ارزیابی تاثیر نوع سنگدانه، دانه‌بندی و رزین بر عملکرد لغزشی و سایشی روسازی با اصطکاک بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد نوشهر استادیار (پایه 9)

3 دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در دهه اخیر، افزایش اصطکاک سطحی همواره از دغدغه­های اصلی راهسازی دنیا در جهت افزایش ایمنی و کاهش تصادفات جاده­ای بوده است. مقاومت اصطکاکی تایر با سطح روسازی به دو عامل اصلی مشخصات فنی لاستیک و خواص اصطکاکی روسازی، وابسته است. مهمترین فاکتور­های تامین کننده اصطکاک در روسازی، بافت ریز و درشت آن می‌باشد. عامل اول، باعث ایجاد مقاومت اصطکاکی در سرعت­های کم و عامل دوم درسرعت­های بالا، نقش اصلی را ایفا می‌کنند. تکنولوژی سطوح با اصطکاک بالا که استفاده از لایه نازکی از رزین پلیمری جهت اسقرار سنگدانه­های اصطکاک بالا بر روی روسازی است، روشی موثر در جهت افزایش اصطکاک سطحی روسازی آسفالتی است. در این پژوهش، تغییرات اعداد اصطکاکی نمونه­های آسفالتی پوشش داده شده با انواع لایه­های مختلف اصطکاک بالا با استفاده از دستگاه پاندول انگلیسی، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه­های مورد بررسی شامل پانزده نوع سنگدانه در سه دانه­بندی مختلف و دو نوع رزین پلیمری بوده است. در ادامه، نمونه­ها در دستگاه شتابدهنده صیقل قرارگرفته و مجدداً  مقاومت سایشی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت و عدد اصطکاکی و ضریب اصطکاک جنبشی هریک تعیین شد. نتایج نشان داد از میان ترکیبات زوج برای دانه­بندی نوع یک، بوکسیت کلسینه و دولومیت با عدد اصطکاکی 108 برای حالت خشک و برای دانه­بندی نوع دو، گرانیت و سیلیس با عدد اصطکاکی 99 برای حالت خشک و همینطور برای دانه­بندی نوع سه، بوکسیت کلسینه و سیلیس با عدد اصطکاکی 95 برای حالت خشک و همچنین از میان ترکیبات خالص به کار رفته در روسازی اصطکاک بالا، بوکسیت‌ کلسینه با اعداد اصطکاکی به ترتیب 111، 107 و 105 برای دانه‌بندی نوع اول تا سوم در حالت خشک بیشترین اعداد اصطکاکی را داشتند. همچنین مشخص شد که میانگین اعداد اصطکاکی دانه‌بندی‌های سه‌گانه نمونه‌های حاوی رزین اپوکسی در حالات خشک و تر به ترتیب تقریباً 15 و 13 درصد از نمونه‌های مشابه‌ حاوی رزین پلی‌استر بیشتر است. سطوح حاوی بوکسیت‌کلسینه دارای بهترین عملکرد اصطکاکی اولیه و پس از سایش و نمونه‌های دولومیتی و آذرین به ترتیب ضعیف‌ترین نتایج را داشته­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the influence of gradation and type of the aggregate and type of polymer resin on polishing and skid resistance performance of high friction surfaces

نویسندگان [English]

  • Hassan Ziari 1
  • Hassan Divandari 2
  • Mohammad Hosein Ebrahimi 3
1 School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 nowshahr branch, Azad university
3 M.Sc. Student of Road and Transportation, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran
چکیده [English]

