16804

16804

ارزيابي ارتباط رفتار خستگي قير با خستگي مخلوط ‌آسفالتي براساس روش RDEC

دكتري

راه و ترابري

آذرماه 1395

دكتر محمود عامري

دكتر معصومه عباسي - دكتر عليرضا خاوندي

عمران

چكيده روسازي راه‌ها مهمترين سازه‌هايي هستند كه بصورت طبيعي در زير بارگذاري‌هاي تناوبي قرار مي‌گيرند. ترك‌هاي خستگي از مهمترين خرابي‌هاي روسازي‌هاي آسفالتي به حساب مي‌آيد. مقاومت مخلوط‌هاي آسفالتي در مقابل خستگي عموما" به صورت توانايي مخلوط‌ها در پاسخ به بارهاي تكرار شونده تعريف مي‌شود(تحت شرايط مشخص محيطي و بدون آنكه ترك خوردگي بزرگي در آن رخ دهد يا نمونه گسيخته شود). خرابي ناشي از بارهاي تكرار شونده در روسازي‌هاي آسفالتي، هم از بارگذاري ترافيك و هم از عوامل محيطي ناشي شده و باعث بروز ترك‌هاي خستگي مي‌شوند. بر اين اساس مشخصات خستگي آسفالت، پارامتر مهمي در طرح سازه‌اي يك روسازي به حساب مي‌آيد. قير به عنوان ماده چسباننده مخلوط، مي‌تواند نقش بسزايي در مقاومت كششي و در مقاومت‌خستگي روسازي داشته‌باشد. بنابراين مي‌توان انتظار داشت با تغيير در نوع قير و ثابت نگه‌داشتن عوامل مختلف، بتوان تاثير خصوصيات خستگي قير را در ميزان مقاومت‌خستگي روسازي مخلوط‌آسفالتي بررسي نمود. در اين پايان‌نامه به بررسي ارتباط بين خستگي روسازي مخلوط‌ آسفالتي و خستگي قير براساس روش RDEC پرداخته مي‌شود، و ارتباط بين نتايج آزمايش بارگذاري چهارنقطه‌اي تيرخستگي و آزمايش Time Sweep ارائه شده، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت است. بررسي‌هاي انجام شده براي اين پايان‌نامه نشان مي‌دهد نتايج آزمايش Time Sweep با آزمايش تيرخستگي با روش انرژي تلف‌شده مطابقت دارد و تجزيه و تحليل داده‌ها وجود رابطه رياضي قوي بين نتايج دو آزمايش را نشان مي‌دهد. بنابراين مي‌توان انتظار داشت در مواردي كه تنها قير مورد استفاده در مخلوط تغيير مي‌كند، با صرف هزينه و وقت كمتر عمرخستگي مخلوط‌آسفالتي با مصالح مشابه و شرايط محيطي يكسان، را پيش‌بيني كرد. واژه‌هاي كليدي: مخلوط‌آسفالتي، قير، خستگي، آزمايش Time Sweep، آزمايش بارگذاري چهارنقطه‌اي تيرخستگي

1395/12/08

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Fatigue cracking, resulting from repeated traffic loading, is a primary distress in asphalt pavements. The eva​luation of fatigue properties of asphalt mixtures under different traffic loads an​d varying environmental conditions is of great importance in designing the flexible pavements. In the case of fatigue, it is well known that the distress usually initiates at the binder phase o​r the aggregate-binder surfaces especially at intermediate an​d high temperatures. Among, the binder phase possesses the highest contribution on asphalt mixture performance. It governs the viscoelastic behavior of the entire material an​d is responsible for the material’s strength an​d integrity. The most common device to eva​luate the rheological properties of binders is the Dynamic Shear Rheometer. In this research study we used of DSR to characterize fatigue behavior of asphalt binders by applying strain-controlled tests an​d eva​luating the number of cycles to failure. The Time Sweep test was used to investigate the viscoelastic fatigue properties of asphalt binders in terms of energy dissipation. Since in both time sweep an​d flexural beam fatigue tests, the dissipated energy is an appropriate index for fatigue behavior of asphalt materials, investigation of any trend of this parameter in both asphalt binders an​d mixtures can provide valuable information on the energy dissipated during fatigue life of asphalt binders. In this research study, time sweep an​d four-point beam fatigue tests were conducted an​d the trends between energy parameters an​d fatigue lives of asphalt materials were studied by statistical analysis to estimate the fatigue life of both asphalt binder an​d mixture. Using the concepts of energy dissipation in fatigue life of asphalt binders an​d mixtures, the potential correlations between energy parameters of asphalt materials are presented. This suggests that it is possible to rank an​d calculate the fatigue life of an asphalt mixture by only conducting the time sweep test on the associated asphalt binder up to the 50th loading cycle which usually lasts only a few seconds. Keywords: Hot mix asphalt (HMA), Asphalt binder, fatigue, Time sweep test, load four-point bending beam fatigue test