مدل‌سازی رفتار خستگی مخلوط‌های آسفالتی حاوی سربارۀ کورۀ قوس الکتریک با استفاده از مفهوم انرژی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 2، دوره 32، شماره 2 - شماره پیاپی 26، اردیبهشت 1398، صفحه 17-34   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v32i2.66310

نویسندگان

مرتضی جلیلی قاضی زاده¹؛ امیر کاووسی²؛ علی اصغر صادقی³؛ حمید فرهاد^{* 4}

¹دانشگاه مهندسی فناوری های نوین قوچان

²دانشگاه تربیت مدرس

³دانشگاه حکیم سبزواری

⁴دانشگاه تربت حیدریه

چکیده

در این پژوهش به بررسی رفتار خستگی مخلوط­های آسفالتی حاوی سربارۀ کورۀ قوس الکتریک پرداخته شده است. پس از ارزیابی خصوصیات سربارۀ فولادی، پنج سری مخلوط آسفالتی با درصدهای وزنی مختلف سرباره (جایگزین بخش درشت‌دانۀ مصالح آهکی) تهیه شد. با استفاده از آزمایش خمش چهار نقطه‌ای، رفتار خستگی مخلوط­ها در حالت کرنش کنترل شده ارزیابی شد. سپس با استفاده از عمرخستگی­های به‌دست‌آمده، مدل­های پیش‌بینی عمرخستگی توسعه داده شد. همچنین مدل خستگی بر اساس نتایج آزمایش کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی و بر پایه­ی مفهوم انرژی شکست ارائه گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از سرباره، منجر به بهبود رفتار خستگی مخلوط آسفالتی می­شود. همچنین مدل­های توسعه داده شده دقت خوبی در پیش‌بینی عمرخستگی دارد. مدل­ به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش کشش غیرمستقیم و مدول برجهندگی نیز نشان داد که می­توان از پارامتر انرژی شکست برای تعیین عمرخستگی مخلوط­های آسفالتی حاوی سرباره استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

مخلوط آسفالتی؛ سرباره کوره قوس الکتریک؛ مدل خستگی؛ انرژی شکست

سایر فایل های مرتبط با مقاله

2 Ghazizade-a .pdf

مراجع

Shaopeng, W., Yongjie, X. and Qunshan Y., "Utilization of steel slag as aggregates for stone mastic asphalt (SMA) mixtures", Building and Environment, Vol. 42, pp. 2580–5, (2007).

Yongjie, X., Shaopeng, W., Haobo, H. and Jin, Z., "Experimental investigation of basic oxygen furnace slag used as aggregate in asphalt mixture", Journal of Hazardous Materials, Vol. 138, pp. 261–8, (2006).

Sofilić, T., Rastovčan-Mioč, A., Ćosić, M., Merle, V., Mioč, B. and Sofilić, U., "EAF steel slag application possibilities in croatian asphalt mixture production” Chemical Engineering Transactions, Vol. 19, (2010).

Waligora, J., Bulteel, D., Degrugilliers, P. and Damidot, D., "Chemical and mineralogical characterizations of LD converter steel slags: A multi-analytical technique approach", Materials Characterization, Vol. 61, pp. 39 – 48, (2010).

Kavussi, A. and Modarres, A., "Laboratory fatigue models for recycled mixes with bitumen emulsion and cement", Construction and Building Materials, Vol. 24, pp. 1920–7, (2010).

You, Z. and Buttlar, W., "Discrete Element Modeling to Predict the Modulus of Asphalt Concrete Mixtures", Journal of Materials in Civil Engineering, Special Issue: Micromechanical Characterization And Constitutive Modeling of Asphalt Mixes, pp. 140–6, (2004).

Bazin, P. and Saunier, J.B., "Deformability, Fatigue and Healing Properties of Asphalt Mixes”, Second International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavements Proceeding, Ann Arbor, Michigan, (1967).

Bagamapadde, U. and Wahhab, S.A., "Optimization of Steel Slag Aggregate for Bituminous Mixes in Saudi Arab", Journal of Materials in Civil Engineering, pp. 5-30, (1998).

