بررسی آزمایشگاهی اثر استفاده از الیاف کربن و نایلون بر عملکرد بتن آسفالتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان

چکیده

مخلوطهای آسفالتی قشر نهایی روساز یهای انعطاف پذیر بوده و تحت تاثیر مستقیم آثار مخرب شرایط جوی و تن شهای ناشی از بارگذاری تراف کی هستند. بنابراین، استفاده از کی عامل مسلح کننده جهت بهبود مشخصات مکان کیی و عملکردی مخلو طهای آسفالتی امری منطقی به نظر می رسد. در این تحقیق، اثر دو نوع الیاف کربن و نایلون، بر روی مشخصات یک نوع بتن آسفالتی بررسی شده است. الیاف مذکور در سه مقدار مختلف ) 3/ 0، 4/ 0 و 5/ 0 درصد وزن کل آسفالت( و در سه طول ) 10 ، 25 و 40 میلیمتر( مورد استفاده قرار گرفته و خصوصیات استقامت مارشال، روانی، مقاومت کششی غیرمستقیم، آسیب رطوبتی و خزش استاتیکی آنها مورد بررسی قرار گرفته و برای دو نوع الیاف با هم مقایسه شده اند. بر اساس نتایج آزمایش مارشال، استقامت مارشال و روانی ترکی بهای حاوی الیاف کربن و نایلون در مقدار 3/ 0 تا 0/4 درصد از الیاف با طول 25 میلیمتر، بهینه اند. همچنین، تمامی ترکیبات حاوی الیاف دارای استقامت مارشالی بزرگ تر و روانی کمتر از نمونه شاهد بدون الیاف اند. نتایج آزمایش های مقاومت کششی غیر مستقیم نشان دهنده این است که مقاومت کششی غیرمستقیم بتن آسفالتی مسلح شده با الیاف، در اغلب مقادیر الیاف و طولهای مختلف آنها، کمتر از نمونه شاهد بدون الیاف است. در بررسی آسی بهای رطوبتی مخلو طهای حاوی الیاف مشاهده می شود که الیاف کربن عملکرد بهتری نسبت به الیاف نایلون دارند. کمترین آسیب رطوبتی در مخلوط حاوی 4/ 0 درصد وزنی الیاف کربن با طول 10 میلی متر مشاهده شد. افزایش درصد وزنی و طول الیاف، موجب افزایش آسیب رطوبتی در مخلوط می شود. همچنین نتایج نشان می دهند که استفاده از الیاف موجب کاهش کرنش ماندگار در دمای محیط می شود؛ به طوری که کمترین مقدار کرنش ماندگار در مخلوط حاوی 5/ 0 درصد الیاف کربن با طول 10 میل یمتر مشاهده می شود