Increasing surface friction has always been one of the major concerns of the world in recent decade in increasing safety and reducing road accidents. The frictional resistance of the tire to the surface of the pavement depends on two main factors: the technical characteristics of the tire and the frictional properties of the pavement. The most important factors contributing to surface friction are the fine and coarse texture. The first factor causes frictional resistance at low speed and the second factor at high speed. High friction surface technology, which uses a thin layer of polymer resin to place high friction aggregates on the pavement, is an effective way to increase asphalt pavement surface friction. In this study, the frictional number changes of asphalt samples coated with different types of high friction layers were investigated using the English Pendulum. The studied samples included fifteen types of aggregates in three different aggregates and two types of polymer resins. Subsequently, the specimens were placed in a polished accelerator and their polished resistance was evaluated again and the friction number and kinetic friction coefficient of each were determined. Results showed that among the paired compounds for type one aggregation, calcined bauxite and dolomite with skid number 108 for dry state and for type two aggregation, granite and silica with skid number 99, for dry state as well as for type three aggregation, calcined bauxite and silica with skid number 95 for dry state, and also among the pure compounds used in the high friction pavement, calcined bauxite with skid numbers of 111, 107, 105 respectively, had the highest frictional values for drying of the first to third types. It was also found that the average frictional values of the triple aggregates of the samples containing epoxy resin in the dry and wet state were approximately 15% and 13% higher than the similar samples containing the polyester resin, respectively. Surface containing calcined bauxite had the best initial friction performance and after polishing and dolomites and granite samples had the weakest results, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction surface
  • Friction number
  • High friction surfaces
  • Polishing resistance
  • Resin epoxy
- ذات اکرم، م.، خبیری، م.م. و میرابی مقدم، م.ح. (1396) "بررسی آزمایشگاهی و تحلیل آماری اثر آلاینده‌ها بر مقاومت لغزندگی روسازی آسفالتی"، فصلنامه علمی-پژوهشی مهندسی حمل و نقل،  دوره 8، شماره 4، ص. 589-602.‎
 
- شعبانی، ش. (1394) "ارزیابی خصوصیات سنگدانه‌های مورد استفاده در روسازی با استفاده از روش مقطع نازک و نقش آن در عملکرد لغزندگی رویه‌های راه"، پایان‌نامه دکترا، استاد راهنما: محمود احمدی‌نژاد، تهران: دانشکده عمران، گروه حمل و نقل، دانشگاه علم و صنعت ایران.
 
- میرابی مقدم، م.ح. و اکبری، ع. (2015) "بررسی آزمایشگاهی تأثیر دما بر مقاومت لغزندگی انواع مخلوط­های آسفالتی"، فصلنامه علمی-پژوهشی مهندسی حمل و نقل، دوره 6، شماره 4، ص. 703-716.‎
 
- Afonso, M.L., Almeida, M. and Fael, C.S. (2019) "Characterization of the skid resistance and mean texture depth in a permeable asphalt pavement In IOP conference series", Materials Science and Engineering, Vol. 471, No. 2, pp. 2029-2039.
 
- Alhasan, A., Smadi, O., Bou-Saab, G., Hernandez, N. and Cochran, E. (2018) "Pavement friction modeling using texture measurements and pendulum skid tester", Transportation Research Record, Vol. 2672, No. 40, pp. 440-451.
 
- Chen, X.W. (2018) "Laboratory evaluation of an innovative and cost effective high-friction surface treatment", (Doctoral dissertation, Michigan State University), pp. 1-10.
 
- Clarke, J.D., Hallas, K., Lewis, R., Thorpe, S., Hunwin, G. and Carré, M.J. (2014) "Understanding the friction measured by standardized test methodologies used to assess shoe-surface slip risk", Journal of Testing and Evaluation, Vol. 43, No. 4, pp. 723-734.
 
- Friel, S. and Woodward, D. (2019) "High friction surfacing systems using blends of natural aggregate and calcined bauxite", Coatings, Vol. 9, No. 3, pp. 177-188.
 
- Heitzman, M., Turner, P. and Greer, M. (2015) "High friction surface treatment alternative aggregates study", NCAT Report, No. 15‐04, pp. 10-50.
 
- Karzan, S. and Razzaq, N.A. (2017) "Traffic accidents analysis on dry and wet road bends surfaces in greater manchester-UK", Kurdistan Journal of Applied Research, Vol. 2, No. 3, pp. 284-291.
 
- KDOT. (2015) "Special provision to the standard specification", Kensas Department of Transportation, 2015 edition, No. 07-PS0468, pp. 1-16.
 
- Li, S., Xiong, R., Yu, D., Zhao, G., Cong, P. and Jiang, Y. (2017) "Friction surface treatment selection: aggregate properties, surface characteristics, alternative treatments, and safety effects", No. FHWA/IN/JTRP-2017/09, pp. 1-10.
 
- Tsai, Y., Wu, Y.C. and Ai, C. (2018) "Identification of site characteristics for proactive high-friction surface treatment site selection using sensor-based, detailed, location-referenced curve characteristics data", Transportation Research Record, Vol. 2672, No. 38, pp. 1-13.
 
- WHO. (2015) "Global status report on road safety 2015", World Health Organization. Printed in Italy, pp. 1-257.
- Zahir, H. (2016) "Performance of local aggregate in high friction surface treatment", (Doctoral dissertation, Kansas State University), pp. 38-78.