Investigating the Effect of Technical Characteristics of Aggregate Materials on the Compaction of the Base Layer by Response Surface Method
Document Type : Original Article
Authors
1 M.Sc., Grad., Civil Engineering Faculty, Yazd University, Yazd, Iran
2 Associate Professor, Civil Engineering Faculty, Yazd University, Yazd, Iran.
3 , Assistant Professor, Civil Engineering Faculty, Yazd University, Yazd, Iran.
Abstract
One of the most fundamental issues in road construction is to increase the density and strength of the layers of stone materials to the desired level;. For this purpose, the different layers of the pavement should be compacted to an acceptable extent by means of asphalt rollers. On the other hand, the performance of the pavement aggregate layers, which is highly effective on the performance of the entire pavement, is influenced by their compaction. Therefore, it is very important to investigate the factors affecting the field compaction of the pavement layers including the base layer. As a result, this research aims to examine the effect of the characteristics of the base layer materials on their relative compaction using the response surface methodology. For this purpose, the characteristics of stone materials including moisture content, dry density, optimal moisture content, the thickness of the base layer, maximum ambient temperature, minimum ambient temperature, the plasticity index, the sand equivalent value, and uniformity coefficient were extracted from the laboratory sheets related to Dahaghan, Kohpayeh and Shahrekord projects and then analyzed using Design Expert and SPSS software. The results show that the relative compaction has an inverse relationship with laboratory dry density, layer thickness, maximum temperature, the plasticity index and the sand equivalent value. Furthermore, we show that there exists a direct relationship between relative compaction and the minimum temperature and the uniformity coefficient.
Keywords
-احدی، م.، و میرهاشمی، س.، و صادق نژاد، م.، (1398)، "بررسی همزمانی تأثیر تراکم، رطوبت و ضخامت بر رفتار لایه اساس با استفاده از آزمایشLWD"، مهندسی زیرساختهای حمل و نقل،
5 (2)، (پیاپی 18)، ص. 89-100.
5 (2)، (پیاپی 18)، ص. 89-100.
-امیرافشاری، س.، (1390)،"مکانیک خاک"، سری عمران.
-حیدری فیروزآبادی، ح.، خبیری، م.، (1396)، "مطالعه اثر تغییر مشخصات تراکم خاک بستر و اصطکاک بین لایهای برعکس العمل روسازی به روش عددی"، نهمین همایش قیر و آسفالت ایران.
-خبیری، م.، بلوچ سیرگانی، پ.، (1398)، "اثر پاسخ در برابر بارگذاری و مشخصات مکانیکی مصالح اساس بر عملکرد خستگی روسازی بلوکی بتنی"، سومین کنفرانس ملی رویههای بتنی.
-سیدی مرغکی، م. شاهرخی، ا. و رحیمی پردنجانی، ا.، (1395)، "مقایسه تاثیر دانه بندی و مشخصه های فیزیکی مصالح سنگی بر کیفیت لایههای روسازی (مطالعه موردی: جنوب کرمان )"، هشتمین همایش قیر و آسفالت ایران.
-شریفی، ع. ح. فاطمی عقدا، س.، ارومیهای، ع.، (1389)، "پیش بینی درصد تراکم خاکهای ریزدانه در ساختمان سد مخزنی سرابی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی"، زمینشناسی مهندسی، 4 (2)، ص. 1010–987.
-طاحونی، ش.، (1392)، "اصول مهندسی ژئوتکنیک"، پارس آیین (شرکت اندیش کاو).
-عاملی، ع.، پرورش کاران، ا.، هاشمی، س.، (1397)، "تاثیر استفاده از مصالح بازیافتی در خصوصیات مکانیکی بتن غلتکی"، پژوهشنامه حمل و نقل، 15(55)، ص.296-271.
-غفوری فرد، ز.، (1400)، "بهینه سازی دانه بندی آسفالت متخلخل برای معابر کم عرض در بافت سنتی شهرهای کویری"، دانشگاه یزد.
-فتاحی، م. و خبیری، م. ی.، (1400)، "بررسی تاثیر مشخصات سنگدانه بر عملکرد سایش سطحی روسازی بتن غلتکی"، تحقیقات بتن، 14(2)، ص.35–51.
-ولیزاده، م. و کمررودی، ن.، (1394)، "تاثیر ویژگیهای مصالح سنگی تثبیت نشده برضریب نفوذپذیری لایه اساس"، سومین کنفرانس بین المللی پژوهشهای کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری.
-ولیزاده، م. ولی زاده، م. و طاهرخانی، ح.، (1392)، "اثر مصالح سنگی تثبیت نشده بر روی رفتار ارتجاعی لایه اساس"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران.
-Fang, M., Park, D., Singuranayo, J. L., Chen, H., & Li, Y., (2019), "Aggregate gradation theory, design and its impact on asphalt pavement performance, A review", International Journal of Pavement Engineering, 20(12), pp.1408–1424.
-Gao, B., Yang, C., Zou, Y., Wang, F., Zhou, X., Barbieri, D. M., & Wu, S., (2021), "Compaction Procedures and Associated Environmental Impacts Analysis for Application of Steel Slag in Road Base Layer", Sustainability, 13(8), 4396.
-Hu, W., Shu, X., Jia, X., & Huang, B., (2018), "Geostatistical analysis of intelligent compaction measurements for asphalt pavement compaction, Autom. Constr", 89, pp.162–169.
-Karami, H. R., Keyhani, M., & Mowla, D., (2016), "Experimental analysis of drag reduction in the pipelines with response surface methodology", Journal of Petroleum Science and Engineering, 138, pp.104-112.
-Keller, G., (2015), "Statistics for Management and Economics", Cengage Learning.
-Khabiri, M. M., & Fard, Z. G., (2021), "Application of Mathematical Models for Optimizing Inspection Frequency in Maintenance and Management of Pavement", Journal of Science and Technology, 13(2), pp.38–46.
-Penkov, V. O., Skoryk, O. O., Uzviieva, O. M., Panchenko, V. Y., & Korostelov, Y. M., (2019), "Improvement of the quality of the geodesic support for the reconstruction of the roads", IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708(1), 12019.
-Rahman, S., Salgado, R., Prezzi, M., & Becker, P. J., (n.d.) (2019), "Improvement of stiffness and strength of backfill soils through optimization of compaction procedures and Purdue University", Joint Transportation Research Program.
-Stability analysis of anisotropic granular base layers in flexible pavement, (2018), M. Asadi and R. S. Ashtiani, 14, pp.183–189.
-Su, N., Xiao, F., Wang, J., & Amirkhanian, S., (2017), "Characterizations of base and subbase layers for Mechanistic-Empirical Pavement Design", Construction and Building Materials, 152, pp.731–745.
-Thai, H. N., Kato, A., Nguyen, H. G., Nguyen, T. D., Tong, T. K., & Uchimura, T., & Kawamoto, K., (2021), "Effects of particle size and type of aggregate on mechanical properties and environmental safety of unbound road base and subbase materials: A literature review", GEOMATE Journal, 20(78), pp.148–157.
-Van Niekerk, A. A., Molenaar, A. A. A., & Houben, L. J. M. (n.d.) (2019), "Effect of material quality and compaction on the mechanical behaviour of base course materials and pavement performance", Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, pp.1071–1079.
-Van Niekerk, A. A., Van Scheers, J., Muraya, P., & Kisimbi, K., (2000), "The effect of compaction on the mechanical behaviour of mix granulate base course materials and on pavement performance", Heron-English Edition-, 45(3), pp.197–218.