پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

ارزیابی رفتار مکانیکی و خصوصیات مهندسی روسازی های بتن غلتکی حاوی الیاف مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مجید صافحیان 1
علی نجف پور 2
مهدی روانشادنیا 3
1 استادیار، گروه مدیریت ساخت و آب، دانشکده عمران، معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 دانشیار، گروه مدیریت ساخت و آب، دانشکده عمران، معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
10.22034/tri.2023.350222.3055
چکیده
هدف از این تحقیق ارزیابی عملکرد مکانیکی و دوام بتن غلتکی همراه با الیاف به عنوان جایگزینی برای روسازی‌های آسفالتی در مناطق صنعتی با بارگذاری ترافیکی سنگین است. روسازی بتن غلتکی عبارت است از مخلوط سفت و نسبتا خشکی از سنگدانه (حداکثر اندازه اسمی 19 میلی-متر)، سیمان و آب که توسط فینیشرهای متداول روسازی آسفالتی پخش و توسط غلتک ویبره‌ای کوبیده و متراکم می‌شود. روسازی بتن غلتکی بعد از تکمیل واکنش های هیدراتاسیون سیمان، دارای ظاهری مشابه با بتن با اسلامپ صفر می‌باشد در این پژوهش از آزمایش‌های مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، دوام در برابر آتش و سیکل های متوالی یخ زدن و ذوب شدن استفاده شد. نتایج نشان داد که عملکرد بتن غلتکی حاوی الیاف بهتر از بتن‌های غلتکی‌ بدون الیاف است. همچنین مقاومت روسازی بتن غلتکی در مقابل آتش سوزی بسیار بیشتر از مخلوط آسفالتی با دانه‌بندی پیوسته است. نتایج نشان داد که روسازی بتن غلتکی به دلیل خصوصیات مهندسی و مکانیکی که دارد مناسب برای راه‌ها با ترافیک وسائل نقلیه سنگین و سرعت پایین است. هدف اصلی این پژوهش بررسی خصوصیات مهندسی و مکانیکی بتن غلتکی به عنوان جایگزینی برای روسازی آسفالتی در مناطق صنعتی با ترافیک سنگین است. همچنین با انجام آزمایش آتش سوزی مقاومت در برابر آتش سوزی دو روسازی بتن غلتکی و روسازی آسفالتی مورد ارزیابی قرار گرفت.
کلیدواژه‌ها
عملکرد مکانیکی
دوام
بتن غلتکی
الیاف مصنوعی
روسازی آسفالتی
مناطق صنعتی

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of Mechanical Behavior and Engineering Characteristics of Roller-Compacted Concrete (RCC) Containing Synthetic Fibers

نویسندگان English

Majid Safehian 1
Ali Najafpour 2
Mehdi Ravanshadnia 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 M.Sc., Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

The purpose of this research is to evaluate the mechanical performance and durability of Roller Compacted Concrete (RCC) with fibers as an alternative to asphaltic pavements in industrial areas with heavy traffic loading. RCC is a hard and relatively dry mixture of aggregate (maximum nominal size 19 mm), cement and water which is spread by conventional asphalt pavement finishers and compacted by a vibrating roller. After completing the hydration reactions, the RCC has the same appearance as the concrete with zero slump. In this research the compressive and bending strength, durability and cycles of freezing and thawing were tested. The results showed that the performance of RCC containing fibers is better than RCC without fibers. Also, the resistance of RCC against fire is much higher than asphaltic mixture. The results showed that RCC pavement is suitable for roads with heavy vehicle traffic and low speed due to its engineering and mechanical characteristics. The main purpose of this research is to investigate the engineering and mechanical properties of RCC as an alternative to asphaltic pavement in industrial areas with heavy traffic loading. Also, by conducting a test, the fire resistance of RCC and asphaltic pavements was evaluated.

