ارزیابی آزمایشگاهی مدول برجهندگی و خزش دینامیکی مخلوط آسفالتی مسلح شده با الیاف ترکیبی پلی‌الفین و آرامید فورتا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد واحد شاهرود، شاهرود، ایران

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

با توجه به هزینه­های زیاد تولید مخلوط آسفالتی استفاده از افزودنی در مخلوط­های آسفالتی به منظور افزایش دوام و بهبود عملکرد آن امری ضروری است. در تحقیق حاضر درصدهای مختلف الیاف ترکیبی پلی الفین و آرامید فورتا به مخلوط آسفالتی اضافه و آزمایش مدول برجهندگی در دو دمای مختلف و آزمایش خزش دینامیکی در دو شکل بارگذاری مختلف انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که افزودن الیاف فورتا باعث افزایش سختی و مقاومت شیار‌شدگی مخلوط‌های آسفالتی می‌شود. افزودن 5/1 کیلوگرم الیاف در هر تن آسفالت سبب می‌شود تا مدول برجهندگی در دو دمای 25 و 40 درجه سانتی‌گراد به ترتیب به میزان 62 و 242 درصد افزایش یابد؛ بنابراین ملاحظه می‌شود که افزایش سختی مخلوط‌های آسفالتی مسلح شده در دمای بالاتر (40 درجه سانتی‌گراد)، مشهود‌تر از دمای متوسط (25 درجه سانتی‌گراد) است. همچنین مشاهده گردید که افزایش 5/1 کیلوگرم الیاف به مخلوط آسفالتی سبب می‌شود تا عدد جریان نسبت به مخلوط آسفالتی اصلاح نشده به میزان دو برابر افزایش یابد. مقایسه نمودار خزش برای دو شکل پالس بارگذاری نیم‌سینوسی و مربعی نشان داد که عدد جریان و شیب مرحله دوم نمودار خزش برای شکل پالس نیم‌سینوسی به ترتیب حدود دو برابر و نصف مقادیر نظیر برای شکل پالس مربعی با همان فرکانس بارگذاری است.
 
 

کلیدواژه‌ها


 

-    حجازی، م، شیخ‌زاده، م،  ابطحی، م و سمنانی، د.، (1387)، "بررسی کاربرد مواد نساجی گوناگون جهت تسلیح مکانیکی بتن آسفالتی و تحلیل نتایج حاصل با استفاده از یک شبکه عصبی مصنوعی"، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

-    -فخری، م. (1385)، "کاربرد پلیمر در بهبود خواص قیرها و مخلوط­های آسفالتی"، وزارت ‌راه ‌وشهرسازی­، ص. 54-110.

-    -لواسانی، م. (1390)، "بررسی آزمایشگاهی اثر الیاف آلی و معدنی بر خصوصیات خزش و مدول برجهندگی مخلوط‌های آسفالتی AMS و AMH"، پایان‌نامه درجه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.

-    نیکوروش راد، س. ع.، (1384)، "تأثیر الیاف فولادی بر مقاومت خمشی بتن آسفالتی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.

 

-    Abtahi SM, Ameri M, Sheikhzadeh M, Hejazi SM, Rahnama E. (2009), A comparative study on the use of sbs polymers and poly propylene fibers modifying asphalt concrete structures. In: 8th international conference sustainable aggregates, asphalt technology and pavement engineering, Liverpool, UK.

 

 

-    Alrajhi, A. (2012), Fiber Dosage Effects in Asphalt Binders And Hot Mix Asphalt Mixtures (MS-c Tesies, Arizona State University).

 

-    ARA, I., (2004), ERES Consultants Division, "Guide for Mechanistic–Empirical Design of New and Rehabilitated Pavement Structures," National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, National Research Council, Champaign, Illinois 61820.

 

-    Brown, S. F., Rowlett, R. D., & Boucher, J. L. (1990), “Asphalt Modification”, Proceedings of the Conference on the United States Strategic Highway Research Program; Sharing the Benefits. London: Thomas Telford. pp. 181–203.

 

-    Chen, H. X., Li, N. L., Hu, C. S., & Zhang, Z. (2004), Mechanical performance of fibers-reinforced asphalt mixture. J Chan Univ (Nat Sci Ed), 24(2), pp.1-5.

 

 

-    De S. Bueno, B., Da Silva, W. R., de Lima, D. C., & Minete, E. (2003), Engineering properties of fiber reinforced cold asphalt mixes. Journal of Environmental Engineering, 129(10), 952-955.                -Decoene Y. Contribution of cellulose fibers to the performance of porous asphalts. Trans Res Rec 1990; pp.1265:82.

 

-    Echols J. New mix method for fiber-reinforced asphalt. Public Works 1989;119(8): pp.72–73.

 

 

-    Fazaeli, H., Samin, Y., Pirnoun, A., & Dabiri, A. S. (2016). Laboratory and field evaluation of the warm fiber reinforced high performance asphalt mixtures (case study Karaj–Chaloos Road). Construction and Building Materials, 122, pp.273-283.

