شبیه‏سازی و مقایسه رفتار خستگی آسفالت‌های معمولی و آسفالت‌های با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای در مناطق گرمسیری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، دانشگاه پیام نور ، تهران، ایران

2 استادیار، گروه عمران، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه عمران، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

پایین بودن عمر عملکرد آسفالت­های متداول در مناطق گرمسیری، هزینه‌های گزاف نگهداری روسازی­ها و همچنین صدمات بوجود آمده، ضرورت استفاده از آسفالتی را می‌طلبد که بتواند با داشتن خصوصیات بسیار ممتازتری نسبت به سایر مخلوط­های آسفالتی، نیازهای مربوطه به این مناطق را برآورده نماید. لذا هدف از این تحقیق، مقایسه آزمایشات خستگی بر روی
آسفالت­های معمولی و آسفالتهای با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای در مناطق گرمسیری و شبیه‏سازی در نرم‏افزار می‏باشد. ابتدا آزمایش مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم و نسبت استقامت مارشال در محیط واقعی انجام شد. سپس نتایج مربوط به مخلوط آسفالتهای با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای با آسفالت معمولی به عنوان مخلوط شاهد مقایسه شد. در مرحله شبیه‏سازی، فاکتورهای وابسته به دمای آسفالت در مناطق گرمسیری مربوط به دو نوع آسفالت مذکور اعم از دانسیته، ضریب انبساط حرارتی، ضریب هدایت حرارتی، الاستیسیته و گرمای ویژه در نرم‏افزار آباکوس تعریف شده، سپس از طریق تجزیه و تحلیل اطلاعات در نرم‏افزار آباکوس، مقاومت هر کدام از آسفالت­ها در مناطق گرمسیری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش­ها نشان دادند که درصد قیر بهینه مخلوط­های با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای بیشتر از مخلوط معمولی است. استقامت مارشال و نشانه سختی مارشال در مخلوط­های استخوان‏بندی سنگدانه‏ای بیشتر از مخلوط معمولی است. ضریب برجهندگی مخلوط­های با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای بیشتر از مخلوط معمولی است. در عین حال میزان ریزش در مخلوط­های با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای بیشتر از مخلوط معمولی است. همچنین میزان ریزش در مخلوط­های با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای با 3/0­درصد الیاف بیشتر از مخلوط معمولی است.

کلیدواژه‌ها


-اسلامی شهربابکی، پ.، خبیری، م.، خانی سانیج، ح. (1396)، "آنالیز حساسیت و ارایه مدل ریاضی برای تعیین درصد قیر بهینه در آسفالت با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای"، فصلنامه علمی-ترویجی جاده، شماره 93، ص. 1-12.

 

-آقا سلطان، ع.، (1387)، "تعیین مدل دانه‌بندی مصالح برای مقاوم سازی مخلوط‌های آسفالتی در برابر تغییر شکل‌های دائمی"، پایانامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران. دانشگاه تربیت مدرس.

 

-آل­محمدی، م.، (1387)، "مقایسه رفتار خستگی آسفالت‌های HMA و SMA با ترکیبات مختلف" پایان‏نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه امیر کبیر.

 

-حاجی غفوری، ح.، (1370)، "آسفالت متخلخل"، ژئوتکنیک و مقاومت مصالح، 13، ص. 68-50.

 

-دانشی، ا. (1393)، "ارائه مدل شیارشدگی در مخلوط‌های آسفالتی برای مناطق گرمسیر ایران"، پایان‏نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز.

 

-زیاری، ح، بهبهانی، ح، ارجمندپور، ج. (1393)، "بررسی تأثیر انواع پلیمر ترموپلاستیک الاستومر بر حساسیت رطوبتی مخلوط­های آسفالتی با استخوان‏بندی سنگدانه‏ای"، مهندسی حمل‏ونقل، سال ششم، شماره سوم، ص. 413-428.

 

-زیاری، ح، شادمان بحارینه، م. (1392)، "ارایه مدل پیش‏بینی عمر خستگی آسفالت متخلخل پلیمری با رویکرد پدیده‏شناختی تجربی"، مهندسی حمل‏ونقل، سال چهارم، شماره سوم، ص. 221-231.

 

-ساعدی، س، صادقیان اصل، گ، یثربی، س. (1397)، "تأثیر توأم استایرن بوتادین استایرن و پروپلاست در بهبود عملکرد آسفالت ماستیکی درشت‏دانه، مهندسی حمل‏ونقل، سال دهم، شماره 2، ص. 358-399.

 

-سهرابی، ع. (1387)، "تعیین مدلی برای بررسی تراکم در عملکرد روسازی راه­ها در مناطق گرمسیر"، پایان‏نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس.

 

-شاکری، ا.­، مقدس‏نژاد، ف. و کشاورزراد، ا.، (1397)، "مقایسه خصوصیات مقاومتی آسفالت لاستیکی و آسفالت معمولی"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، زاهدان، 17و 18 اردیبهشت ماه.

