن آسفالتی (مخلوط درشت دانه ها و ملات آسفالتی) است. همگن بودن ساختار این مصالح آسفالتی از جمله فرضیات متداول در مدل­سازی رئولوژیکی و مکانیکی آنهاست که تطابقی با واقعیت ساختاری و عملکردی آنها ندارد. در نظر گرفتن یک ساختار ناهمگن منجر به توسعه مدل­های دوفازی یا چندفازی میکرومکانیکی جهت پیش­بینی ویژگی­های ماستیک آسفالتی می­گردد. استفاده از رویکرد چند مقیاسی این امکان را فراهم می­کند که خصوصیات ویسکوالاستیک در مقیاس­های بالاتر شامل ملات آسفالتی و مخلوط آسفالتی نیز تعیین گردد. بنابراین با در دست داشتن خصوصیات ویسکوالاستیک قیر و ویژگی­های الاستیک مصالح سنگی می­توان رفتار ویسکوالاستیک مخلوط آسفالتی را به عنوان یک ماده ناهمگن پیش بینی نمود.

Abstract

Modeling of rheological and numerical behavior of bituminous composites is a challenging problem. Bitumen is usually known as a homogeneous substance and responsible for bituminous composites’ viscoelastic properties at different scales, including asphalt mastic, asphalt mortar, and asphalt concrete. Considering bituminous composites as a homogeneous medium is a typical assumption that is not consistent with their real structure and performance. A heterogeneous structure can be considered to develop biphasic or multi-phasic micromechanical models to predict asphalt mastic characteristics to overcome such a shortcoming. It will then be possible to determine viscoelastic properties at other scales of asphalt mortar and asphalt concrete by implementing a multi-scale approach. Therefore, having viscoelastic properties of bitumen and aggregates’ elastic characteristics, it is possible to predict asphalt concrete’s mechanical behavior as a heterogeneous medium.

بیوگرافی

دکتر حاجی کریمی مدرک کارشناسی مهندسی عمران و کارشناسی ارشد مهندسی سازه خود را از دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تهران دریافت نمود و به دنبال آن در سال 1397 موفق به اخذ مدرک دکتری تخصصی در گرایش راه و ترابری از دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران) شد. ایشان هم اکنون استادیار گروه راه و ترابری دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر می­باشد. دکتر حاجی کریمی بیش از 30 مقاله پژوهشی در مجلات تخصصی در زمینه های اصلاح قیر، مدل­سازی عددی و تعیین ویژگی­های ویسکوالاستیک مصالح آسفالتی با همکاری اساتید دانشگاه­هایNorth Carolina A&T ، دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه لیموژ فرانسه به چاپ رسانده است. با توجه به تجارب کسب شده در زمینه مکانیک محاسباتی در دوره کارشناسی ارشد، در دوره دکتری تخصصی و به ویژه در دوره فرصت مطالعاتی در دانشگاه لیموژ بر مدل­سازی عددی رفتار ویسکوالاستیک ناهمگن مصالح آسفالتی متمرکز گردید. دکتر حاجی‌کریمی در سال 1398 به عنوان محقق جوان برتر در یازدهمین همایش و نمایشگاه قیر و آسفالت از سوی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انتخاب شده است. ایشان در حال حاضر بر استفاده از رویکرد چند مقیاسی با هدف بررسی جنبه‌های مختلف رفتار رئولوژیکی و مکانیکی قیر و مصالح آسفالتی تمرکز نموده است.

Biography

Dr. Hajikarimi received his Bachelor’s and Master’s degrees in Civil Engineering and Structural Engineering from the University of Tehran followed up by receiving his Ph.D. in Pavement Engineering from Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic) in 2018. Dr. Hajikarimi is currently an Assistant Professor and Director of Advanced Pavement Laboratory at the Department of Civil & Environmental Engineering of Amirkabir University of Technology. He published more than 30 research articles in bitumen modification, viscoelastic characterization, and numerical modeling of bituminous materials in collaboration with faculty members of North Carolina A&T University, Arizona State University, and University of Limoges. Considering his background in computational mechanics, he focused on heterogeneous viscoelastic numerical modeling of bituminous composites during his Ph.D., especially when he was passing a sabbatical at the University of Limoges in France. Dr. Hajikarimi received the Best Young Researcher Award in the 11th Bitumen, Asphalt and Machinery Conference & Exhibition in 2019. He is currently focused on using the multi-scale approach to investigate different aspects of bitumen and bituminous composites’ rheological and mechanical behavior.

