بررسی تأثیرات دما و فیلر آهک هیدراته در مقاومت شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

شیارشدگی1  از جمله خرابیهای عمده‌ای است که در روسازیهای آسفالتی رخ می‌دهد. این خرابی با افزایش تردد وسایل نقلیه سنگین به ویژه در نواحی گرمسیر، مشکلات زیادی ایجاد می‌کند. یکی از روشهای اساسی برای افزایش پایداری مخلوط آسفالتی در مقابل شیارشدگی، بکارگیری افزودنیهایی مانند آهک هیدراته2  به عنوان بخشی از فیلر مخلوط است. در این پژوهش آزمایشگاهی، مقاومت در برابر شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی گرم3(HMA) حاوی درصدهای مختلف آهک هیدراته (1، 5/1 و 2 درصد وزن خشک سنگدانه‌ها) در دو دمای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و با مخلوط آسفالتی شاهد (حاوی فیلر مصالح اصلی و بدون افزودنی) در همان شرایط مقایسه شده است. برای ارزیابی پتانسیل شیارشدگی مخلوطها از دو پارامتر نسبت مارشال4 ومیزان اثر چرخ5  استفاده شد. در روش تعیین میزان اثر چرخ دالهای بتن آسفالتی در ابعاد 50×305×305 میلی‌متر و با درصد قیر بهینه آماده و به منظور تعیین پارامترهای مورد نظر، آزمایشها در شرایط 1200 سیکل رفت و برگشت انجام شدند. به منظور بررسی اثر دما، آزمایش نسبت مارشال در دو دمای 45 و 60 درجه‌ سانتی‌گراد و آزمایش میزان اثر چرخ در دو دمای 40 و 60 درجه‌ سانتی‌گراد انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد که افزودن آهک هیدراته به مخلوط آسفالتی گرم، باعث افزایش پارامتر نسبت مارشال در دو دمای 45 و 60 درجه‌ سانتی‌گراد و کاهش پارامترهای عمق و نرخ شیارشدگی در دماهای 40 و 60 درجه‌ سانتی‌گراد شد. همگی این موارد نشانگر بهبود مقاومت در برابر شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی گرم، در اثر افزودن آهک هیدراته در دماهای مختلف هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effects of Temperature and Hydrated Lime on Rutting Resistance of Bituminous Mixes

چکیده [English]

Rutting is one of the main distresses that occurs mostly in trafficked roads located in high climatic areas. The application of active fillers, such as hydrated lime, has been proved to increase durability and rutting resistance of asphalt mixes. Rutting resistance of a hot mix asphalt containing different percentages of hydrated lime (1, 1.5 and 2%) and control hot mix asphalt (0% hydrated lime) has been investigated in this research. Marshall Quotient and Wheel Tracking parameters of these mixes were determined. Asphalt mix slabs at optimum binder contents were prepared at dimensions of 305×305×50 mm. The wheel track testing conditions of the samples consisted of the application of 1200 cycles of loading, which were applied at temperatures of 40 and 60º. Marshall Quotient tests which were applied at two temperatures of 45 and 60º. The results indicated that the addition of hydrated lime in mixes resulted in increased Marshall Quotient at two temperatures of 45 and 60º and reduced rate and rut depths at temperatures of 40 and 60º. The laboratory results of this research indicated that the addition of hydrated lime in mixes reduced rutting susceptibility of hot mix asphalt.   

