بررسی تاثیر افزودنی نیمه‌گرم بر عملکرد روسازی انعطاف‌پذیر بر روی بسترهای مختلف بر پایه نتایج مدلسازی عددی

خبیری, محمدمهدی; وطن میدانشاهی, هادی

doi:10.22119/jte.2020.87205

بررسی تاثیر افزودنی نیمه‌گرم بر عملکرد روسازی انعطاف‌پذیر بر روی بسترهای مختلف بر پایه نتایج مدلسازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار بخش راه و ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

² دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22119/jte.2020.87205

چکیده

کاربرد اصلاح‌کننده و افزودنیها قیر عاملی است که بر ویژگی‌های مخلوط آسفالتی تاثیر می‌گذارد، این مواد افزودنی می‌تواند عملکرد وپاسخ روسازی در برابر بارگذاری را نیز تغییر دهد.ساسوبیت به عنوان افزودنی برای تولید آسفالت نیمه‌گرم،استفاده می‌شود،تاکنون بررسی کاملی در مقیاس نرم‌افزاری از تاثیر این مصالح در عملکرد روسازی انجام نشده است، در این تحقیق سعی شده‌است بر پایه نتایج آزمایشگاهی و نرم افزار المان محدود، یک مدل سه بعدی از روسازی، که لایه رویه‌ی آن از آسفالت نیمه‌گرم است توسعه یابد، و عکس‌العملهای بحرانی روسازی در زیر لایه رویه و روی خاک‌بستر شناسایی شود. فرآیند تحقیق اینگونه است که، در متغیرهای مختلف روسازی که مدل شده، تغییراتی ایجاد شد و مقایسه‌ای بین تغییر عکس‌العملهای در روسازی شاهد و روسازی با ماده افزودنی انجام گردید به علاوه اثر تغییر در ضخامت رویه ومدول عکس العمل بستر از مواردی بوده است که این مطالعه به آنها توجه دارد. هدف از این پژوهش بررسی مقایسه عملکرد دو نوع مخلوط آسفالتی بر روی بستر معمولی و تثبیت شده‌بود، نتایج تحلیلها نشان میدهد، استفاده از مواد افزودنی علاوه بر اینکه باعث افزایش مدول الاستیسیته رویه آسفالتی می‌شود، کرنش کششی زیر لایه آسفالتی در روسازی شاهد به میزان قابل توجهی را نیز کاهش می‌دهد، بعلاوه کرنش فشاری روی خاک‌بستر نیز کاهش می یابد. نتایج نشان داد، افزایش ضخامت لایه رویه آسفالتی در مقایسه با استفاده از افزودنی در کاهش کرنشهای بحرانی تاثیر بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1399.12.2.3.2

موضوعات

روسازی

عنوان مقاله [English]

Effect of Warm Additive on the Performance of Flexible Pavement on different Subgrade based on Numerical Analysis

نویسندگان [English]

Mohammad Mehdi Khabiri ¹
Hadi Vatan Meidanshahi ²

¹ Associate Professor, Faculty of Engineering, Yazd University, Yazd, Iran

² M.Sc. Grad. Faculty of Engineering, Yazd University, Yazd, Iran

چکیده [English]

The application of additives is the factor affecting the properties of asphalt mixture. These additives can also change the performance and response of the pavement versus loading. Sassobite is used as an additive to produce warm asphalt. So far, there has not been done a complete study on the impact of these materials on the performance of the pavement, on the software scale. In this research, it has been tried to develop a three-dimensional model of pavement based on experimental results and by using finite element software, with its surface layer being from semi-warm asphalt and to identify critical reactions of the pavement under the surface layer and on the subgrade soil. The research process is such that changes were made in different modeled pavement variables, and a comparison was made between the variation of the reactions in the control pavement and the pavement having the additive. In addition, the effect of changes in the thickness of the pavement and the modulus of the subgrade has been the subject of this study. The aim of this study was to compare the performance of the two types of asphalt mixtures on conventional and stabilized subgrade. The results of the analysis show that the use of additives, in addition to increasing the modulus of elasticity of the asphalt pavement, significantly reduces the tensile strain of the asphalt substrate in the control pavement. In addition, the compressive strain on the subgrade also decreases. The results showed that increasing the thickness of the asphalt pavement layer in comparison with the use of the additive has a greater effect on the reduction of critical strains.

کلیدواژه‌ها [English]

Flexible Pavement
Finite Element
Critical Strain
Modulus of Elasticity
Sassobite

اصل مقاله

مراجع

-ابوطالبی اصـــفهانی، محسن و رحیـمی، ا.شکان (1396) " تاثیر پودر لاستیک و ساسوبیت بر پارامتـــرهای مقاومتی آسفالت گرم" ، فصلنامه مهندسی زیرساختهای حمل ونقل، سال سوم،شماره دوم، تابستان 96، ص.19-44.

-بهبهانی، حمید، ایازی، محمدجواد و شجاعی، محمدحسین (1395) "ارزیابی آزمایشگاهی حساسیت رطوبتی و پتانسیل شیار شدگی مخلوطهای آسفالتی نیمه گرم"، فصلنامه مهندسی حمل ونقل، سال هشتم، شماره سوم، بهار 1395، ص.405-.-راهیدکو (1395) "طرح اختلاط تثبیت مصالح با سیمان و آزمایشهای عملکردی و دوام رطـــوبتی مخــلوط آسفالت معـــمولی و اصلاح شده با ساســــوبیت" ، گــزارش 80 و گزارش 300. آزمایشــگاه مکانیک‌خاک استان خوزستان و یزد، ص12 و35.