بررسی پارامترهای مؤثر بر ترک‌خوردگی ناشی از دمای پایین مخلوط‌های آسفالتی و مدلسازی عددی آن

Evaluation of effectiveness of different parameters on thermal cracking properties of asphalt mixtures and its numerical modeling

دکتر حمیدرضا صاحب‌الزمانی، مدیر تحقیق و توسعه ، شرکت کندوان پارس

چهارشنبه 12 آذر 1399، ساعت 1500 تا 16:30

لینک ورود:

https://vc.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: آزاد و بدون نیاز به پسورد، بر روی گزینه “میهمان” کلیک و درج نام خود  وارد شوید.

چکیده

یکی از انواع خرابی‌های روسازی‌های آسفالتی، ترک‌خوردگی ناشی از دمای پایین می‌باشد. این نوع خرابی معمولاً به دو صورت ترک‌خوردگی آنی ناشی از دمای بسیار پایین و یا ترک‌خوردگی ناشی از خستگی دمایی رخ می‌دهد. در این وبینار تاثیر پارامترهای مختلف مخلوط آسفالتی بر ترک‌خوردگی دمایی مخلوط آسفالتی با بررسی نتایج آزمایشگاهی مدول دینامیکی در دماهای پایین و میانی، کشش غیر مستقیم و خمش نیم دایره در دمای پایین، خستگی سیکلیک در دمای میانی، تنش حرارتی نمونه‌ی مقید و تنش و کرنش حرارتی نمونه‌ی تک‌محوره مورد بحث قرار می‌گیرد. پارامترهای مورد نظر شامل درصد قیر، نوع اصلاح کننده‌ی قیر، درصد هوا، درصد فیلر، جنس سنگ‌دانه و میزان پیرشدگی هستند. همچنین مدلسازی عددی مخلوط آسفالتی در نرم‌افزار ABAQUS برای پیش‌بینی دمای شکست مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مدل عددی مورد نظر با در نظر گرفتن 1) در نظر گرفتن مدل ناحیه‌ی چسبنده برای پیش‌بینی میزان انتشار ترک با استفاده از پارامتر انرژی شکست، 2) در نظر گرفتن تأثیر خرابی پیش‌رونده در پیش‌بینی تنش ایجاد شده و 3) در نظر گرفتن تغییرات ضریب انقباض مخلوط‌های آسفالتی نسبت به دما نسبت به مدلسازی‌های عددی پیشین ارتقاء یافته است.

Abstract

One of the main types of distress in asphalt pavements is low temperature (thermal) cracking. This kind of distress may happen in two different forms, instant cracking due to very low temperatures or cracking due to thermal fatigue. In this webinar, the effectiveness of different parameters of the asphalt mixture on its thermal cracking behavior will be discussed based on the results of experimental tests such as dynamic modulus in low and intermediate temperature, indirect tensile and semi-circular bending tests in low temperature, cyclic fatigue in intermediate temperatures, Thermal Stress Restrained Specimen (TSRST) and Uniaxial Thermal Stress and Strain test (UTSST). The parameters under study include asphalt bitumen percentage, air void percentage, filer content, aggregate type, type of modification of asphalt binder and aging levels on the performance of asphalt mixes, especially in low temperatures. Numerical modeling of asphalt mixtures using ABAQUS software will also be discussed. Specifically, the improvements in the numerical results by implementing three new features in the numerical model are assessed. These features include: 1) incorporating of cohesive zone model to predict the extent of crack propagation with the use of fracture energy parameter, 2) accounting the effect of continuum damage in predicting the induced stress, 3) including the change in contraction coefficients of the asphalt mixes with respect to temperature. In this webinar, the analysis method of dynamic modulus and cyclic fatigue experimental data as well as calculations needed to obtain the VECD properties of asphalt mixtures will be discussed.

