بررسی عوامل تاثیر گذار و ارائه مدل مقاومت بیرون کشش ژئوکامپوزیت بین دو لایه آسفالتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران، ایران

چکیده

یکی از راههای تعمیر روسازیهای ترک خورده به کارگیری روکش بر روی این گونه روسازیها می باشد که در این صورت روکش فوقانی مستعد بروز ترکها به شکل روسازی پیشین است. یکی از مهمترین روشهای پیشگیری از ترک خوردگی فوق که به ترک خوردگی انعکاسی موسوم است به کارگیری ژئوسنتتیک‌هاست. میزان گیرداری ژئوسنتتیک‌ها در بین لایه‌های آسفالتی در شرایطی که ژئوسنتتیک از عملکرد مسلح نمودن (Reinforcement) استفاده می‌نماید، اهمیت قابل توجهی دارد. همچنین میزان گیرداری ژئوسنتتیک می‌تواند میزان مقاومت برشی بین لایه‌های آسفالتی را تحت تاثیر خود قرار دهد و نهایتاً منجر به خرابیهایی گردد. به منظور شناخت میزان گیرداری ژئوسنتتیک‌ها در خاک آزمایش pull out یا بیرون کشش ژئوسنتتیک آزمایش مرسومی قلمداد می‌شود. با این وجود از این آزمایش در شناخت میزان گیرداری ژئوسنتتیک در بین لایه‌های آسفالتی استفاده چندانی نشده است. در این تحقیق دستگاه آزمایش بیرون کشش (Pull out)  زئوسنتتیک که در دانشگاه صنعتی امیرکبیر توسعه داده شده است، به منظور ارزیابی میزان گیرداری ژئوکامپوزیت با اندازه شبکه های متفاوت در آسفالت به کار برده شد و تاثیر سه پارامتر موثر بر مقاومت بیرون کشش بر اساس طراحی آزمایش فول فاکتوریل بررسی و مقایسه گردید. نتایج بیانگر آن است که که مهمترین پارامتر موثر بر گیرداری ژئوکامپوزیت دما می باشد که به میزان دو برابر بیش از مقدار تک کت در میزان مقاومت یبرون کشش ژئوکامپوزیت موثر بوده است. همچنین سایز شبکه ژئوکامپوزیت اثر چندانی در مقاومت تحت بارگذاری یکنواخت از خود نشان نداده است. علاوه بر این با تحلیل تداخل‌های پارامترها مشخص شد که بیشترین تداخل میان پارامترها مربوط به تداخل میان دما و میزان تک کت به کار رفته بین دو لایه است. نهایتاً بر اساس محاسبات انجام گرفته مدلی رگرسیونی و ساده بر اساس پارامترهای موثر توسعه داده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of effective parameters and model development for pull out strength of geocomposite in asphalt

نویسندگان [English]

  • Alireza Noory 1
  • Fereidoon Moghadas Nejad 2
  • Ali Khodaii 2
1
2
چکیده [English]