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hot mix asphalt, hydrated lime
  • Marshall Quotient, wheel tracking test
-Archilla, A. R. and Madanat, S. (2000) “Development of a pavement rutting model from experimental data”, Transportation Engineering, American Society of Civil Engineers, Vol. 126, No. 4, pp. 291-299.
-ASTM D-1559 (1989) “Test method for resistance of plastic flow of bituminous mixtures using Marshall Apparatus”, American Society for Testing and Materials.
-Atud, T. J., Kanitpong, K. and Martono, W. (2007) “Laboratory evaluation of hydrated lime application process in asphalt mixture for moisture damage and rutting resistance”, Transportation Research Board, National Research Council, NCHRP Report 07-1508, Washington, D.C., USA.
-Centeno, M., Sandoval, I., Cremades, I. and Alarcon J. (2008) “Assessing rutting susceptibility of five different modified asphalts in bituminous mixture using rheology and wheel tracking test”, Transportation Research Board, National Research Council, NCHRP Report 468, Washington, D.C., USA.
- White, T. D., Haddock, J. E., Hand, A. J. T. and Fang, H. (2002) “Contribution of pavement structural layers to rutting of hot mix asphalt pavement”, Transportation Research Board, National Research Council, NCHRP Report 468, Washington, D.C., USA.
-Gorkem, C. and Sengoz, B. (2009) “Predicting stripping and moisture induced damage of asphalt concrete وprepared with polymer modified bitumen and hydrated lime”, Construction and Building Materials, 23, pp. 2227-2236.
-Huang, X. M., Li, H. and Zhang, J. (2008) “Simulation of rutting behavior of asphalt pavement based on real temperature field”, Transportation Research Board, National Research Council, NCHRP Report 08-0372, Washington, D.C., USA.
-Ibrahim, M. (2006) “Laboratory comparison study for the use of stone matrix asphalt in hot weather climate”, Construction and Building Materials, 20, pp. 982-989.
-Lee, S., Mun, S. and Kim, Y. R. (2011) “Fatigue and rutting performance of lime-modified hot mix asphalt mixture”, Construction and Building Materials, 25, pp. 4202-4209.
-Lesueur, D., Petit, J. and Hans, J. R. (2012) “Increasing the durability of asphalt mixture by hydrated lime addition: What evidence?” Eurasphalt & Eurobitume Congress, A5EE-255, Istanbul, Turkey.
-Ozen, H. (2011) “Rutting evaluation of hydrated lime and SBS modified asphalt mixture for laboratory and field compacted samples”, Construction and Building Materials, 25, pp. 756-765.
-Perraton, D., Sauzeat, C. and Bankowski, W. (2011) “Rutting of bituminous mixtures: Wheel tracking tests campaign analysis”, Journal of Material and Structure, 44, pp. 969-986.
- Robertus, C., Mulder, E. A. and Koole, R. C. (1995) “SBS modified bitumen for heavy duty Asphalt pavement”, International Conference on Road and Airfield Pavement Technology, Singapore.
- Sengul, C.E., Aksoy, S., Iskender, E. and Ozen, H. (2012) “Hydrated lime treatment of asphalt concrete to increase permanent deformation resistance”, Construction and Building Materials, 30, pp. 139-148.
- Ullidtz, P. (1987) “Pavement analysis, development in civil engineering”, Series# 19, Elsevier.
- Weidong, L., Zheng, C., Shaopeng, W. U., Liantong, M. O. and Gang, L. (2006) “Rutting resistance of asphalt overlay with multilayer wheel tracking test”, Journal of Wuhan University, Vol. 21, No. 3, China.
- Zhao, W., Xiao, F., Amirkhanian, S. N. and Putman, B. J. (2012) “Characterization of rutting performance of warm additive modified asphalt mixture”, Construction and Building Materials, 21, pp. 265-272.
- فخری، منصور و محمودی‌نیا، نادر (1390) "ارزیابی مقاومت شیارافتادگی مخلوطهای آسفالتی گرم با مصالح سنگی درشت‌دانه"،  نشریه مهندسی عمران، سال بیستم، شماره یک.
- نیازی، یونس و جلیلی قاضی‌زاده، مرتضی (1387) "تأثیر سیمان و آهک بر تغییرشکلهای دائمی مخلوطهای آسفالتی بازیافتی به روش سرد با امولسیون قیر، "، پژوهشنامه حمل و نقل، سال پنجم، شماره چهارم.