[9] Asi, I.M., Qasrawi, H.Y. and Shalabi, F.I., "Use of Steel Slag Aggregate In Asphalt Concrete Mixes", Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 34 (8), pp. 902–11, (2007).

Pasetto, M. and Baldo, N., "Experimental evaluation of high performance base course and road base asphalt concrete with electric arc furnace steel slags", Journal of Hazardous Materials, Vol. 181, pp. 938–48, (2010).

Pasetto, M. and Baldo N., "Mix design and performance analysis of asphalt concretes with electric arc furnace slag", Construction and Building Materials, Vol. 25, pp. 3458–68, (2011).

Arabani, M., and Azarhoosh A.R., "The Effect of Recycled Concrete Aggregate and Steel Slag on the Dynamic Properties of Asphalt Mixtures", Construction and Building Materials, Vol. 35, pp. 1–7, (2012).

Kavussi, A. and Jalili Qazizadeh, M., "Fatigue characterization of asphalt mixes containing electric arc furnace

(EAF) steel slag subjected to long term aging", Construction and Building Materials, Vol. 72, pp. 158–166, (2014).

نشریه شماره 234، "آیین نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران"، معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور، ویرایش اول، (1390).

مقدم نیری، محمدرضا.، جلیلی قاضی زاده، مرتضی و محمدزاده مقدم، ابوالفضل؛ "کاربرد سرباره فولاد در پروژه‌های راهسازی، اولین سمینار فرآوری و کاربردهای سرباره قوس الکتریک، پزوهشکده فولاد دانشگاه صنعتی اصفهان، 134-127، (1386).

توسلی، حمید، "طرح و کنترل بتن آسفالتی گرم"، چاپ اول، انتشارات قلم، (1372).

Kavussi, A. and Modarres, A., "A model for resilient modulus determination of recycled mixes with bitumen emulsion and cement from ITS testing results", Construction and Building Materials, Vol. 24, pp. 2252-2259, (2010).

Huang, Y.H., "Pavement Analysis and Design", Prentice Hall, New Jersey, (2004).

Anagnos, J.N. and Kennedy T.W., "Practical Method of Conducting The Indirect Tensile Test", Center of Highway Research, University of Texas at Austin, Research Report 98-10, Austin, Texas, (1972).

Aksoy, A., Samlioglu, K., Tayfur, S., Ozen, H. (2005) "Effect of Various Additives on Moisture Damage Sensitivity of Asphalt Mixtures", Construction and Building Materials 19, pp 11-18.

Li, Q., Jong Lee, H. and Kim, T.W., "A simple fatigue performance model of asphalt mixtures based on fracture energy", Construction and Building Materials, Vol. 27, pp. 605-11, (2012).

Roque, R., Birgisson, B., Sangpetngam, B. and Zhang, Z.W., "Hot mix asphalt fracture mechanics: a fundamental crack growth law for asphalt mixtures", Journal Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 71, pp. 816–27, (2002).

Birgisson, B., Montepara, A., Romeo, E., Roque, R., Roncella, R. and Tebaldi, G., "Determination of fundamental tensile failure limits of mixtures", Journal Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 76, pp.303–44, (2007).

Mamlouk, M., Souliman, M., and Zeiada, W., "Optimum Testing Conditions To Measure HMA Fatigue And Healing Using Flexural Bending Test", TRB annual meeting, (2012).

Xie, J., Chen, J., Shaopeng, W., Lin, J. and Wei, W., "Performance characteristics of asphalt mixture with basic oxygen furnace slag", Construction and Building Materials, Vol. 38, pp. 796–803, (2013).

Khodary, M., "Evaluation of Fatigue Resistance for Modified Asphalt Concrete Mixtures Based on Dissipated Energy Concept", PhD thesis, Technische Universität Darmstad, (2010).

Rowe, G.M. and Bouldin, M.G., "Improved Techniques to Evaluate the Fatigue Resistance of Asphaltic Mixtures", Proceedings of 2nd Euroasphalt and Eurobitume Congress, Barcelona, Spain, (2000).

Tayebali, A., Rowe, A., G.M. and Sousa, J.B., "Fatigue Response of Asphalt Aggregate Mixtures", Journal of Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 61, pp. 333-360, (1994).