بررسی آزمایشگاهی استفاده از مخلوط ماسهHDPE- به عنوان بستر تقویت‌شده راه

خدابخشی صیقلانی, معصومه; عربانی, مهیار

doi:10.22075/jtie.2022.29062.1618

بررسی آزمایشگاهی استفاده از مخلوط ماسهHDPE- به عنوان بستر تقویت‌شده راه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت

² استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت

10.22075/jtie.2022.29062.1618

چکیده

امروزه، استفاده از ضایعات پلاستیکی در مهندسی راه و ژئوتکنیک، بهویژه در تثبیت بستر راه، مورد توجه محققان قرار گرفته است. این مطالعه، به بررسی تأثیر استفاده از پلیاتیلن ضایعاتی خردشده با دانسیته زیاد (HDPE) به منظور تقویت بستر ماسهای راه پرداخته است. در این پژوهش، اثر افزودن HDPE به ماسه از طریق انجام آزمایشهای تحکیم، پروکتور اصلاحشده (MSP)، نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) و برش مستقیم (DS) مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج این پژوهش، افزودن HDPE به ماسه، بهدلیل وزن مخصوص کم HDPE، حداکثر وزن مخصوص خشک مخلوط را کاهش داده، اما تغییر قابل توجهی در میزان رطوبت بهینه ایجاد نمیکند. همچنین، نتایج نشان داد که افزودن HDPE به ماسه، مقاومت برشی مخلوط را به دلیل افزایش مقاومت اصطکاکی و افزایش قفل و بست بین ذرات بهبود بخشیده و سبب افزایش CBR مخلوط ماسه-HDPE تا 7/48 درصد میگردد. بنابراین، معلوم گردید که استفاده از مخلوط ماسهHDPE- برای تقویت بستر، بهطور قابل توجهی خواص مقاومتی بستر ماسهای را افزایش داده و در نتیجه منجر به کاهش هزینههای احداث راه میشود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

روسازی

عنوان مقاله [English]

Laboratory investigation of using sand-HDPE mixture as stabilized subgrade

نویسندگان [English]

Masoumeh Khodabakhshi Seyghalani ¹
Mahyar Arabani ²

¹ Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Guilan, Rasht.

² Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Guilan.Rasht.

چکیده [English]

Today, the use of plastic waste in highway and geotechnical engineering, especially in subgrade stabilization, is extensively examined. This study investigated the effect of using disposable high-density polyethylene (HDPE) chips in stabilized sandy subgrade. The impact of adding HDPE to the sand was investigated through the one-dimensional consolidation, the modified standard proctor (MSP), the California bearing ratio (CBR), and the direct shear test (DST). Adding HDPE to the sand reduced the maximum dry density of the mixture because of its low specific gravity, but the optimum moisture content did not markedly change. The incorporation of HDPE in the sand also promoted the shear strength of the mixture because of the frictional resistance and interlocking between the particles and enhanced the CBR of the sand-HDPE mixture up to 48.7%. Therefore, using HDPE chips in sand-HDPE mixtures for subgrade stabilization can significantly improve the shear strength characteristic of sandy subgrades and, thus, reduce road construction costs.

کلیدواژه‌ها [English]

Road subgrade
CBR
HDPE
Waste management
Geotechnical characteristic

مراجع

Abukhettala, M. and Fall, M. 2021. “Geotechnical characterization of plastic waste materials in pavement subgrade applications”. Transport. Geotech., 27: 1-13.

Ahmadi, H., Eslami, A. and Arabani, M. 2015. “Characterization of sedimentary Anzali sand for static and seismic studies purposes”. Int. J. Geog. Geol., 4(10): 155-169.

Amena, S. 2022. “Utilizing solid plastic wastes in subgrade pavement layers to reduce plastic environmental pollution”. Clean. Eng. Technol. 7. https://doi.org/10.1016/j.clet.2022.100438

Amhadi, T. S., Assaf, G. J. 2021. “Improvement of pavement subgrade by adding cement and fly ash to natural desert sand”. Infrastruct., 6(11): 151. https://doi.org/10.3390/infrastructures6110151

ASTM D1883-21. 2021. “Standard test method for California bearing ratio (CBR) of laboratory- compacted soils”. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.

ASTM D3080/D3080M-11. 2020. “Standard test methods for direct shear test of soils under consolidated drained conditions”. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.

ASTM D2435-04/D2435M-11. 2020. “Standard test methods for one-dimensional consolidation properties of soils using incremental loading”. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.

ASTM D698-12. 2021. “Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort”. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.

Aswad Hassan, H. J., Rasul, J. and Samin, M. 2021. “Effects of plastic waste materials on geotechnical properties of clayey soil”. Transport. Infrastruct. Geotech., 8: 390-413.

Babu, G. L. S. and Chouksey, S. K. 2011. “Stress-strain response of plastic waste mixed soil”. Waste Manag., 31(3): 481-488.

Choudhary, A. K., Jha, J. N. and Gill, K. S. 2010. “Utilization of plastic wastes for improving the sub-grades in flexible pavements”. PP. 320-326. In: Paving Materials and Pavement Analysis.

Christopher, B. R., Charles Schwartz, P. E. and Boudreau, P. E. 2006. “Geotechnical aspects of pavements”. U. S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, FHWANHI-05-037.

Karami, H., Pooni, J., Robert, D., Costa, S., Li, J. and Setunge, S. 2021. “Use of secondary additives in fly ash based soil stabilization for soft subgrades”. Transport. Geotech., 29: 100585.

Kumar, T., Panda, S., Hameed, S. and Maity, J. 2018. “Behaviour of soil by mixing of plastic strips”. Int. Res. J. Eng. Technol. 5: 2578-2581.

Monjezi, M., Amini Khoshalan, H. and Yazdian Varjani, A. 2010. “Prediction of flyrock and backbreak in open pit blasting operation: A neurogenetic approach”. Arab. J. Geosci. 5: 441-448. https://doi.org/10.1007/s12517-010-0185-3

Patel, M. A., Patel, H. S. and Dadhich, G. 2013. “Prediction of subgrade strength parameters from dynamic cone penetrometer index, modified liquid limit and moisture content”. Proc. Soc. Behav. Sci., 104; 245-254. http://doi.org/ 10.1016/j.sbspro.2013.11.117.

Schaefer, V. R., White, D. J., Ceylan, H. and Stevens, L. J. 2008. “Design guide for improved quality of roadway subgrades and subbases”. Statewide Urban Design and Specifications (SUDAS).

Shah, A. and Modha, H. 2019. “Improving the soil subgrade with plastic waste reinforcement- An experimental study”. PP. 153-161. In: Shukla, S., Barai, S. and Mehta, A. (Eds.), Advances in Sustainable Construction Materials and Geotechnical Engineering. Lecture Notes in Civil Engineering, Vol. 35, Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7480-7_13

SPI. 2014. “SPI resin identification code- Guide to correct use”.

Zhu, W., Li, M., Zhang, C. and Zhao, G. 2008. “Density and strength properties of sand-expanded polystyrene beads mixture”. GeoCongress 2008: Characterization, Monitoring, and Modeling of GeoSystems, pp. 36-43.