مدلسازی و بررسی چسبندگی قیر مسلح با الیاف به سنگدانه با استفاده از آزمون خروج (Pull-out)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشکده مهندسی نساجی، 8415683111، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

مسلح سازی قیر به کمک الیاف ازجمله راهکارهای نسبتا جدید در جهت بهبود خواص مکانیکی مخلوط بتن آسفالتی است. مزیت رقابتی اقتصادی، سرعت و سهولت اجرا و بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی از جمله مزایای تسلیح قیر با استفاده از الیاف در مقایسه با سایر افزودنی‌ها، نظیر پلیمرها، می‌باشد. اما، بحث چسبندگی قیر به مصالح سنگی از جمله پارامترهای تعیین کننده دوام روسازی می‌باشد. بنابراین، هدف اصلی این مقاله، بررسی میزان چسبندگی قیر مسلح با الیاف به مصالح سنگی می‌باشد. این مهم، در دو بخش نظری (مدلسازی) و آزمایشگاهی محقق گردیده است. در بخش نظری، از یک مدل مکانیکی مبتنی بر "روش تعادل نیروها" و "نظریه سرش الیافی در مواد مرکب مسلح با الیاف کوتاه" جهت محاسبه نیروی خروج (Pull-out) سنگدانه از درون قیر مسلح با الیاف استفاده گردید. در بخش آزمایشگاهی، از الیاف پلی‌پروپیلن و پلی‌استر با طول‌ 12 میلی‌متر در درصدهای وزنی 1/0%، 2/0% و 4/0% به منظور تسلیح قیر 60-70 استفاده شد. مصالح سنگی نیز شامل دو نوع سنگدانه سیلیسی و آهکی بودند. در گام بعدی، دستگاه کشش اینسترون به منظور انجام آزمون خروج (Pull-out) تجهیز گردید. در این آزمون، نیروی لازم برای بیرون کشیدن قطعه سنگدانه از درون قیر و یا قیر مسلح با الیاف در حالت‌های مختلف اندازه‌گیری شد. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل‌سازی نشان می‌دهد مدل مذکور، توانایی پیش‌بینی نیروی خروج (Pull-out) را به خوبی داراست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An investigation into the adhesion of fiber-reinforced bitumen to aggregates by using pull-out test

چکیده [English]

Using fibers to reinforce bitumen is a new method to improve mechanical properties of asphalt-concrete. Economical competitive advantages, easy to work and improvement of physical and mechanical properties are the benefits of reinforcing asphalt-concrete by using fibers in comparison with other modifiers, e.g. polymers. This paper investigates the adhesion of aggregates to fiber-reinforced bitumen. This concept has been described in two parts including theoretical and experimental sections. In the former section, pull-out force of aggregate through a fiber-reinforced bitumen has been modeled by using "force-equilibrium method" and "slippage theory of short fiber composite theory". In the later section, polypropylene and polyester fibers of 12 mm length at 0.1%, 0.2% and 0.4% were used to reinforce 60-70 bitumen. Both of lime and quartz aggregates were considered in experimental design. Consequently, the instron tensile tester was modified to perform pull-out tests. Pull-out test measured the force required to pull-out the aggregate through the bitumen and/or fiber-reinforced bitumen. The experimental results showed that the proposed model can predict the pull-out force of fiber-reinforced samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bitumen
  • Reinforcement
  • Fiber
  • mechanical model