کلیدواژه‌ها


- طباطبایی، نادر و صحاف، سیدعلی ) 1379 ( "بررسی تاثیر
الیاف فولادی در مقاومت کششی مخلوط های آسفالتی"، مجموعه
مقالات پنجمین کنفرانس بین المللی عمران، جلد پنجم، دانشگاه
فردوسی مشهد.
- کاظمی، بابک ) 1391 ( "بررسی آزمایشگاهی اثر استفاده از الیاف پل یاستر و اکریلیک بر پتانسیل شیار افتادگی و مقاومت در برابر
زیا نهای رطوبتی مخلو طهای آسفالتی گرم"، پایان نامه کارشناسی
ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان، زنجان.
- میرزائی، ابراهیم و نصرالهی، سید مهدی ) 1388 ( "بررسی
خواص روسازی های آسفالتی تقویت شده با الیاف پلی استر
بازیافتی"، هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، دانشگاه
شیراز.
- Abtahi, S. M., Sheikhzadeh M. and Hejazi, S. M.
(2010) “Fiber-reinforced asphalt-concrete - a review”,
Construction and Building Materials, Volume
24, Issue 6, June, pp. 871-877.
-Abtahi, S. M., Esfandiarpour, S., Kunt, M., Hejazi,
S. M. and Ebrahimi, M. G. (2013) “Hybrid reinforcement
of asphalt concrete mixtures using glass and
polypropylene fibers”, Journal of Engineering Fibers
and Fabrics, Vol. 8, Issue 2, pp. 25-35.
- Chen, H., Xu, Q., Chen, S. and Zhang, Z. (2009)
“Evaluation and design of fiber-reinforced asphalt
mixtures”, Materials & Design , Volume 30, Issue 7,
August 2009, pp. 2595–2603.
- Freeman, R. B., Burati, J. L., Amirkhanian, S. N.
and Bridges, W.C. (1989) “Polyester fibers in asphalt
paving mixtures”, Proceedings of the Association
of Asphalt Paving Technologists, Vol.51, AAPT, pp.
387-409.
- Huang, H. and White, T. D. (1994) “Dynamic properties
of fiber-modified overlay mixture”, Transportation
Research Record No.1455, TRB, National Research
Council, Washington D.C, pp 98-104.
-Jahromi, S. and Khodaii, A. (2008) “ Carbon fiber
reinforced asphalt concrete” Arabian Journal of Science
and Engineering, Vol. 33: pp.355–64.
-Jiang, Y. and Mcdaniel, R. S. (1993) “Application of
cracking and seating and use of fibers to control reflective
cracking”, Transportation Research Record,
No.1388, TRB, National Research Council, Washington D.C, pp. 150-159.
-Jenq, Yeou-Shang, Liaw, C. and Pei, L. (1993)
“Analysis of crack resistance of asphalt concrete
overlays: A fracture mechanics approach”, Transportation
Research Record, Vol. 1388, pp. 160–166.
-Kim, K.W., Doh, Y.S. and Lim, S. (1999) “Mode I
reflection cracking resistance of strengthened asphalt
concretes”, Journal of Construction and Building.
Materials. Vol. 13, pp. 243-251.
-Lee, S. J., Rust, J. P., Hamouda, H., Kim, Y. R. and
Borden, R.H. (2005) “Fatigue cracking resistance of
fiber-reinforced asphalt concrete”, Textile Research
Journal, Vol.75, No. 2, pp.123-128.
-Maurer Dean, A. and Gerald, M. (1989) “Field performance
of fabrics and fibers to retard reflective
cracking”, Transportation Research Record, vol.
1248, pp. 13–23.
- Mahrez, A., Karim, M. and Katman, H. (2005) “Fatigue
and deformation properties of glass fiber reinforced
bituminous mixes” Journal of East Asian Society
of Transportation Studies, Vol. 6: pp. 997–1007.
-Mahrez, A., Karim, M. and Katman, H. (2003)
“Prospect of using glass fiber reinforced bituminous
mixes” Journal of East Asian Society of Transportation
Studies, vol.5, pp. 794–807.
-Putman, B. J. and Amirkhanian, S. N. (2004) “Utilization
of waste fibers in stone matrix asphalt mixtures”
Research on Conservation and Recycling, Vol.
42, pp. 265–74.
-Serfass, J. P. and Samanos, J. (1996) “Fiber modified
asphalt concrete characteristics, applications and
behavior”, Association of Asphalt Paving Technologists,
65, pp. 193-230.
-Shao, X., Qiu, Y. and Wang, Y. (1996) “Theoretical
modeling of the tensile behavior of low twist staple
yarns, Part I – theoretical model”, Journal of Textile
Institute, vol. 2, pp. 25-32.
-Vasiliev, V., Mozorov, V. (2007) “Advanced mechanics
of composite materials” Elsevier, UK, pp. 57-100.
-Williams, R. I. T. (1986) “Cement-treated pavements:
materials, design and construction” London,
Elsevier Applied Science Publishers LTD.
-Wu, S. P., Yue, H. B., Ye, Q. S. and Pang, L. (2009)
“Performance research of hybrid fiber reinforced
asphalt concrete” Journal of materials Science, Vol.
614, pp. 283-288.
-Xu Q., Chen, H. A. and Prozzi J. (2010) “Performance
of fiber reinforced asphalt concrete under
environmental temperature and water effects”, Construction
and Building Materials , Vol. 24, Issue-10 ,
October, pp. 2003–2010.
-Zube, E. (1956) “Wire mesh reinforcement in bituminous
resurfacing” Highway Research Records,
vol. 131:pp. 1–18.