دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 11 2 2025 06 22 Optimization of Bitumen-Cement Emulsion for Stabilizing Selected Sandy Soils in Central Iran Based on Compressive and Shear Strength بهینه‌سازی امولسیون قیری- سیمانی در تثبیت ماسه‌های ‌بادی منتخب اقلیم مرکزی ایران بر مبنای مقاومت فشاری و برشی 1 20 9824 10.22075/jtie.2025.37188.1719 FA فاطمه کریمی کارشناس ارشد راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران. رضا پورحسینی دانشیار بخش ژئوتکنیک و راه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران. محمدمهدی خبیری دانشیار، بخش ژئوتکنیک و راه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران. Journal Article 2025 03 18 Aeolian sand poses significant challenges to civil engineering projects due to its inherent properties. In this research, a comprehensive experimental program was conducted to investigate the effectiveness of bitumen emulsion and cement in stabilizing aeolian sand. For this purpose, samples were collected from three distinct regions (Northern, Central, and Southern) within the central desert areas of Iran and stabilized with varying percentages of bitumen and cement. After 24 hours of curing in a 60 °C oven, the mechanical properties of these samples, including compressive strength, shear strength parameters, and unconfined compressive strength (UCS), were rigorously evaluated. Results demonstrated that optimal mixture in the Northern region, comprising 6% cement and 10% bitumen, yielded a 130% improvement in compressive strength. For the Central region samples, 6% cement and 6% bitumen resulted in a 57% increase in compressive strength. In the Southern region samples, combination of 6% cement and 8% bitumen provided a 121% enhancement in compressive strength. Direct shear tests indicated significant improvements in shear parameters for the optimal mixtures: A 49% increase in the angle of internal friction and a 125% increase in cohesion. The mixture containing 6% cement and 6% bitumen proved most effective in enhancing the internal friction angle, achieving a 29% improvement. Evaluation of UCS results revealed the greatest increases in this parameter occurred in the Northern and Southern regions for samples containing 6% cement and 10% bitumen, with improvements of 79% and 80%, respectively. In the Central region samples, maximum UCS increase (51%) was observed in samples containing 4% bitumen (alongside the optimal cement content). ماسه‌بادی به دلیل ویژگی‌های ذاتی آن، همواره چالش‌های جدی برای پروژه‌های عمرانی ایجاد می‌کند. در این تحقیق، یک برنامه آزمایشی جامع برای بررسی اثربخشی امولسیون قیر و سیمان در تثبیت ماسه‏بادی انجام شد. بدین منظور، نمونه‌هایی از سه ناحیه متمایز (شمالی، مرکزی و جنوبی) مناطق بیابانی مرکزی کشور جمع‌آوری و با درصدهای مختلف قیر و سیمان تثبیت شدند. پس از 24 ساعت عمل‌آوری در گرمخانه 60 درجه سلسیوس، ویژگی‌های مکانیکی این نمونه‌ها شامل مقاومت فشاری و برشی و مقاومت فشاری تک‏محوری، به دقت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب بهینه در ناحیه شمالی با 6% سیمان و 10% قیر، بهبود 130% در مقاومت فشاری را ایجاد کرد. برای نمونه مرکزی، 6% سیمان و 6% قیر، 57% افزایش مقاومت فشاری را به همراه داشت و در نمونه ناحیه جنوبی، ترکیب 6% سیمان و 8% قیر، 121% بهبود در مقاومت فشاری را فراهم کرد. همچنین، آزمایش برش مستقیم نشان‌دهنده افزایش 49% زاویه اصطکاک و 125 % ضریب چسبندگی در نمونه‌های بهینه بود. نمونه‌های حاوی 6% سیمان و 6% قیر بهترین اثربخشی در افزایش زاویه اصطکاک داخلی را با 29% بهبود عملکرد دارا است. بررسی نتایج مقاومت فشاری تک‏محوری نشان داد که بیشترین افزایش این پارامتر در نمونه‌های شمالی و جنوبی در نمونه حاوی 6% سیمان و 10% قیر با افزایش 79% و 80% و در نمونه ناحیه مرکزی در نمونه دارای4% قیر با افزایش 51% رخ داده است. https://jtie.semnan.ac.ir/article_9824_0b297784ce93bbd13db7fa6bdb177b18.pdf