 

-    Hongu T, Philips G. (1990). New fibers ellis horwood series in polymer science and technology. Fibers and Polymers, Springer, New York, 3, pp.1-7.

 

-    Huang,Y.(2004).Pavement Analysis and Design,second dition. Kentucky. Prentice Hall.

 

 Huang, H., & White, T. (1996), Dynamic properties of fiber-modified overlay mixture. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1545), pp.98-104.

 

-    Jahromi, S. G., & Khodaii, A. (2008), Carbon fiber reinforced asphalt concrete. Arabian Journal for Science and Engineering, 33(2), 355.

 

-    Jiang, Y., & McDaniel, R. S. (1993), Application of cracking and seating and use of fibers to control reflective cracking. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1388. pp. 150–159.

 

-    Kaloush, K. E., Biligiri, K. P.,Zeiada, W. A.,Rodezno, M. C., Reed, J. X., (2010), Evaluation of fiber-reinforced asphalt mixtures using advanced material characterization tests, Journal of Testing and Evaluation, 38(4),
pp.1-12.

 

-    Kamal, MA., Shazib, F., and Yasin,B., (2005), "Resilient Behavior of Asphalt Concrete Under Repeated Loding and Effects of Temperature"Journal of the Eastem Asia Society for Transportation Studies, Vol. 6, pp.1329-1343.

 

-    Lee, S. J., Rust, J. P., Hamouda, H., Kim, Y. R., Borden, R. H. (2005), Fatigue Cracking Resistance of Fiber-Reinforced Asphalt Concrete. Textile Research Journal, Vol. 75, No.2, pp. 123-128.

 

-    Mahrez, A., Karim, M., & Katman, H. (2003), Prospect of using glass fiber reinforced bituminous mixes. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, 5,
pp.794-807.

 

-    Mahrez, A., Karim, M. R., & Katman, H. Y. B. (2005), Fatigue and deformation properties of glass fiber reinforced bituminous mixes. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, 6, pp.997-1007.

 

-    Maurer, D. A., & Malasheskie, G. J. (1989), Field performance of fabrics and fibers to retard reflective cracking. Geotextiles and Geomembranes, 8(3), pp.239-267.

 

-    Najd A, Chao Z, Ying G. (2005), Experiments of fracture behavior of glass fiber reinforced asphalt concrete. Journal of Chang'an University (Natural Science Edition); 25(3):pp.28–32.

 

-    Oda, S., Fernandes, J. L., & Ildefonso, J. S. (2012), Analysis of use of natural fibers and asphalt rubber binder in discontinuous asphalt mixtures Construction and Building Materials, 26(1), pp.13-20.

-    Putman, B. J., & Amirkhanian, S. N. (2004), Utilization of waste fibers in stone matrix asphalt mixtures. Resources, conservation and recycling, 42(3), pp.265-274.

 

-    Serfass, J. P., & Samanos, J. (1996), “Fiber-Modified Asphalt Concrete Characteristics, Applications and Behavior”, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 65, pp. 193–230.

 

-    Shaopeng W, Qunshan Y, Ning L.( 2008), Investigation of rheological and fatigue properties of asphalt mixtures containing polyester fibers. Construction and Building Materials; 22(10): 2111-2115.

 

-    Simpson, A. L., & Mahboub, K. C. (1994), October). Case study of modified bituminous mixtures: Somerset, Kentucky. In Infrastructure: New Materials and Methods of Repair pp. 88-96. ASCE.

 

-    SU. K., Yoshitaka. Y., (2008), Examination of fiber – added recycled asphalt concretes for surface course in airport pavements. In: First international conference on transportation infrastructure, Beijing, China. pp. 24-26.

-    Taherkhani, H., Amini, H., (2016), Investigating the Properties of Nylon Fiber Reinforced Asphalt Concrete. International Journal of Science and Engineering Investigations. vol. 5(48). pp. 1-6.

 

-    Tapkın, S. (2008), the effect of polypropylene fibers on asphalt performance. Building and Environment, 43(6), pp.1065-1071.

 

-    Tapkin S, Usar U, Tuncan A, Tuncan M. (2009), repeated creep behavior of polypropylene
fiber-reinforced bituminous mixtures. Journal of Transportation Engineering. 135(4): pp.240–9.

 

-    Wu, S., Ye, Q., Li, N., & Yue, H. (2007), Effects of fibers on the dynamic properties of asphalt mixtures. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 22(4), pp.733-736.

 

-    Yusoff, N. I. M., Breem, A. A. S., Alattug, H. N., Hamim, A., & Ahmad, J. (2014). The effects of moisture susceptibility and ageing conditions on nano-silica/polymer-modified asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 72, pp.139-147.

 

-    Zhou, F., T. Scullion, and L. Sun. (2004).Verification and Modeling of Three Stage Permanent Deformation Behavior of Asphalt Mixes. Journal of Transportation Engineering, Vol. 130, No. 4, pp. 486–494.