بیوگرافی

حمیدرضا صاحب‌الزمانی، دوره تحصیلات خود را در مقطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری در دانشکده فنی دانشگاه تهران در رشته‌ی مهندسی عمران، گرایش راه‌وترابری گذرانده است. وی با اخذ رتبه اول در دوره کارشناسی ارشد، در چارچوب ضوابط استعداد درخشان دوره دکتری خود را آغاز و با درجه عالی به اتمام رساند. در طی دوره فرصت مطالعاتی دکتری، ایشان در آزمایشگاهِ واحد تحقیق و توسعه شرکت Eiffage واقع در لیونِ فرانسه برخی از آزمایش‌های رساله خود را انجام و برنامه تحقیقاتی خود را پیگیری نمود. او بیش از 25 مقاله داخلی و بین‌المللی در کنفرانس‌ها و ژورنال‌های معتبر به چاپ رسانده است. دکتر صاحب‌الزمانی فعالیت حرفه‌ای خود را در شرکت کندوان پارس در سال 1391 آغاز نمود و اکنون به عنوان مدیر توسعه بازار و مدیر کنترل کیفی در این مجموعه مشغول به فعالیت است. علاوه بر این، ایشان مدیریت فعالیت‌های تحقیق و توسعه شرکت را نیز بر عهده داشته و موضوعات تحقیقاتی شامل مدلسازی ویسکوالاستیک مخلوط‌های آسفالتی، طراحی و اجرای روش‌های نوین آسفالت‌های حفاظتی از جمله آسفالت‌های نازک و فوق نازک پلیمری را دنبال می‌کند. از دستاوردهای ایشان در این واحد می‌توان به اجرای اولین پروژه آسفالت لایه نازک در کشور با همکاری شرکت فرانسوی Eiffage اشاره کرد. وی با عضویت در کمیته‌های مربوطه در بازنگری نشریه 101، تدوین نشریه جرائم (شماره 773)، تدوین استانداردهای ملی در بخش قیر و آسفالت، بازنگری فهرست‌های بها و همچنین تدوین آیین‌نامه راه‌های ایران (نشریه 800) همکاری و مشارکت دارد. ایشان همچنین عضو فعال کمیته فنی انجمن شرکت‌های راهسازی بوده و در سه سال گذشته نیز عضویت کمیته علمی همایش قیر و آسفالت را داشته است.

Biography

Hamidreza Sahebzamani holds a PhD in Road and Transportation Engineering from University of Tehran. He started his undergraduate studies in Civil Engineering at College of Engineering, University of Tehran in 2006. Recognized as an exceptional talent member during his graduate studies, he was given the honor to continue his studies for obtaining a PhD degree without entrance exam. He conducted part of his thesis experimental tests at Eiffage lab located in Lyon, France during his PhD sabbatical. He has published more than 25 papers in national and international conferences and journals. Dr. Sahebzamani joined Kandovan Pars Company in 2012 and currently is the head of the market development department and quality control division. He is in charge of R&D department as well. His research interests include viscoelastic modeling of asphalt mixtures and innovative methods of surface treatment, i.e. very thin-layer and ultra-thin layer polymer-modified asphalt. Carrying out the first very thin-layer asphalt project in Iran with the cooperation of Eiffage company, is one of his achievements in this department.

He is a member of different committees and has contributed to the revision of the Road General Technical Specification (No.101), preparation of the Guideline for Assessment of Quality & Technical Specifications of Performed Operations (No. 773), preparation of the National standards for bitumen and asphalt, revision of the price analysis handbook and preparation of the Iran Road code (No.800). He is also an active member of the technical committee of Road Construction companies’ association and has been on the scientific committee board of the National Bitumen and Asphalt congress for the past three years.

­مدل­سازی ساختاری و عددی رفتار ویسکوالاستیک-ویسکوپلاستیک در بتن آسفالتی و جایگاه آن در عملکرد روسازی های آسفالتی

Constitutive and Numerical Modeling of Viscoelastic-Viscoplastic Behavior of Asphalt Concrete

دکتر محمد محمد کریمی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس

چهارشنبه 26 شهریور 1399، ساعت 13:30 تا 15:00

لینک ورود:

https://vclass.ecourse.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: مجانی و بدون نیاز به پسورد، بر روی گزینه “میهمان” کلیک و نام خود را  وارد کنید.

