ارزیابی آزمایشگاهی رفتار خزشی بتن آسفالتی پیر شده با لحاظ تأثیر جنس مصالح سنگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

     عواملی از قبیل تبخیر مواد فرار قیر و اکسیداسیون آنها در روند اختلاط قیر با سنگدانه، حمل آن به محل پروژه و همچنین در طول عمر سرویس‌دهی روسازی، منجر به پیرشدگی قیر می‏گردند و می­توانند زمینه‌ساز ایجاد برخی از خرابی‌های روسازی آسفالتی باشند. در اثر پیرشدگی، قیر شکننده شده و به مرور زمان ترک‌هایی در سطح روسازی مشاهده می‌گردد که وجود این ترک‌ها، ضمن کاهش کیفیت رانندگی، سبب افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری روسازی می­گردد. شیارشدگی نیز از سری خرابی‌هایی به شمار می‌آید که ضمن کاهش ایمنی سفر، هزینه‌های تعمیر و نگهداری راه‏ها را افزایش می‌دهد. از سری عواملی که با شناخت بیشتر آنها می­توان روسازی‌هایی با عمر طولانی مدت طراحی کرد، مشخصات اجزای تشکیل­دهنده مخلوط آسفالتی، یعنی ماده چسباننده قیری و مصالح سنگی می‌باشند. با توجه به اینکه تحقیقات کمی در مورد تأثیر خصوصیات فیزیکی مخلوط، از قبیل جنس مصالح سنگی، بر پارامترهای مقاومتی آن صورت گرفته‌، در این پژوهش، تأثیر جنس مصالح سنگی بر قابلیت خزشی مخلوط آسفالتی گرم پیرشده مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، نمونه‏های آسفالتی با دو نوع مصالح سنگی آهکی و سیلیسی ساخته شده و تحت روند پیرشدگی بر اساس روش استاندارد مربوطه قرار گرفته­اند. سپس، نمونه‏های آسفالتی تحت آزمون خزش دینامیک در تنش­های 100 و 300 کیلوپاسکال و دماهای 50 و 60 درجه سلسیوس قرار گرفته و کرنش­های پایدار آنها اندازه­گیری شده است. نتایج توسط نرم­افزار متلب آنالیز شده و مدل آزمایشگاهی رفتار خزشی بتن آسفالتی پیر شده، با لحاظ تأثیر جنس مصالح سنگی، ارائه گردیده است. نتایج نشان می­دهد که نمونه‏های آهکی، نسبت به نمونه‏های سیلیسی، مقاومت بیشتری را در برابر تغییرشکل ماندگار وابسته به زمان از خود بروز می­دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the aggregate type effect on creep compliance and thermal sensitivity of aged asphalt concrete

نویسندگان [English]

  • gholam ali shafa bakhsh
  • Mohammad Ghanbarian
چکیده [English]

    Factors such as bitumen volatile materials’ evaporation and oxidation during mixing with stone grains, its transport to the project site and also during pavement servicing will result in bitumen aging and could lead to some failures in asphalt pavements. As a consequence of aging, the bitumen will become brittle and some cracks can be observed on the pavement which lowers the driving quality and increases the repair and maintaining costs. Rutting is also one of failures which will result in decrease of travel safety, and increase of roads’ maintenance costs. Knowing about the characteristics of asphalt composition (bitumen and stone material) could be useful in design of pavements with longer life. Regarding this subject and also this fact that a few studies have addressed the effect of mixture’s physical properties on the resistance parameters of asphalt, in this study, the impact of stone material’s type on creep abilities of aged warm asphalt mixture is investigated. In this context, asphalt samples with two types of limestone and silica stone materials were fabricated and put under aging trend based on standard methods. Then, the samples underwent dynamic creep test in 100 and 300 kPa and temperature of 50 and 60 oC and their stable strains were measured. Finally, the results were analyzed using MATLAB software and an empirical model for creep behavior of aged asphalt concrete with stone material type consideration was presented. The results showed that lime samples, in comparison with silica samples, are more resistant against time-dependent deformation.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphalt aging
  • Asphalt Mixture
  • Creep compliance
  • Aggregate type
آئین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران. 1390. نشریه 234، تجدید نظر اول.

رضوی­نیا، س. 1391. "ارزیابی خصوصیات دینامیک مخلوط‏های آسفالتی گرم حاوی پشم فلز". پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه گیلان.

