تعیین عمر خستگی مخلوط های آسفالتی در کرنش های کم با استفاده از آزمایش تیر خمشی با فرکانس بارگذاری 25 هرتز

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

 برای جلوگیری از خرابی ناشی از خستگی در روسازی‌های با عمر طولانی، یافتن سطح کرنش کششی که مخلوط آسفالتی بتواند در آن سطح، تعداد بارگذاری بی‌نهایتی را تحمل کند (حد تحمل)، بسیار اهمیت دارد. اغلب پژوهشگران برای تعیین حد تحمل مخلوط‌‌های آسفالتی از آزمایش تیر خمشی در کرنش‌های کمتر از 250 میکرواسترین  استفاده کردند، ولی در انجام آزمایش، با افزایش مدت زمان آزمایش و پدیده خود ترمیمی مواجه شدند که باعث سختی فرآیند تعیین حد تحمل می‌شود. در این پژوهش برای کاهش مدت زمان آزمایش و کاهش اثر پدید خود ترمیمی، پیشنهاد انجام آزمایش  تیر خستگی در فرکانس بارگذاری 25 هرتز به جای 10 هرتز داده شد. برای تعیین عمر خستگی در فرکانس 10 هرتز بر حسب نتایج فرکانس 25 هرتز نیز با انجام آزمایش در سطوح کرنش مختلف، دو رابطه برای محدوده کرنش‌های معمول (بیشتر از 250 میکرواسترین) و کرنش‌های کم (کمتر از 250 میکرواسترین) ارایه شد. این روابط نشان داد که ارتباط منطقی بین عمرهای خستگی حاصل از فرکانس بارگذاری 10 هرتز و 25 هرتز وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


AASHTO T321 (2007) "Method for determining the fatigue Life of Compacted Hot Mix Asphalt (HMA) Subjected to Repeated Flexural Bending", AASHTO Standards, 11 pp.
 
AUSTROADS (2009) "Asphalt fatigue endurance limit", AUSTROADS Technical Report, AP-T131/09, ISBN 978-1-921551-73-4.
 
Carpenter, S. H., Ghuzlan, K.A. and Shen, S.  (2003) "Fatigue endurance limit for highway and airport pavement", Transportation Research Record (TRR): Journal of the Transportation Research Board, No. 1832, TRB, National Research Council, Washington D.C, pp.131-138.
 
Carpenter, S. H. and Shen, S. (2006) "A dissipated energy approach to study HMA healing in fatigue", In Transportation Research Record (TRR): Journal of the
Transportation Research Board, No.1970, TRB, National Research Council, Washington D. C., pp. 178-185.
 
Monismith, C. L., Epps, J. A., Kasianchuk, D. A. and Mclean, D.B (1970) "Asphalt mixture  behavior on repeated flexure", Report No. TE 70-5, Institute of Transportation and Traffic Engineering, University of California, Berkeley, USA.
 
 
Newcomb D. E., Buncher, M. and Huddleston, I. J. (2001) "Concepts of perpetual pavements", Perpetual Bituminous Pavements, Transportation Research Circular 503, Transportation Research Board, Washington, DC, 2001, pp. 4-11.
 
Pais J. C., Pereira P. A. A., Minhoto, M. J. C., Fontes L. P. T. L., Kumar D.S.N.V.A. and Silva B.T.A. (2009) "Application of plateau value to predict fatigue life", 2nd Workshop on Four Point Bending, University of Minho.   pp. 59-68.
 
Prowell, B. D and Brown, E. R. (2006) "Methods for determining the endurance limit using beam fatigue tests", National Center for Asphalt Technology, International Conference on Perpetual Pavement, Ohio, September 13-15, 16 pp.
 
Shen, S. and Carpenter, S. (2005) "Application of the dissipated energy concept in fatigue endurance limit testing", Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Volume 1929,  DOI 10.3141/1929-20, pp. 165-173.
 
Shen, S. and Carpenter, S. H. (2007) "Dissipated energy concepts for HMA performance: Fatigue and healing", Technical Report of Research, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois, March, 240 pp.
 
Zeiada, W., Souliman, M., Kaloush, K. and Mamlouk, M. (2013). "Endurance limit for HMA based on healing concept using uniaxial tension-compression fatigue test". Journal of Materials in Civil Engineering, 10.1061/(ASCE) MT.1943-5533.0000917.