ارزیابی عددی تأثیر خرده شیشه ضایعاتی بر عملکرد مخلوط‏ های آسفالتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه خاک و پی، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان

2 کارشناس ارشد، گروه راه و ترابری، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان

چکیده

همه ساله بخش عظیمی از بودجه کشورهای مختلف صرف مرمت و بازسازی روسازی را­ه­ ها و فرودگاه­ ها می ­گردد. مقاومت کم روسازی­ ها در برابر بارهای دینامیک و عمر کوتاه سرویس ­دهی آن ها از عمده ­ترین مشکلات موجود در حفاظت و نگهداری راه­ ها به شمار می­ آید. پدیده شیارشدگی یکی از عمده ­ترین این خرابی ­ها است که به علت رفتار ویسکو الاستیک و ویسکو الاستو پلاستیک مخلوط‏ های آسفالتی در دماهای زیاد به وقوع می ­پیوندد. تا کنون تحقیقات آزمایشگاهی زیادی به منظور ارزیابی اثر افزودن خرده شیشه ضایعاتی بر رفتار مخلوط ‏های آسفالتی در برابر بارهای دینامیک وسایل نقلیه و همچنین شرایط محیطی صورت گرفته است. هدف از این پژوهش، ارزیابی عددی تأثیر خرده شیشه ضایعاتی بر عملکرد مخلوط ‏های آسفالتی و پیش ‏بینی پدیده شیارشدگی در آن ها می ‏باشد. بدین منظور از نرم ­افزار آباکوس استفاده گردیده است. به منظور اعتبارسنجی نتایج مدل ارائه شده، از نتایج آزمایش ویل تراک استفاده گردیده است. نتایج نشان می ‏دهد که مدل ارائه شده در این تحقیق به ­خوبی قادر است شیارشدگی مخلوط ‏های آسفالت شیشه ‏ای و معمولی را پیش ‏بینی نماید. همچنین، ارزیابی نتایج مدل ارائه شده بیانگر تأثیر بالای شیشه در بهبود عملکرد ویسکو الاستیک و ویسکو الاستو پلاستیک مخلوط‏ های آسفالتی می ‏باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Evaluation of the Effect of Waste Glass Cullet on Asphalt Mixtures’ Behavior

نویسندگان [English]

  • R. Jamshidi Chenari 1
  • M. Sadeghnejad 2
چکیده [English]

A large proportion of the national budget in many countries is spent each year on rehabilitation and reconstruction of highway and airport pavements. Low strength against dynamic loads and short working life of pavements are the most significant problems in the maintenance of highway systems. Rutting phenomenon is one of the main destructions which occur due to visco-elastic and visco-elasto-plastic behavior of asphalt mixtures at high temperatures. So far, a lot of laboratory research has been conducted to evaluate the effect of glass cullet on asphalt mixture behavior against dynamic loading of vehicles and environmental conditions. The purpose of this study was numerical evaluation of the effect of glass cullet on asphalt mixtures behavior and prediction of rutting phenomenon in them. ABAQUS software was used to achieve this goal. In order to validate the model results, wheel track test results were used. The results showed that the developed model can predict rut depth of glasphalt and asphalt mixtures very well. Also, evaluations on the model showed the high effects of glass cullet to improve the visco-elastic and visco-elasto-plastic behavior of asphalt mixtures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Glasphalt
  • Rutting
  • Visco-elasto-plastic
  • Numerical evaluation
AASHTO guide for design of pavement structures, 1993.

Airey, G. D., Collop, A. C. and Thom, N. H. 2004. “Mechanical Performance of Asphalt Mixtures Incorporating Slag and Glass Secondary Aggregates”. Proc. of the 8th Conference on Asphalt Pavements for Southern Africa, South Africa.

Al-Khateeb, A., Saoud, A. and Al-Msouti, M. 2011. “Rutting prediction of flexible pavements using finite element modelling”. Jordan J. Civil Eng. 5(2): 112-119.

Arabani, M. 2011. “Effect of glass cullet on the improvement of the dynamic behaviour of asphalt concrete”. Constr. Build. Mater. 25: 1181-1185.

Fanga, H., John, E., Haddock, B., Thomas, D. and Adam, J. 2004. “On the characterization of flexible pavement rutting using creep model-based finite element analysis”. Finite Elements in Analysis and Design 41: 49-73.

Hua, J. 2000. “Finite Element Modeling and Analysis of Accelerated Pavement Testing Devices and Rutting Phenomenon”. Ph.D. Thesis, Purdue University.

Huang, Y. 1993. “Pavement Analysis and Design”. Prentice Hall Univ. of Kentucky, USA.

Hughes, A. and Charles, S. 2004. “Experimental Mixes to Minimize Rutting”. ASCE, Boston Soc. Civil Eng. Section J., pp. 931-942.

Perl, M., Uzan, J. and Sides, A. 2004. “Visco-Elasto-Plastic Constitutive Law for a Bituminous Mixture Under Repeated Loading”. Transportation Res. Record 911, National Res. Council, Washington, D.C., pp. 21-27.

Su, K., Lijun, S., Yoshitaka, H. and Ryota, M. 2008. “Analysis of Shear Stress in Asphalt Pavements under Actual Measured Tire-Pavement Contact Pressure”. 6th ICPT, Sapporo, Japan.

Tjan, A. and Adrian, Y. 2003. Analysis of Creep Properties of Bituminous Mixture with Constant Rate of Load Increment Method”. Proc. Eastern Asia Soc. for Transport. Studies, 4: 322-331.