رمضانی، ف. 1390. "استفاده از لاستیک ضایعاتی به همراه نانورس در قیر و بررسی تأثیر آن بر ویژگی­های رئولوژیکی قیر". پایان­نامه کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

سنگ سفیدی، ا. 1390. "رفتار خزشی و حساسیت رطوبتی آسفالت نیمه­گرم". پایان­نامه کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه علم و صنعت ایران.

1-  شیخ متولی، ا. ح. 1390. "مقایسه عملکرد مخلوط‏های آسفالتی اصلاح شده با پلیمر EVA و مخلوط‏های آسفالتی اصلاح نشده". پایان­نامه کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه علم و صنعت ایران.

2-   عامری، م.، مقدس نژاد، ف. و میرزاحسینی، م. ر. 1389. "ارائه مدل پیش بینی پتانسیل شیارشدگی مخلوط­های آسفالتی با استفاده از پارامترهای حاصل از طرح اختلاط مارشال و بررسی تأثیر این پارامترها بر عدد روانی". پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران.

گلستانی، ب. 1389. "بررسی عملی تأثیر افزونه­های پلیمری شاخص بر خواص قیرهای کشور با توجه به شرایط آب و هوایی ایران". پایان­نامه کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات.

لطفی عمران، ن. "بررسی تغییرشکل­های دائمی مخلوط‏های اصلاح شده و اصلاح نشده با قیر پلیمری و ژئوکامپوزیت تحت آزمایش خزش دینامیکی". پایان­نامه کارشناسی ارشد خاک و پی، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

Al-Khateeb, G. G., Khedaywi, T. S., Obaidat, T. I. A. and Najib, A. M. 2013. “Laboratory study for comparing rutting performance of limestone and basalt superpave asphalt mixtures”. J. Mater. Civil Eng., 25(1): 21-29.

Arabani, M., Mirabdolazimi, S. M. and Sasani, A. R. 2010. “The effect of waste tire thread mesh on the dynamic behaviour of asphalt mixtures”. Constr. Build. Mater., 24: 1060-1068.

Brown, E. R., Kandhal, P. S. and Zhang, J. 2001. “Performance testing for hot mix asphalt”. NCAT Report 01-05, Auburn, AL.

Cong, P., Chen, S., Yu, J. and Wu, S. 2010. “Effects of aging on the properties of modified asphalt binder with flame retardants”. Constr. Build. Mater., 24(12): 2554-2558.

Hamza, M. O., and Omranian, S. R. 2015. “Effects of short term aging on dynamic creep properties of asphalt”. J. Teknol., 14: 91–97.

Im, S. and Zhou, F. 2015. “Laboratory short-term aging protocol for plant-mixed and laboratory compacted samples,” Constr. Build. Mater., 89: 1-12.

Jenks, C. W., Jencks, C. F., Harrigan, E. T., Adcock, M., Delaney, E. P. and Freer, H. 2011. “A manual for design of hot-mix asphalt with commentary”. TRB's National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Report 673.

Li, R., Karki, P., Hao, P. and Bhasin, A. 2015. “Rheological and low temperature properties of asphalt composites containing rock asphalts”. Constr. Build. Mater., 96: 47-54.

Ma, T., Huang, X., Mahmoud, E. and Garibaldy, E. 2011. “Effect of moisture on the aging behavior of asphalt binder”. 18(4): 460-466.

Mallick, R. B. and El-Korchi, T. 2013. “Pavement Engineering: Principles and Practices”. CRC Press.

Papagiannakis, A. T. and Masad, E. A. 2008. “Pavement Design and Materials”. John Wiley & Sons, N. Y.

Shafabakhsh, Gh. and Sajed, Y. 2014. “Investigation of dynamic behavior of hot mix asphalt containing waste materials; case study: Glass cullet”. Case Stud. Constr. Mater., 1: 96-103.

Sol-Sánchez, M., Moreno-Navarro, F., García-Travé, G. and Rubio-Gámez, M. C. 2015. “Laboratory study of the long-term climatic deterioration of asphalt mixtures” Constr. Build. Mater. 88: 32-40.

Ma, T., Huang, X., Mahmoud, E. and Garibaldy, E. 2011. “Effect of moisture on the aging behavior of asphalt binder”. 18(4): 460-466.

Xiao, F., Amirkhanian, S. N., Karakouzian, M. and Khalili, M. 2015. “Rheology evaluations of WMA binders using ultraviolet and PAV aging procedures”. Constr. Build. Mater., 79: 56-64.

Zeng, W., Wu, S., Wen, J. and Chen, Z. 2015. “The temperature effects in aging index of asphalt during UV aging process”. Constr. Build. Mater., 93: 1125-1131.