کلیدواژه‌ها English

Mechanical Performance
Roller Compacted Concrete
Fibers
Asphalt Concrete
Industrial Area
-چوبدار، امین، فرج اللهی، امین و عاملی، علیرضا (1400). بررسی استفاده از ماکروالیاف بر خصوصیات مکانیکی روسازی بتن غلتکی، پژوهشنامه حمل و نقل، 18(1)، 144-135.
-روح‌الامینی، حامد (1401). ارزیابی اثر الیاف بر شرایط رشد ترک در بتن غلتکی با استفاده از مدل اصلاح شده دو پارامتری شکست، پژوهشنامه حمل و نقل، 19(2)، 233-248.
-فضلی، منیر، دوست محمدی، علیرضا و مصطفوی، سیدمحمدامیر (1399).  بررسی خواص مکانیکی و پارامترهای دوام بتن غلتکی مسلح به الیاف ماکروسنتتیک، دوازدهمین کنفرانس ملی بتن، تهران.
 -غفاری، نجمه، جلیلی قاضی­زاده، مرتضی، شفیعی، مصطفی و خیرخواه، حسین (1398). ارزیابی تأثیر الیاف شیشه بر خصوصیات روسازی بتن غلتکی، سومین کنفرانس ملی رویه ­های بتنی، تهران.
-نوابی، مهدی، شربتدار، محمد­کاظم و شفابخش، غلامعلی (1399). بررسی آزمایشگاهی اثر مشترک مقدار ریزدانه، سیمان، و مقاومت فشاری طرح اختلاط بهینه بتن غلتکی روسازی، پژوهشنامه حمل و نقل، 17(3)، 74-59.
- Afonso, M. L., Dinis-Almeida, M., Pereira-de-Oliveira, L. A., Castro-Gomes, J., and Zoorob, S. E. (2016). Development of a
semi-flexible heavy-duty pavement surfacing incorporating recycled and waste aggregates–Preliminary study. Construction and Building Materials, 102, 155-161.
- An, S., Ai, C., Ren, D., Rahman, A., and Qiu, Y. (2018). Laboratory and Field Evaluation of a Novel Cement Grout Asphalt Composite. Journal of Materials in Civil Engineering, 30(8), 415-433.
- Cai, J., Pei, J., Luo, Q., Zhang, J., Li, R., and Chen, X. (2017). Comprehensive service properties evaluation of composite grouting materials with high-performance cement paste for semi-flexible pavement. Construction and Building Materials, 153, 544-556.
- Cihackova, P., Hyzl, P., Stehlik, D., Dasek, O., Šernas, O., and Vaitkus, A. (2015). Performance characteristics of the open-graded asphalt concrete filled with a special cement grout. Baltic Journal of Road & Bridge Engineering, 10(4), 1121-1152.
- Corradini, A., Cerni, G., D'Alessandro, A., and Ubertini, F. (2017). Improved understanding of grouted mixture fatigue behavior under indirect tensile test configuration. Construction and Building Materials, 155, 910-918.
- Gong, M., Xiong, Z., Chen, H., Deng, C., Chen, X., Yang, J., and Hong, J. (2019). Evaluation on the cracking resistance of semi-flexible pavement mixture by laboratory research and field validation. Construction and Building Materials, 207, 387-395.
- Hasani, M., Nejad, F. M., Sobhani, J., & Chini, M. (2021). Mechanical and durability properties of fiber reinforced concrete overlay: experimental results and numerical simulation. Construction and Building Materials, 268,
992-1012.
- Iyer, P., Kenno, S. Y., & Das, S. (2015). Mechanical properties of fiber-reinforced concrete made with basalt filament fibers. Journal of Materials in Civil Engineering, 27(11), 04015015.
- Pei, J., Cai, J., Zou, D., Zhang, J., Li, R., Chen, X., and Jin, L. (2016). Design and performance validation of high-performance cement paste as a grouting material for semi-flexible pavement. Construction and Building Materials, 126,
206-217.
- Rooholamini, H., Hassani, A., & Aliha, M. R. M. (2018). Evaluating the effect of macro-synthetic fibre on the mechanical properties of roller-compacted concrete pavement using response surface methodology. Construction and Building Materials, 159, 517-529.
- Rooholamini, H., Hassani, A., Karimi, A., & Ghobadipour, B. (2019). Presenting Fatigue Prediction Model of Macro-Synthetic Fiber Reinforced Roller-Compacted Concrete. Journal of Transportation Research, 16(1), 185-195.
-Rucka, M., Wojtczak, E., Knak, M., & Kurpińska, M. (2021). Characterization of fracture process in polyolefin fibre-reinforced concrete using ultrasonic waves and digital image correlation. Construction and Building Materials, 280, 122-135.
 - Tennis, Paul D, Michael L Leming, and David J Akers. (2004). Pervious Concrete Pavements (Portland cement association Skokie, IL).
- Yang, B., Weng, X. (2015). The influence on the durability of semi-flexible airport pavement materials to cyclic wheel load test. Construction and Building Materials, 98, 171-175.