Bio

Mohammad M. Karimi is Assistant Professor of Road and Transportation in the Department of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran. He received his B.Sc. degree in Civil Engineering from Iran University of Science Technology, and M.Sc. and Ph.D. degrees in pavement engineering, both from Sharif University of Technology (Supervisor: Prof. Nader Tabatabaee). Mohammad’s interests lie in the field of thermodynamic-based constitutive relationships, numerical implementation, and computational modeling of pavement materials and structures. Moreover, his research studies are often accompanied by experimental tests to identify the rheological and mechanical characteristics of pavement materials and to validate the numerical simulations. During his M.Sc., Ph.D., and the visiting researcher at University of Kansas, he has developed several kinds of research in the field of computational modeling of asphalt pavement, incorporating viscoelastic, viscoplastic-hardening relaxation, continuum damage, and coupled thermo-electromagnetic constitutive relationships. In recent years, he has been working on smart pavement materials, innovative methods of asphalt healing, and sustainable asphalt concrete and pavement structure using experimental evaluation and computational modeling.

Abstract

The pavement engineers always look for precise and cost-efficient methods to predict the long-term performance of asphalt concrete and pavement structure under the traffic loading and environmental conditions. A comprehensive numerical simulation leads to a precise analysis of pavement materials and structures while taking lower costs compared to accelerated pavement testing machines and test tracks. Given the intricate thermo-mechanical behavior of asphalt concrete, developing an appropriate constitutive relationship becomes the most imperative phase in the computational modeling of asphalt concrete and pavement. Computational scientists often derive constitutive relationships according to the thermodynamic laws and phenomena observed in experimental tests. In this webinar, several findings on the derivation of constitutive relationship, numerical implementation, computational modeling of asphalt concrete and pavement, and relevant experimental tests and field measurement will be presented. A non-linear viscoelastic constitutive relationship was developed to address the different stress transferring mechanisms in asphalt concrete under tensile and compressive stress modes. A viscoelastic-viscoplastic-continuum damage constitutive model was coupled with a hardening relaxation model to simulate the viscoplastic strain and hardening-softening in asphalt concrete under the cyclic loading. Then, a large strain-based viscoelastic-viscoplastic constitutive relationship carried out to predict the compaction process of asphalt concrete in the field will be discussed. As the last case, a coupled-thermo-mechanical-electromagnetic constitutive relationship to compute the temperature rising and crack healing through induction heating-induced healing in asphalt concrete under the electromagnetic field will be covered.

توسعه مشخصات طرح اختلاط عملکردی آسفالت برای بزرگراه عوارضی ایلی نوی

DEVELOPMENT OF A PERFORMANCE-RELATED ASPHALT MIX DESIGN SPECIFICATION FOR THE ILLINOIS TOLLWAY

مهندس بهنام جهانگیری، کاندیدای دکترا در مهندسی عمران در روسازی و تکنولوژی آسفالت، دانشگاه میزوری، آمریکا

سه شنبه 11 شهریور 1399، ساعت 15:00 تا 16:30

لینک ورود:

https://vclass.ecourse.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: مجانی و بدون نیاز به پسورد، بر روی گزینه “میهمان” کلیک و نام خود را  وارد کنید.

Bio:

Behnam Jahangiri is a PhD candidate in the Department of Civil and Environmental Engineering at the University of Missouri-Columbia (MU, Advisor: Bill Buttlar). He also holds an MSc degree in Pavement Engineering from Sharif University of Technology (Advisor: Nader Tabatabaee), and a BSc degree in Civil Engineering from Isfahan University of Technology. As a Graduate Research Assistant at Missouri Asphalt Pavement and Innovation Lab (MAPIL), he has been working on cutting-edge research areas related to smart infrastructure systems and innovative construction materials to address real-world concerns in the asphalt industry. Currently, his research is focused on the development of performance specifications for the Illinois Tollway.  He is also involved in the characterization of a wide variety of modern and heterogeneous asphalt mixtures containing recycled materials RAP, RAS, rubber, and waste plastic for the Missouri Department of Transportation and for industry. Finally, he conducts research in advanced machine learning/artificial intelligence methods for material characterization, and deployment of sensors for civil infrastructure condition assessment.