 

-غلامزاده، ز.، (1388)، "ارزیابی مخلوط‌های آسفالتی با استخوان‌بندی سنگ‌دانه‌ای در مقایسه با مخلوط‌های آسفالتی معمولی، پایان‏نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.

 

-کردی، س.، شفابخش، غ.، (1395)، "امکان‏سنجی تأثیر نانواکسید آلومینیوم بر عملکرد مخلوط‏های آسفالت ماستیک درشت‏دانه در برابر بارهای دینامیک"، دوره 2، شماره 1،
ص. 69-84.

 

-مکارچیان م.، کریمی، ا.، مقدس نژاد، ف.، (1395)، "بررسی تأثیر نوع الیاف و سنگدانه در مشخصات مکانیکی آسفالت با استخوان‌بندی سنگدانه‌ای (SMA) و مقایسه آن با بتن آسفالتی گرم­ (HMA)­"، پژوهشنامه حمل‏ونقل، دوره 12، شماره 4 (پیاپی 45)، ص. 375 -386 .

 

-نصر، د.، (1390)، "ارزیابی آزمایشگاهی رفتار خستگی در مخلوط­های آسفالتی نیمه‏گرم(WMA) و مقایسه آن با
مخلوط­های آسفالتی گرم متداول (HMA)"، پایان‏نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران.

 

-Al-Hadidy, A. and Yi-qiu, T., (2009), “Comparative study of performance of natural fibres and crumb rubber modified stone matrix asphalt mixtures”, Canadian Journal of Civil Engineering, Vol.33, No.2, pp. 134-139.

 

-Al-Hadidy, A., Yi-qiu, T. and Hameed, A.T., (2011), “Starch as a modifier for asphalt paving materials”, Construction and Building Materials, Vol.25 , pp.14–20.

 

-Allen, G. K., (2006), Problems of Stone Mastic Asphalt Use in North Queensland. A Dissertation Submitted to the Faculty of Engineering and Surveying, University of Southern Queensland.

 

-Arshada, A.K., Mansorb, S., Shafiec, E., Hashimc, E., (2016), “Performance of stone mastic asphalt mix using selected fibres

”Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), Vol.78, pp. 99–103.


-Ahmadinia, E., Zargar, M., Karim, M. R., Abdelaziz, M., (2012), “Performance evaluation of utilization of waste polyethylene terephthalate (PET) in stone mastic asphalt,” Journal of Construction and Building Materials, vol. 36, pp. 984–989.

 

-Bernard, B., (2017), “A Review on Various Issues Related to Stone Matrix Asphalt”, International Journal of Engineering Technology Science and Research Vol.4, No.2, pp. 588-591.

 

-Blazejowski, K., (2011), Stone Matrix Asphalt Theory and Practice. CRC Press.

 

Hyzl, p., Dasek, O.,  Coufalikova, I., Varaus, M., and Stehlik, D., (2019), “Usage of Reclaimed Asphalt Material in Stone Mastic Asphalt”, Advances in Materials Science and Engineering, Vol.4, pp.1-8.

 

-Jagadeesh, H. S., Kadayyanvarmath, M.,(2017), “Studies on SMA mixes with partial rap replacement in addition with fiber,” International Journal of Science and Research (IJSR), Vol. 6, No. 8, pp. 65–73.

 

-Karakas, A. S., & Ortes, F., (2017), “Comparative assessment of the mechanical properties of asphalt layers under the traffic and environmental conditions”, Construction and Building Materials, Vol.131, pp.278-290.

 

-Liphardt, A., Król, J., Radziszewski, P., (2016), “Influence of polymer modified binder content from RAP on stone mastic asphalt rutting resistance,” Procedia Engineering, Vol. 153, pp. 407–413.

 

-Liu, H., Hao, P., & Xu, J., (2017), Effects of nominal maximum aggregate size on the performance of stone matrix asphalt. Applied Sciences, Vol 7, No.2, pp.26.

-Liu, Y., Huang, Y., Sun, W., Nair, H., Lane, D. S., & Wang, L. (2017) “Effect of coarse aggregate morphology on the mechanical properties of stone matrix asphalt”, Construction and Building Materials, Vol.152, 48-56.

 

-Moghadas Nejad, F. M., Aflaki, E., & Mohammadi, M. A. (2010) “Fatigue behavior of SMA and HMA mixtures. Construction and Building Materials”, Vol.24, No.7, pp.1158-1165.

 

Pourtahmasb, M.S., Karim, M.R., (2014) “Performance Evaluation of Stone Mastic Asphalt and Hot Mix Asphalt Mixtures Containing Recycled Concrete Aggregate”, Advances in Materials Science and Engineering, pp.1-12.

 

-Thompson, M. R., Carpenter, S. H. (2006) “Considering hot-mix-asphalt fatigue endurance limit in full-depth mechanistic-empirical pavement design. Urbana, Vol. 51, pp. 61801-2350.

 

Yildirim, Y. (2007). Polymer modified asphalt binders. Construction and Building Materials, Vol. 21, No.1, pp. 66-72.