بخشی از مقاله
خلاصه
روسازیهای آسفالتی برای مقاومت در مقابل خرابیهای بنیادی از جمله: شیارشدگی، خستگی و ترکخوردگی دماهای پایین طراحـی مـیشـوند. عملکـرد مخلـوط آسفالتی بستگی به نوع قیر و مصالح سنگی مصرفی و خصوصیات حجمی مخلوط آسفالتی دارد که باید برای شرایط آب و هوایی و محیطی محل مـورد نظـر طراحـی گردد. تحقیقات نشان داده است، خصوصیات قیر در خصوصیات ویسکوالاستیک و کنترل زمان و میزان بروز خرابیهای بنیادی مخلوطهای آسفالتی بسیار مؤثر است. بنابراین محققان در پی بدست آوردن روشی سریع، کم هزینه و با دقت بالا هستند تا با استفاده از کنترل رفتار قیـر مقاومـت شیارشـدگی، عمـر خسـتگی و تـرکهـای حرارتی در دماهای پایین را کنترل کنند. تحقیقات در راستای سنجش صحت و دقت آزمایشات جدید قیر همچنان ادامه دارد. در این مقالـه اعتبـار آزمـایش جـاروب دامنه خطی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به اعمال کرنشهای متعدد و انجام آزمایش در دمای عملکردی این آزمـون شـرایط بارگـذاری در حـوزه میـدانی را بـه خوبی مدلسازی میکنند. تحقیقات انجام شده تقریبا دقت نتایج این آزمایش را تایید میکنند. میتوان انتظار داشت با انجام تحقیقات بیشتر و اصلاحاتی چند در طـرح آزمایش همبستگی نتایج آزمایش جاروب دامنه خطی را با نتایج دادههای میدانی افزایش داد.
کلمات کلیدی: آزمایش جاروب دامنه خطی، خستگی، قیر، مخلوط آسفالتی
1. مقدمه
پدیده شکست بر اثر تکرار، تغییر و تناوب دینامیکی بار خستگی نامیده میشود، که ممکن است حتی کمتر از مقاومت نهایی استاتیکی مخلوط آسـفالتی باشـد. انـدازه
گیری خصوصیات خستگی نمونههای مخلوط آسفالتی در محدودههای ترافیکی، آب و هوایی و شـرایط محیطـی مختلـف اهمیـت ویـژهای دارد و فرآینـد مهمـی در
طراحی روسازیهای آسفالتی جدید میباشد .[1] عوامل تاثیرگذار بر روی رفتار خستگی مخلوطهای آسفالتی شامل مشخصات مواد تشکیل دهنده مخلوط آسـفالتی
(درصد هوا، نوع و مقدار قیر، ضخامت غشای قیر، مشخصات رئولوژیکی قیر و نوع و دانهبندی مصالح سنگی) و شرایط بارگذاری (روش آزمایش، دما، مد بارگذاری،
زمان استراحت بین بارهای متوالی، اندازه و فرکانس پارامترهای تنش یا کرنش که در طول آزمایش کنترل میشوند) میباشند. با نگاه اجمالی بر این عوامـل مـیتـوان
دریافت اگرچه قیر سهم وزنی کمی در مخلوط آسفالتی دارد، نقش بسزایی در رفتار خستگی روسازی ایفا میکند. بنابراین میتوان انتظار داشت با تغییر در نوع قیـر و
1 استاد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری دانشگاه علم و صنعت ایران
ثابت نگه داشتن عوامل مختلف، بتوان تاثیر خصوصیات خستگی قیر را در میزان مقاومت خستگی روسازی بتن آسفالتی بررسی نمود. با استفاده از آزمایشهای جدید خستگی قیر و آزمایشهای خستگی بتن آسفالتی میتوان انتظار داشت، با بدست آوردن یک رابطه بین پارامتر خستگی قیر و پارامتر خستگی آسفالت بتوان بـا صـرف هزینه و وقت کمتر تاثیر افزودنیهای مختلف روی مقاومت خستگی روسازی را بدست آورد.
2. آزمایشات خستگی قیر
قیر بریسکو1 در سال 1987 نشان داد میتوان با استفاده از دستگاه رئومتر برش دینامیکی2 که در شکل (12-2) آمده است، رفتار ویسکوالاستیک قیر را در دمای بـالا و میانی مورد بررسی قرار داد .[2] در ادامه بهیا3 و اندرسون4 در سال 1993 نشان دادند میتوان رفتار ویسکوالاستیک مواد را با استفاده از انرژی ذخیره شـده و از دسـت رفته مورد ارزیابی قرار داد و توازن انرژی به خواص رئولوژیکی قیر وابسته است که خود به دما و نرخ بارگذاری نیز بستگی دارد .[3] بهیا و همکارانش در سال 1995 روابط بین مدول پیچیدگی، مدول ذخیره، مدول کاهش و زاویه فاز را تعیین نمودند .[4] بنابراین استاندارد آزمایش مقاومت برشی دینامیکی قیـر تهیـه گردیـد کـه در استاندارد آشتو (AASHTO T 315-08) آمده است. این آزمایش در دمای 6 الی 88 درجه سـانتیگـراد، فرکـانس 10 هرتـز و بـار اعمـالی 100 پاسـکال الـی 10 مگاپاسکال با استفاده از دستگاه رئومتر برش دینامیکی انجام میشود. تحقیقات نشان داد نتایج آزمایش مقاومت برشی دینامیکی به خوبی اثر پیر شدگی بلند مدت را بر روی خواص قیر نشان میدهد، اما ارزیابی واقعی از مقاومت در برابر خرابی را شامل نمیشود. همچنین تاثیر ساختار روسازی و نوع بارگذاری ناشی از ترافیک را لحاظ نمیکند و تنها در یک دامنه بارگذاری مشخص انجام میشود و برای قیرهای اصلاح شده پلیمری نتایج قابل قبولی را ارائه نمیدهد. بنابراین نیاز به یک آزمـون جـامع برای تعیین مشخصات خستگی قیرهای خالص و اصلاح شده، محققان را بر آن داشت تا آزمونی جامع ابداع کنند.
