ارزیابی اثر میزان رطوبت اولیه بستر ماسه‌ای و درصد قیر امولسیونی بر تغییرشکل نهایی و مقاومت روسازی تقویت‌شده توسط الیاف و سیمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد راه‌ و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد

چکیده

ساختراه‌هاوپروژه‌هایعمرانیرویخاک‌های‌ ماسه‌ای،بهدلیلعدممقاومتکافی،معمولاً با جابجایی خاک بستر و یا تغییر مسیر انجام می‌شود. بنابراین، تثبیتوبررسیعواملمؤثربرتثبیتآنباموادمختلفهموارهمورد توجهمحققینبودهاست. مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از الیاف پلی‌پروپیلن عموماً سبب افزایش شکل‌پذیری و مقاومت مکانیکی خاک‌ها، نظیر مقاومت فشاری و برشی،‌ می‌گردد. از طرف دیگر، میزان رطوبت اولیه جهت تثبیت با قیر امولسیونی نقش مهمی دارد.از این‌رو،دراینتحقیق،تثبیتو بهسازیماسهروانبااستفادهاز درصد‌های مختلف رطوبت اولیه، قیرامولسیونیو الیاف در درصد سیمان بهینهمد نظرقرارگرفت.نتایج آزمایشفشاریتک‌محورهنشان می‌دهد که افزودن الیاف باعث افزایش ظرفیت باربری به‌طور متوسط به میزان 10% می‌شود.افزایش رطوبت اولیه، عملکرد مقاومت بستر ماسه‌ای را در ابتدا افزایش داده و سپس در رطوبت‌های زیاد کاهش می‌دهد. همچنین، افزایش درصد قیر و الیاف تأثیر قابل ملاحظه‌ای در افزایش شکل‌پذیری خاک بستر تثبیت‌شده دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effect of Initial Moisture Content of Sandy Subgrade and Emulsion Bitumen Percentage on Final Deformation and Strength of Fiber and Cement-Reinforced Pavement

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mehdi Khabiri 1
  • Hasan Mohammadi Anaie 2
1 Associate Professor, Engineering Faculty, Yazd University, Yazd, I. R. Iran.
2 MSc. Student of Highway and Transportation, Yazd University, Yazd, I. R. Iran.
چکیده [English]

