ارزیابی شیارافتادگی و حساسیت رطوبتی بتن آسفالتی گرم حاوی الیاف نایلونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

در این تحقیق به منظور بررسی تأثیر الیاف نایلونی بر عملکرد مخلوط‌های آسفالتی، الیاف با طول ثابت 12 میلیمتر و در مقادیر 1/0، 2/0 و 3/0 درصد (بر اساس وزن مخلوط) به یک نوع بتن آسفالتی افزوده شدند. پس از تعیین قیر بهینه مربوط به ترکیب‌های مختلف، خصوصیات حجمی مخلوط‌های حاوی درصدهای مختلف الیاف، بررسی شد. مخلوط‌های آسفالتی حاوی الیاف، تحت آزمایش‌های استقامت و روانی مارشال و کشش غیر مستقیم قرار گرفتند. همچنین، آزمایش خزش دینامیکی با استفاده از دستگاه UTM-10، در سطوح تنش مختلف (kPa200 و kPa400) و دماهای مختلف (°c 40، °c 50 و °c 60)، به منظور ارزیابی تغییر شکل ماندگار (شیار افتادگی) مخلوط‌های حاوی درصدهای مختلف الیاف نایلونی، به کار گرفته شد. پارامترهای تغییر شکل ماندگار، همچون منحنی خزش دینامیکی، عدد روانی و شیب کرنش خزشی (CSS)، برای تحلیل نتایج استفاده شدند. در نهایت رفتار خزشی نمونه‌ها، با مدل خزش سه مرحله‌ای ژو مدلسازی شدند. همچنین در این تحقیق، به منظور ارزیابی حساسیت رطوبتی مخلوط‌ها، از نسبت مقاومت کششی (TSR) و نسبت مقاومت مارشال (MSR) استفاده گردید. بر اساس نتایج، استفاده از 1/0 درصد الیاف نایلونی، موجب بهبود مشخصات مکانیکی مخلوط‌ها، از جمله استقامت و نسبت مارشال می‌شود. همچنین، حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی با افزایش مقدار الیاف، تا 1/0 درصد ابتدا کاهش یافته، سپس با افزایش مقدار الیاف در مخلوط، افزایش می‌یابد. نتایج حاصل از آزمایش خزش دینامیکی و مدل ژو، نشان دادند که، افزودن 1/0 درصد الیاف نایلونی، طول ناحیه اول منحنی خزش و عدد روانی مخلوط‌‌ها را افزایش داده و شیب کرنش خزشی(CSS) را کاهش می‌دهد، این نشان دهنده افزایش مقاومت مخلوط‌های حاوی مقدار بهینه الیاف، در برابر تغییر شکل دایمی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

investigating the rutting and moisture damage of asphaltic concrete containing nylon fibers

نویسندگان [English]

  • Hasan Taherkhani 1
  • Siamak Afroozi 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran,
2 MSc. Grad., Department of Cibvil Engineering,University of Zanjan, Zanjan, Iranof zanjan
چکیده [English]

In this study, in order to investigate the effect of nylon fibers on the performance of asphaltic mixtures, 12mm long nylon fibers in different contents of 0.1, 0.2 and 0.3% (by the weight of total mixture) were added to a typical asphaltic concrete. After determination of the optimum binder content of the mixtures, the volumetric properties of the mixtures containing different percentages of nylon fibers were analyzed. Then, the fiber reinforced mixtures were subjected to Marshall stability, flow an indirect tensile strength tests. In addition, in order to evaluate the permanent deformation behavior of the mixtures, using UTM-10, dynamic creep tests were conducted under different stress levels of 200 and 400kPa, and at different temperatures of 40, 50 and 60°C. Dynamic creep curve, flow number and the creep strain slope (CSS) were used for analysis of the results. Then, the creep behavior of the mixtures was modeled using the three-stage model developed by Zhou et al. The resistance against moisture damage of the mixtures were also evaluated using the tensile strength ratio (TSR) and Marshall stability ratio (MSR). The results showed that the mechanical properties of the mixture such as the Marshall stability, Marshall quotient and the indirect tensile strength of the mixture can be improved by modifying with 0.1% of nylon fiber. Also, the moisture sensitivity of the mixtures decreases with increasing fiber content, up to the fiber content of 0.1%, after which, increases with increasing fiber content. The results of dynamic creep tests and modelling the creep curve using the three=stage model showed that the mixture containing 0.1% of nylon fiber has the highest length of primary creep region and flow number and the lowest creep stain slope, indicating that its resistance against the permanent deformation is the highest.

کلیدواژه‌ها [English]

  • asphaltic concrete
  • nylon fibers
  • moisture damage
  • dynamic creep three-stage model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 13 آذر 1397
  • تاریخ دریافت: 18 بهمن 1394
  • تاریخ بازنگری: 05 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش: 15 تیر 1395