مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

رفتار شکست مخلوط های آسفالتی حاوی درصد زیاد تراشه آسفالت بازیافتی تحت شرایط بارگذاری مختلف در دمای پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مدیریت و علم و فناوری،دانشکده مدیریت، اقتصاد و مهندسی پیشرفت دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
معمولاً چندین ماده زائد و بازیافتی در طرح اختلاط بتن آسفالتی گنجانده می‌شوند تا مصالح روسازی سازگارتر با محیط زیست تولید شوند. در میان این مواد، آسفالت بازیافتی (RAP) یکی از پرکاربردترین گزینه‌ها است که اغلب به عنوان جایگزین جزئی برای سنگدانه‌های طبیعی استفاده می‌شود. با این حال، گنجاندن چنین مواد بازیافتی می‌تواند بر خواص مکانیکی، مقاومت و عملکرد کلی مخلوط آسفالتی تأثیر منفی بگذارد. به طور خاص، مقاومت روکش‌های آسفالتی حاوی میزان بالای RAP در برابر ترک خوردگی و رشد ترک کاهش می‌یابد. بنابراین، ارزیابی اثرات بالقوه افزودن RAP بر مقاومت ترک خوردگی مخلوط‌های آسفالتی ضروری است. بارگذاری ترافیکی بر روی آسفالت‌های ترک خورده و روکش‌ها می‌تواند دو حالت اساسی تغییر شکل ترک، یعنی حالت خالص I (بازشدگی کششی) و حالت خالص II (برش درون صفحه‌ای) را ایجاد کند. علاوه بر این، به دلیل رفتار ویسکوالاستیک قیر در مخلوط‌های آسفالتی، خطر انتشار ترک و شکست ترد در دماهای پایین در مقایسه با دماهای متوسط و بالا به طور قابل توجهی بیشتر است. در این مطالعه، تأثیر افزودن RAP بر چقرمگی شکست مخلوط‌های آسفالتی در دو حالت شکست اساسی (KIc و KIIc) با استفاده از نمونه‌های خمش دیسکی با ترک لبه (ENDB) بررسی شد. آزمایش‌های چقرمگی شکست بر روی مخلوط‌های آسفالت داغ (HMA) حاوی 0٪، 25٪ و 50٪ RAP (به عنوان جایگزین سنگدانه‌های طبیعی) در سه دمای پایین: 0 درجه سانتیگراد، 12- درجه سانتیگراد و 24- درجه سانتیگراد انجام شد. بر اساس نتایج، با افزایش مقدار RAP در مخلوط‌های آسفالتی تا 25٪، چقرمگی شکست و انرژی شکست افزایش یافت و با افزودن RAP بیشتر تا 50٪ (RAP با درصد بالا)، چقرمگی شکست و انرژی شکست در مقایسه با مخلوط‌های حاوی 25٪ RAP کاهش یافت. در حالی که چقرمگی شکست و انرژی شکست در مقایسه با مخلوط شاهد افزایش یافت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Fracture behavior of asphalt mixture containing high content of reclaimed asphalt pavement (RAP) under various loading condition at Low-temperature

نویسندگان English

M.R.M. Aliha 1
Seyed Miad Salehi 2
1 Associate Professor, school of Industrial Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Narmak, 16846-13114, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, School of Management, Economics and Progress Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Narmak, 16846-13114, Tehran, Iran
چکیده English

Several waste and recycled materials are commonly incorporated into the mix design of asphalt concrete to produce more environmentally friendly construction materials. Among these, Recycled Asphalt Pavement (RAP) is one of the most widely used options, often employed as a partial substitute for natural stone aggregates. However, the inclusion of such recycled materials can adversely affect the mechanical properties, strength, and overall performance of asphalt pavements. In particular, the resistance of asphalt overlays containing high content of RAP against cracking and crack growth tends to decrease. Therefore, it is essential to evaluate the potential effects of RAP incorporation on the cracking resistance of asphalt mixtures. Traffic loading on cracked asphalt pavements and overlays can induce two fundamental crack deformation modes, namely pure mode I (tensile opening) and pure mode II (in-plane shear). In this study, the effect of adding RAP on the fracture toughness of asphalt mixtures in two basic fracture modes (KIc and KIIc) was investigated using Edge-Notched Disc Bend (ENDB) specimens. Fracture toughness tests were performed on Hot Mix Asphalt (HMA) mixtures containing 0%, 25%, and 50% RAP (as replacement of natural aggregates) at three low temperatures: 0 °C, -12 °C, and -24 °C. Based on the results, by increasing the RAP content in asphalt mixtures up to 25%, fracture toughness and fracture energy increased and by adding more RAP up to 50% (high content RAP) fracture toughness and fracture energy decreased compared to the mixtures containing 25% RAP. while, fracture toughness and fracture energy increased compared to the control mixture. Depending on the test temperature and mixture type (HMA with or without RAP content) the KIc and KIIc values were varied from 0.58 to 1.05 MPa.m0.5.

کلیدواژه‌ها English

Hot mix asphalt
Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)
Low temperature fracture toughness
Fracture Energy

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 12 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 01 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 12 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 12 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 12 شهریور 1405