One of the maintenance methods for cracked pavements is application of overlay on its surface. In this situation the overlay is open to the cracks with the shape of previous cracks. One of the most important methods for prevention of these cracks (that named reflective crack) is using geosynthetics. The bonding of geosynthetic between asphaltic layers has noticeable importance when the geosynthetic is used for reinforcement. Pull out is a common test in order to find the amount of geosynthetic- soil bonding, though this test is not common for geosynthetic- asphalt bonding. In this research a pull out test device has been developed in Amirkabir University of technology and used to evaluate the bonding of geosynthetic-asphalt with different geosynthetic grid sizes. Effect of three important parameters on pull- out test results has been evaluated and compared. Based on the findings of this research the most effective parameter is temperature. The next effective parameter is tack coat application rate. Based on the ANOVA the conflict between parameters has been studied. The most important conflict was belonging to the conflict of temperature and the tack coat application rate. Based on the mentioned studies a model has been developed for maximum bonding and temperature and tack coat application rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pull-out test
  • Geocomposite
  • Asphalt
  • Effective factors
  • Factorial design
Bae, A., Mohammad, L., Elseifi, M, Button, J. and Patel, N. (2010) "Effects of temperature on interface shear strength of emulsified tack coats and its relationship to rheological properties", Journal of the Transportation Research Board, No. 2180. pp. 21-26.
-Baek, J. (2010) "Modeling reflective cracking development in hot mix asphalt overlays and quantification of control techniques", Urbana, Illinois: University of Illinois at Urbana-Champaign. pp. 12-22.
-Bonin, G. C., Cantisani, G. and Loprencipe, G.  (2007) "Dynamic effects in concrete airport pavement joints", Industria Italiana del Cemento  Vol. 09, pp. 590-607.
-Bozkurt, D. and Buttlar, W. G. (2002) "Three-dimensional finite element modeling to evaluate benefits of interlayer stress absorbing composite for reflective crack", FAA Airport Technology Transfer Conference, U.S. Department of Transportation, Federal Aviation Administration,Washington, DC , pp. 54-72.
-Brown, S. F., Thom, N. H. and Sanders, P. J. (2001) "A study of grid reinforced asphalt to combat reflection cracking", Journal of the Association of Paving Technologists. Vol .70, pp. 543-571.
-Canestrari, F. G. (2006)" Interlayer shear effect of geosynthetic reinforcements", Quebec: Proceedings of the 10th International Conference on Asphalt Pavements.pp. 34-44.
-Chen, J. (2010) "Effect of surface characteristics on bonding properties of bituminous tack coat", Journal of the Transportation Research Board, No. 2180, pp.211-217
-Collop A. C., Sutanto, M. H., Airey, G. D. and Elliot, R. C. (2009) "Shear bond strength between asphalt layers for laboratory prepared samples and field cores", Journal of Construction and Building Materials,  Vol. 23, No. 6,  pp. 2251–2258
-Coo, M. (2015) "Effect of sand, fly ash, and coarse aggregate gradation on preplaced". Construction and Building Materials ,Vol. 93, pp. 812–821.
- Ezzein, Fawzy M.  and Bathurst, Richard (2014) "A new approach to evaluate soil-geosynthetic interaction using a novel pullout test apparatus and transparent granular soil", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 42, No. 3,  pp. 246-255 .
-Fallah, S. and Khodaii, A. (2015) "Reinforcing overlay to reduce reflection cracking ,an experimental investigation", Geotextiles and Geomembranes,Vol 43, pp. 216-227 (DOI:10.1016/j.geotexmem.2015.03.002).
-Ferrotti, G., Canestrari, F., Virgili, A.  and Grilli, A. (2011) "A strategic laboratory approach for the performance investigation of geogrids in flexible pavements", Journal of Construction and Building Materials,Vol. 25, No. 5, pp. 2343-2348 (DOI:10.1016/j.conbuildmat.2010.11.032)
-Ferrotti, G., Canestrari, F., Pasquini, E. and Grilli, A. (2012) "Experimental evaluation of the influence of surface coating on fiberglass geogrid performance in asphalt pavements", Journal of Geotextiles and Geomembranes, Vol. 34, pp. 11-18 .(DOI: 10.1016/j.geotexmem.2012.02.011)
-Gupta, J. G. (2012) "Analytical model for design of geosynthetic reinforced pavements based on pullout tests", Second Pan American Geosynthetics Conference and Exhibition. Lima, Perú: GeoAmericas.
-Khweir, K. F. (2003) "Influence of layer bonding on the prediction of pavement life", Proceedings of the Institute of Civil Engineers.
-Ling, H. L. (2001) "Performance of geosynthetic-reinforced asphalt pavements", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 127 , pp.177-184).
-Lopes M. J. L. M. (1999) "Soil-geosynthetic interaction - influence of soil particle size and geosynthetic structure", Geosynthetics International, Vol. 6,  pp. 327–342.
-Moghadas Nejadad, F. N. (2014) "Effect of using geosynthetics on reflective crack prevention",  International Journal of Pavement Engineering, Vol. 16, No. 6,  pp. 1-11.
-Ozer H., Al-Qadi, I., Wang, H.  and Leng, Z., (2012) "Characterisation of interface bonding between hot-mix asphalt overlay and concrete pavements: modelling and in-situ response to accelerated loading", International Journal of Pavement Engineering, Vol. 13, pp. 181-196
-Pasquini, E. M. (2012) "Laboratory characterisation and field validation of geogrid-reinforced asphalt pavements",  Road Materials and Pavement Design, Vol. 14 , No. 1,  pp. 17-35
-Penman, J., Hook, K. D. and Al-Qadi, I. (2008) "The use of geogrids to retard reflective cracking on airport runways, taxiways and aprons", Pavement Cracking, Taylor and Francis Group, London, ISBN 978-0-415-47575-4, Vol. 1 ,pp.713-720 .
-Raab, C. (2004) "Interlayer shear performance :Experience with different pavement structures", Dübendorf, Switzerland: 3rd Eurasphalt and Eurobitume Congress Vienna.
-Tashman L., Nam, K. and Papagiannakis , T. (2006) "Evaluation of the influence of tack coat construction factors on the bond strength between pavement layers", Washington Center for Asphalt Technology, Report# WCAT 06-002.
-Villani, M. M. (2010) "Numerical modeling of the mechanical response of recycled materials in embankments", London: Taylor and Francis Group, Numerical Methods in Geotechnical Engineering , pp. 569-574.
-Wang, Y. Q., Afsar, A. and Sung, J. (2009) "Optimization of brazing conditions for OFHC Cu and ASTM A501 low carbon steel by Taguchi method"., International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 10, No. 3, pp. 97-104, (DOI 10.1007/s12541-009-0053-9).
-Zornberg, J. F. (2012) "Geosynthetic-reinforced unbound base courses:quantification of the reinforcement benefits", Austin, TX 78763-5080: Texas Department of Transportation.
-Zamora-Barraza D., Calzada-Perez, M. A. and  Castro-Fresno, D. (2010) "New procedure for measuring adherence between a geosynthetic