Abstract:

In the past, traditional asphalt mixtures involved relatively simple combinations of virgin asphalt binder and aggregates to meet performance requirements. However, modern, heterogeneous asphalt mixtures exhibit more complex behavior due to proliferation of new ingredients and because of the interactions that subsequently occur. As a result, recent asphalt mixes require advanced performance tests to account for the effects of the added components, increased traffic loads, and prevailing environmental conditions. In this presentation, different mixtures produced in 2018 for the mainline and shoulder sections across Tollway system in Chicago were selected to characterize trends of the performance tests conducted on the new Tollway mixtures and to study the ability of different performance tests to predict pavement performance. To this end, performance tests were performed on the collected plant produced mixtures, and later, on selected field-cored sections. The latter included both good and poor performing sections, which were determined based on an extensive survey of the Illinois Tollway in May of 2019. Evaluation of Tollway asphalt surface pavement management data indicated excellent overall performance vs. time, with minor amounts of several cracking forms developing gradually over time. These included transverse cracking, usually associated with reflective cracking on the mainline and/or thermal and block cracking on shoulders, and longitudinal cracking (typically along the construction joint between lanes). Rutting, on the other hand, was not observed to be a significant form of distress on modern Tollway sections. The Disk-shaped Compact Tension (DC(T)) test was chosen to be retained in the performance related specification (PRS) for the design of crack-resistant mixtures because of its excellent repeatability and its high correlation with field results. A systematic approach was developed, which allowed different reliability levels to be addressed in the specification, along with a consensus step to take advantage of the experience of local practitioner.

آزمایش های عملکردی پس از تولید مخلوط آسفالتی در انتاریوی کانادا  

مهندس سید محمد طبیب، مهندس ارشد بخش قیر و مواد قیری در  MTO

چهارشنبه 5 شهریور 1399، ساعت 13:30 تا 15:00 

لینک ورود:

https://vclass.ecourse.sharif.edu/ch/civil-seminar

نحوه ورود: مجانی و بدون نیاز به پسورد – بر روی گزینه “میهمان” کلیک کنید و نام خود را  وارد کنید.

Bio:

Seyed Mohammad Tabib, M..Sc., P.Eng. is a senior bituminous engineer with the Bituminous Section of the MTO. He completed a M.Sc. degree in 1996 from Sharif University of Technology in Transportation Engineering , majored in asphalt technology, and another M.Sc. in 2001 in Traffic Engineering from U of T. Seyed has a broad range of background experience in materials engineering and research, pavement, geotechnical, and traffic engineering in Ontario and overseas. He joined MTO in 2003 and has provided effective support to regional and head office programs ever since. 

Seyed is a licensed engineer with the Professional Engineers Ontario (PEO). He has authored and co-authored several research papers in asphalt technology, pavement, and traffic engineering.

Abstract:

The Ministry of Transportation of Ontario (MTO) uses a PG plus specification to mitigate premature pavement cracking. Due to complex nature of the various asphalt mixture components and binder additives, testing the tank asphalt cement (AC) alone may not be sufficient and there is a need for testing post-production products for acceptance.

The MTO is evaluating various asphalt mix performance tests with the goal to establish acceptance criteria for post-production asphalt mix that relates to long term pavement performance (i.e., to achieve a balance between resistance to cracking and rutting). Loose asphalt mix and pavement cores were collected and tested from various paving contracts using the following tests:

• Flexibility Index Test (FIT)

• Disk-Shaped Compact Tension (DC(T)) test

• Hamburg Wheel Tracking (HWT) test

Work to date has revealed that, in general, these tests were able to differentiate asphalt mixes based on PGAC, asphalt mix type, and presence of RAP.

MTO has also evaluated cores taken from good and poor performing pavements 5-13 years old using FIT and DC(T) tests and obtained reasonable results. Both recovered AC grading and mix performance tests are considered effective tools in evaluating pavement performance.

This presentation will provide an overview of the test procedure, results, and preliminary threshold values for acceptance of post-production asphalt mixes.