Construction of roads and development projects on sandy soils is usually done due to lack of adequate strength to the displacement of subgrade soil or redirecting. Therefore, stabilization and investigation of the factors affecting its strengthening with different materials have always been of interest to the researchers. Studies have shown that the use of polypropylene fibers generally increases the ductility and mechanical strength, such as compressive strength and shear strength, of soils. On the other hand, the initial moisture content plays an important role in stabilizing with emulsion bitumen. Therefore, in this study, the stabilization and improvement of dune sand, using different initial moisture contents, emulsion asphalt binder, and fiber in optimum cement percent were considered. Uniaxial compressive test results showed that addition of fiber increases the bearing capacity by an average of 10%. Increasing the initial moisture content increased the strength performance of the sand subgrade and then decreased in high moisture contents. Also, increasing the percentage of emulsion asphalt binder and fiber had a significant impact on the enhancement of stabilized subgrade ductility.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dune sand
  • Fiber
  • Emulsion asphalt binder
  • ductility
  • Uniaxial compressive strength
انصاری نیا. "الیاف مسلح کننده آسفالت". شرکت دانش رویان یکتا ماندگار، استان خوزستان.
حاجی نیان، ا.، یاری، غ. و کسائیان، ش. 1392. "بررسی اثر ریزدانه ‌بر روی ماسه‌های بادی تثبیت شده با پسماندهای نفتی". اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.
حق ‌‌شنو، ح. و عربانی، م. 1387. "اثر ضایعات الیاف پلیمری بر خصوصیات مقاومتی ماسه تثبیت ‌شده باسیمان". چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387.
کاووسی، ا. و صائبی، ج. 1395. "تثبیت خاک نامرغوب ساحلی با استفاده از سیمان و الیاف نخل خرما برای بستر روسازی‌ها". مهندسی زیرساخت‌های حمل ‌و نقل، 2(4): 61-72.
کلینسلی، د. ب.1381. "کویرها‌ی ایران و خصوصیات ژئومورفولوژیکی و پالئوکلیماتولوژی آن". ترجمه عباس پاشایی، سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، تهران.
Abdullah, G. M. S. and Al-Abdul Wahhab, H. I. 2018. “Stabilization of soils with emulsified sulphur asphalt for road applications”. Road Mater. Pavement Design, https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1436465.
ASTM C150-07, 2007, “Standard specification for Portland cement”. ASTM International, West Conshohocken, PA, DOI: 10.1520/C0150-07.
Coulgh, G. W., Sitar, N., Bachus, R. C. and Red, N. C. 1981. “Cemented sands under static load”. J. Geotech. Eng. Div., 107(6): 799-817.
Das, R. N., Yen, S., Das, B., Puri, V. and Wright, M. 1994. “Tensile stress-strain characteristics of lightly cemented sand”. Geotech. Test. J., 17(3): 305-314.
Gregg, J. S., Dehlen, C. L. and Rigden, P. J. 1967. “On the behavior and design of bituminous stabilized sand bases”. Proceedings of the 2nd International Conference on Structural Design of Asphalt Pavement, University of Michigan, pp.709-729.
Khabiri, M. M. 2006. “Development of a mathematical model for increasing flexible pavement life cycle under preventive maintenance”. Ph. D. Dissertation, Iran Science and Technology University, DOI: 10.13140/RG.2.2.23107.71203.
Khabiri, M. M. 2011. “The influence of waste carpet on the structural soil characteristics in pavement granular layer”.  Environ. Asia J., 4(2): 38-42.
Liu, J., Feng, Q., Wang, Y., Zhang, D., Wei, J. and Kanungo, D. P. 2018. “Experimental study on unconfined compressive strength of organic polymer reinforced sand”. Int. J. Polym. Sci., https://doi.org/10.1155/2018/3503415, 18 p.
McKesson, C. L. and Mohr, A. W. 1941. “Soil emulsified asphalt and sand emulsified asphalt pavement”. Proceeding, Highway Research Board, pp. 500-515.
Nazarian, S. Tandon, V. Crain, K. and Yuan, D. 2000. “Use of instrumented dynamic cone penetrometer in pavement characterization”. In: Nondestructive Testing of Pavements and Back-calculation of Moduli, Third Volume, ASTM International.
Prabaker, J., Dendorkar, N. and Morchhale, R. K. 2001. “Influence of fly ash on strength behavior of typical soils”. Structural Engineering Research Center, India.
Rezaeimalek, S., Jie, H. and Sazzad, B. 2017. “Evaluation of curing method and mix design of a moisture activated polymer for sand stabilization”. Constr. Build. Mater., 146: 210-220.
Santoni, R. L., Tingle, J. S. and Webster, S. L. 2011. “Engineering properties of sandfiber mixtures for road construction”. ASCE, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 127(3): 258-268.
Shihata, S. A. and Baghdadi, Z. A. 2001. “Simplified method to assess freeze-thaw durability of soil cement”. J. Mater. Civ. Eng., 13(4). https://doi.org/10.1061/(ASCE)0 899-1561(2001)13:4(243).
Tang, C., Shi, B., Gao, W., Chen, F. and Cai, Y. 2017. “Strength and mechanical behavior of short polypropylene fiber reinforced and cement stabilized clayey soil”. Geotext. Geomembranes, 25: 194 -202.
Yong, R. N., Mohammed, L. F., Mohamed, A. M., O’Shay, T. A. and Hoddinott, K. B. 1994. “Retention and transport of oil residue in a loamy soil”. In: Analysis of Soils Contaminated with Petroleum Constituent, Philadelphia, pp. 89-101.