539

Fatigue Behavior Analysis in Warm Mix Asphalts

دكتري تخصصي (Ph.D.)

عمران گرايش راه و ترابري

تهران شمال

1395

95/12/9

19/16

215ص.

كامران رحيم‌اف، سعيد حسامي

212-214ص.

Fatigue Life , Dissipated Energy , Rate of Dissipated Energy Change(RDEC)

مقاومت مخلوط هاي آسفالت يدربرابرخستگي يكي ازمهم ترين خصوصيات مصالح آسفالتي مي باشدكه چه در طراحي مخلوطهايآسفالتي و چه در طراحي روسازيهاي انعطاف پذيرازاهميت ويژه اي برخورداراست. مخلوط آسفالتي گرم،تكنولوژي جديد توليد مخلوط آسفالتي است كه بدليل مزايايي از قبيل كاهش دماي توليد و پخش، كاهش آلاينده‌ها و مصرف سوخت مي‌تواند به عنوان يك رقيب خوب براي مخلوط‌ داغ باشد. البته بايست عملكرد بلندمدت آن قابل قبول و رقابت نيز باشد. دماي توليد كمتر، موجب كاهش نرخ پيرشدگي قير مصرفي خواهد شد كه نتيجه آن چسبندگي بيشتر و كاهش ميزان ترك مي‌باشد. مخلوط‌هاي گرم بدليل داشتن دماي توليد و پخش كمتر، مي توانند رفتار بلند مدت متفاوتي داشته باشند كه در اين تحقيق دو نوع افزودني گرمواكس سنتتيك و افزودني مايع در مقايسه با مخلوط‌داغ مورد ارزيابي در رفتار خستگي قرار گرفتند. در اين رساله براي اين موضوع دو بخش قير و مخلوط مورد ارزيابي قرار گرفت. در بخش قير نمونه هاي مختلف در 4 درصد مختلف، تهيه و آزمايشات متداول و شارپ از جمله رئومتر برش ديناميكي در 3 و 4 دما در حالت پيرشده و نشده، رئومتر تيرچه خمشي و ويسكوزيته دوراني انجام شد. نتايج بيانگر تاثير مثبت هر دو افزودني در شيارشدگي و خستگي و ترك دماي پايينبوده است. براساس اين نتايج، درصد بهينه افزودني واكس سنتتيك 2% و افزودني مايع 1/0 % بدست آمد. براساس نتايج بخش قير، نمونه هاي آسفالتي تهيه و با استفاده از آزمايش تير خمشي چهارنقطه اي و بر اساس استاندارد AASHTOTP-321 در مد كرنش كنترل شده 70، 200، 400 و 1000 ميكرواسترين رفتار خستگي مخلوط‌ها مورد ارزيابي قرار گرفت. براي تحليل آنها از معيارهاي مبتني بر انرژي شامل نسبت هاي انرژي و نسبت تغيير انرژي استهلاك شده بهمراه معيار كاهش 50 درصد سفتي اوليه استفاده گرديد. معيارهاي مورد بررسي، روند تأثير مشخصات مخلوط آسفالتي(نوع افزودني) را بر عملكرد خستگي آن به طور صحيح نشان مي‌دهد. در سه نوع مخلوط مورد آزمايش، بيشترين عمرخستگي مربوط به مخلوط با واكس سنتتيك (SWMA) و سپس HMA و مخلوط با افزودني مايع (ZWMA) به ترتيب مي‌باشد. نكته مهم در تفاوت بين عمرخستگي 〖Nf〗_(50%) در نمونه ها با نقطه شكست واقعي مي‌باشد. در نمونه هاي HMA و ZWMA مقدار سيكل در نقطه شكست تقريبا 80% بيشتر از عمرخستگي 〖Nf〗_(50%) اتفاق مي افتد. درحاليكه براي نمونه SWMA اين مقدار به 28% كاهش مي‌يابد. روش مبتني بر نسبت تغيير انرژي استهلاك شده در مقايسه با ساير روشها، بيشترين عمرخستگي و هماهنگي را با نقطه شكست نشان مي‌دهد. در مقايسه بين روش‌هاي انرژي با روش 〖Nf〗_(50%)، روش هاي 〖ER〗_Rowe، 〖ER〗_(R&Bul) و 〖ER〗_Pronkبيشترين هماهنگي را با عمرخستگي بر مبناي كاهش 50 درصدي سفتي دارد. در نمونه مخلوط گرم با واكس سنتتيك عمرخستگي 〖Nf〗_(50%) بيشتر از عمر خستگي روش‌هاي مختلف انرژي ولي البته تقريبا برابر با روش RDECمي‌باشد. در حالي‌كه در دو نمونه مخلوط‌داغ و گرم با افزودني مايع تمامي روش‌هاي انرژي، عمرخستگي بيشتري را نسبت به عمرخستگي 〖Nf〗_(50%) داشته‌اند. بخش ديگر اين تحقيق تعيين حد تحمل با تعريف حداكثر كرنش يا تنشي قابل تحمل براي مخلوط با بارگذاري بينهايت، بوده است. براساس نتايج حاصل شده حد تحمل براي كرنش 200 در اين پژوهش بدست آمده كه شامل هر سه نوع مخلوط مي‌باشد. با توجه به پيچيدگي مقوله حد تحمل پيشنهاد مي‌گردد براي هر نوع مخلوط بطور جداگانه حد تحمل بدست آيد كه در اين تحقيق همين روش انجام گرفت.

42731