-طاهرخانـی، حسن، مرادلو، امیرجواد و جلالی‌جـیردهی، مسعود(1395) "بررسی اثر فشارباد چرخ بر پاسخ روسازی‌های مسلح شده با ژئوسنتتیک با تحلیل ویسکوالاستیک به روش المان محدود با استفاده از نرم‌افزار آباکوس" ، دوره 8، شماره 2، زمستان 1395، ص.323-344

،فصلنامه مهندسی حمل ونقل، سال هشتم، شماره دوم، زمستان 95، ص.323-342.

- فخری، منصور و فرخی، مهدی (1389) "بررسی نحوه‌ گسترش ترکهای بالا به پایین در روسازیهای آسفالتی، با استفاده از (TDC)فرضیه ی مکانیک شکست"، مجله علمی- پژوهشی عمران مدرس،دوره دهم، شماره 3، پائیز 1389،ص63-74.

-فلاح‌تفتی،محمد(1394) "ارزیابی اثر نوع سنگدانه‌ها و افزودنی بر عملکرد آسفالت نیمه‌گرم" ، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران،دانشگاه یزد،ص.158.

-کاووسی، امیر، سمنارشاد، محمدسینا، و صفارزاده، محمود (1396)"ارائه مدل نگهداری و بهسازی شبکه راه‌های اصلی با بکارگیری تحلیل هزینه چرخه‌ی عمر–مطالعه موردی استان خراسان جنوبی"، فصلنامه مهندسی حمل ونقل، سال نهم،شماره دوم،زمستان 1396، ص.209-230.

-وطن‌میدانشاهی،هادی (1395) "بررسی بارگذاری تریلرهای کشاورزی بر جاده روستایی و ارتباط آن با خرابی روسازی (مطالعه موردی: جاده روستایی شهرستان شهربابک)" ،پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، ص.124-418

-Ali, S., Liu, X., Thambiratnam, D., Fawzia, S., Gu, Y., Wu, J. and Remennikov, A. (2018) "Parametric study on cement treated aggregate panel under impact load", Archives of Civil and Mechanical Engineering, Vol.18, No.2, pp.622-629.

-ASTM (2008)"Standard test method for asphalt ", Current edition approved Apr, 1, Volume 04.03, ASTM, West Conshohocken, Pennsylvania, pp. 1-16.

-Cheng, D., Guo-yong, Z., Wen-jie, L., Lun, Z. and Rui-lei, Z. (2018) "Improved prediction model for dynamic resilient modulus of subgrade silty clay in eastern Hunan and its relevant finite element method implementation", American Journal of Civil Engineering, Vol.6, No.1, pp.44.

-Hurley, G. C. and Prowell, B. D. (2005) "Evaluation of sasobit for use in warm mix asphalt", NCAT Report, Vol.5, No.6, pp 1-27.

-Fallah Tafti, M. F., Khabiri, M. M. and KhaniSanij, H. (2016) "Experimental investigation of the effect of using different aggregate types on WMA mixtures", International Journal of Pavement Research and Technology, Vol.9, No.5, pp.376-386.

-Khabiri, M. M. (2006) "Development a mathematical model for increasing flexible pavement life cycle under preventive maintenance", Doctoral dissertation, University of Science and Technology 8 September 2006, pp. 188, doi: 10.13140/RG.2.2.23107.71203.

-Kim, D., Norouzi, A., Kass, S., Liske, T. and Kim, Y. R. (2017) "Mechanistic performance evaluation of pavement sections containing rap and wma additives in Manitoba", Construction and Building Materials, No.133, pp. 39-50.

-Kim, M. (2007) "Three-dimensional finite element analysis of flexible pavements considering nonlinear pavement foundation behavior" , Dissertations University of Illinois at Urbana-Champaign, Code: 3301166 .

-Kucukvar, M., Noori, M., Egilmez, G. and Tatari, O. (2014) "Stochastic decision modeling for sustainable pavement designs", The International Journal of Life Cycle Assessment, Vol.19, No.6, pp.1185-1199.

-Nel, C. L. M. (2017) "Identifying grading and binder combinations for improving the grey water resistance of asphalt", Thesis (MEng), Stellenbosch; Stellenbosch University, Cape Town, 2017, March, pp.239.

-Sasol Wax North America Corporation (2003) “Sasobit handling and blending guideline”, www.sasolwax.us.com, pp.1-4.

Wu, S., Wen, H., Zhang, W., Shen, S., Mohammad, L. N., Faheem, A. and Muhunthan, B. (2016) "Field performance of top-down fatigue cracking for warm mix asphalt pavements", International Journal of Pavement Engineering, Vol. 20, Issue 1, pp.1-11.

-Zhang, W., Shen, S., Faheem, A., Basak, P., Wu, S. and Mohammad, L. (2017) "Predictive quality of the pavement me design program for field performance of warm mix asphalt pavements", Construction and Building Materials, No. 131, pp.400-410.

-Zhou, Y., Pan, L., Tang, Q., Zhang, Y., Yang, N. and Lu, C. (2018) "Evaluation of carbonation effects on cement-solidified contaminated soil used in road subgrade", Advances in Materials Science and Engineering, 2018, pp.1,(Published-online).