10644

10644

تحليل خصوصيات مخلوطهاي آسفالتي نيمه‌گرم در اثر پيرشدگي و ارائه مدل شيارشدگي

دكتري

عمران - راه‌ترابري

ارديبهشت‌ماه 1391

ارديبهشت‌ماه 1391

دكتر حسن زياري - دكتر حميد بهبهاني

دكتر مجيدرضا آيت‌الهي

در سالهاي اخير تكنولوژي جديدي در صنعت راهسازي با نام آسفالت نيمه‌گرم معرفي گرديده است كه علاوه بر كاهش مصرف سوخت و انتشار آلايندگي در مقايسه با آسفالت گرم متداول، در برخي موارد باعث بهبود خصوصيات عملكردي كوتاه‌مدت نيز شده است. نظر به اينكه تكنولوژي آسفالت نيمه‌گرم جديد مي‌باشد، روسازي‌هاي قديمي بمنظور ارزيابي و مطالعه رفتار درازمدت اين تكنولوژي و مشاهده اثرات پيرشدگي بر آن وجود ندارد. در اين پايان‌نامه تأثير پيرشدگي (كوتاه‌مدت و بلندمدت) بر رفتار مكانيكي مخلوط آسفالتي نيمه‌گرم در مقايسه با آسفالت گرم متداول مورد بررسي قرار گرفته و تحليل آماري بمنظور يافتن رابطه‌اي شامل پارامتر عدد رواني (حاصل از انجام آزمايش خزش) براي پيش‌بيني عمق شيار، از طريق مشاهده ارتباط بين اين دو متغير صورت پذيرفته است. بمنظور شبيه‌سازي پيرشدگي كوتاه‌مدت و بلندمدت بر اساس استاندارد آشتو، نمونه‌هاي آزمايشگاهي بصورت مصنوعي در گرمخانه و در مراحل عمل‌آوري مختلف تهيه شدند. آزمايشهاي مارشال، كشش غيرمستقيم، مدول برجهندگي، تير خستگي چهارنقطه‌اي، تعيين چقرمگي شكست در دماي Cº10- ، خزش استاتيكي و خزش ديناميكي بمنظور بررسي عملكرد مكانيكي مخلوطهاي آسفالتي در دو حالت پيرشده و پيرنشده صورت پذيرفت. مشخص گرديد كه پيرشدگي تأثير قابل ملاحظه‌اي بر عملكرد مخلوطهاي آسفالتي مورد مطالعه داشته است و اين تأثير بر عملكرد مخلوطهاي آسفالتي گرم بيشتر بوده است. استفاده از افزودنيهاي كاهنده ويسكوزيته در توليد مخلوطهاي نيمه‌گرم تأثير قابل توجهي بر پارامترهاي مدول برجهندگي، مقاومت كششي غيرمستقيم، چسبندگي و پيوستگي، عمر خستگي، چقرمگي شكست و مقاومت در برابر بروز تغييرمكانهاي برگشت‌ناپذير داشته‌اند. در دماهاي كمتر از صفر درجه سانتيگراد، رفتار آسفالت نيمه‌گرم ترد‌تر بوده كه به تبع آن امكان بروز ترك‌هاي افت حرارت و خستگي را در مقايسه با آسفالت گرم بيشتر مي‌گردد. در راستاي تحقيق بمنظور يافتن مدلي كه از خروجي آزمايش عملكردي ساده (عدد رواني) به عدد عمق شيار برسد، مشخص گرديد بين پارامتر عمق شيار بعنوان متغير وابسته و عدد رواني بعنوان متغير مستقل رابطه خطي برقرار است. توجيه رفتار مخلوطهاي آسفالتي گرم و نيمه‌گرم بر اساس نتايج حاصل از انجام آزمايشهاي قير شامل ميكروسكوپ نوري، FTIR و رئولوژي قير مشخص نمود كه تغييرات ضريب اتلاف براي نمونه قير حاوي اصلاح‌كننده در مقايسه با قير خالص كمتر است. در دماهاي كمتر از صفر درجه، قير حاوي افزودني داراي ضريب اتلاف كمتري نسبت به قير خالص مي‌باشد و اين بدين معني است كه اين افزدوني بروز پديده ترك‌خوردگي و انتشار ترك در دماي پايين را تشديد مي‌كند. وجود باند‌هاي دوگانه در قير حاوي افزودني باعث مي‌گردد كه در اثر اعمال شرايط مختلف (از جمله پيرشدگي) تركيب ماده از يك ساختار به ساختار ديگري تبديل (بازآرايي) شده و انرژي در درون ماده صرف اين فرآيند مي‌شود كه مي‌تواند عامل تأثير كمتر پديده پيرشدگي بر آسفالت نيمه‌گرم در مقايسه با مخلوطهاي آسفالتي گرم باشد. همچنين آزمايش كشش غيرمستقيم بعنوان آزمايش عملكردي ساده در پيش‌بيني رفتار خستگي مخلوطهاي آسفالتي مختلف مورد استفاده قرار گرفت و مشخص گرديد كه انرژي شكست در دو حالت پيرشده و پيرنشده، ارتباط مستقيم با عملكرد خستگي مخلوطهاي آسفالتي دارد. واژه‌هاي كليدي: پيرشدگي، آسفالت نيمه‌گرم، عملكرد بلند‌مدت، شيارشدگي، رئولوژي قير، آزمايش عملكردي ساده، انرژي شكست