ارزیابی آزمایشگاهی اثر انرژی تراکم و درصد رطوبت بر رفتار مکانیکی لایه اساس حاوی خرده مصالح آسفالتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق، مقاومت فشاری لایه اساس تثبیت شده سیمانی (CTB) حاوی 100% مصالح خرده آسفالت (RAP ) با استفاده از
نمونه­های با سنین مختلف بلوغ مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، بر اساس نتایج آزمایش تراکم، نمونه­های CTB در سه درصد مختلف سیمان (4، 5 و 6%) و سه درصد آب (5.5، 6.5 و 7.5%) با بکارگیری دو روش تراکم براساس استانداردهای ASTM 558 و ASTM D1557 ساخته شد. مجموعاً تعداد 270 نمونه­ فشاری در سنین عمل آوری 3، 7، 28، 56 و 90 روزه مورد آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) قرار گرفت. آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده به روش کرنش کنترل و با سرعت 1.3 میلیمتر بر دقیقه انجام گردید. به منظور بررسی تأثیر رطوبت ساخت، علاوه بر رطوبت بهینه، رطوبت­های کمتر و بیشتر از بهینه نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه آزمایش­­ مقاومت کششی غیر مستقیم (ITS) بر روی نمونه­های منتخب (45 نمونه) با تراکم اصلاح شده (ASTM D1557) و در رطوبت بهینه و با سنین عمل آوری 3، 7، 28، 56 و 90  انجام گردید. مشخص شد که در هر طرح اختلاط، برحسب میزان انرژی تراکم و درصد سیمان مصرفی، مقاومت فشاری و کششی ماکزیمم ممکن است
در رطوبت بهینه یا کمتر از بهینه رخ دهد. چنین می­توان گفت که از بین سایر عوامل تاثیرگذار، زمان عمل آوری و انرژی تراکم به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر میزان مقاومت اکتسابی دارند. بر اساس نتایج بدست آمده، به نظر می­رسد که بکارگیری مخلوط­های CTB حاوی 100% مصالح RAP به عنوان لایه اساس امکان­پذیر می­باشد.
در این تحقیق، مقاومت فشاری لایه اساس تثبیت شده سیمانی (CTB) حاوی 100% مصالح خرده آسفالت (RAP ) با استفاده از
نمونه­های با سنین مختلف بلوغ مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، بر اساس نتایج آزمایش تراکم، نمونه­های CTB در سه درصد مختلف سیمان (4، 5 و 6%) و سه درصد آب (5.5، 6.5 و 7.5%) با بکارگیری دو روش تراکم براساس استانداردهای ASTM 558 و ASTM D1557 ساخته شد. مجموعاً تعداد 270 نمونه­ فشاری در سنین عمل آوری 3، 7، 28، 56 و 90 روزه مورد آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) قرار گرفت. آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده به روش کرنش کنترل و با سرعت 1.3 میلیمتر بر دقیقه انجام گردید. به منظور بررسی تأثیر رطوبت ساخت، علاوه بر رطوبت بهینه، رطوبت­های کمتر و بیشتر از بهینه نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه آزمایش­­ مقاومت کششی غیر مستقیم (ITS) بر روی نمونه­های منتخب (45 نمونه) با تراکم اصلاح شده (ASTM D1557) و در رطوبت بهینه و با سنین عمل آوری 3، 7، 28، 56 و 90  انجام گردید. مشخص شد که در هر طرح اختلاط، برحسب میزان انرژی تراکم و درصد سیمان مصرفی، مقاومت فشاری و کششی ماکزیمم ممکن است در رطوبت بهینه یا کمتر از بهینه رخ دهد. چنین می­توان گفت که از بین سایر عوامل تاثیرگذار، زمان عمل آوری و انرژی تراکم به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر میزان مقاومت اکتسابی دارند. بر اساس نتایج بدست آمده، به نظر می­رسد که بکارگیری مخلوط­های CTB حاوی 100% مصالح RAP به عنوان لایه اساس امکان­پذیر می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Laboratory Evaluation to Investigate the Effect of Compaction Energy and Moisture Content on the Mechanical Behavior of the Base Layer Containing Reclaimed Asphalt Pavement

نویسندگان [English]

  • Seyed Mohamad Mansoorzadeh 1
  • Ahmad Reza Mahboubi Ardakani 2
  • Ata Aghaei Araei 3
1 Ph.D. Student, Civil, Water and Environmental Engineering Department, Shahid Beheshti University (SBU), Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Civil, Water and Environmental Engineering Department, Shahid Beheshti University (SBU), Tehran, Iran.
3 Associate Professor, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
چکیده [English]

This study has evaluated the unconfined compressive strength (UCS) of the cement-treated base (CTB) containing 100% reclaimed asphalt pavement (RAP) aggregates using different-age samples. The samples were prepared with standard and modified compaction energy based on ASTM D558 and ASTM D1557. Three cement contents of 4, 5, and 6 percent were added and the samples were cured for 3, 7, 28, 56, and 90 days after compaction. The unconfined compressive test has been carried out using the strain control method. In order to investigate the effect of moisture, in addition to the optimum moisture, moisture levels below and above the optimum have also been evaluated. Based on the results of this laboratory study, with the increase of cement percentage and curing period, unconfined compressive strength increase visibly. Next, indirect tensile strength (ITS) test was performed on the selected samples (mentioned ages) and the results showed that the curing period and cement directly affected and increased the tensile strength. Results indicated that the curing period and the compaction method had the greatest and least effect on the UCS, respectively. Finally, the UCS and ITS results showed that it is possible to use 100% RAP aggregates in the CTB layer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reclaimed Asphalt Pavement
  • Cement Treated Base
  • Cement Treated RAP Base Mix
  • Unconfined Compressive Strength
  • Indirect Tensile Strength

مراجع

-Adresi, M., Khishdari, A., Ahmadi, A., & Rooholamini, H. (2019). Influence of high content of reclaimed asphalt on the mechanical properties of cement-treated base under critical environmental conditions. Int. J. Pavement Eng. 8436, 1198–1105. doi:10.1080/10298436.2017.1388508.
-Arshad, M. (2020). Laboratory investigations on the mechanical properties of cement treated RAP-natural aggregate blends used in base/subbase layers of pavements. Constr. Build. Mater. 254.
-Euch Khay, S.E., Euch Ben Said, S.E., Loulizi, V., & Neji, J. (2014). Laboratory Investigation of Cement-Treated Reclaimed Asphalt Pavement Material, J. Mater. Civ. Eng. 27 (6) 04014192
-Fedrigo, W., Núñez, WP., Castañeda López, MA., Kleinert, TR., & Ceratti, JAP. (2018). A study on the resilient modulus of cement-treated mixtures of RAP and aggregates using indirect tensile, triaxial and flexural tests. Constr. Build. Mater. 171, 161–169.
-Ghanizadeh, AR,, Rahrovan, M., & Bafghi, KB. (2018). The effect of cement and reclaimed asphalt pavement on the mechanical properties of stabilized base via full-depth reclamation. Constr. Build. Mater. 161, 165–174.
-Isola, M., Betti, G., Marradi, A., Tebaldi, G. (2013). Evaluation of cement treated mixtures with high percentage of reclaimed asphalt pavement. Construction and Building Materials, 48, 238–247.
-Kazemi, M., Hajforoush, M., Talebi, P.K., Daneshfar, M., Shokrgozar, A., Jahandari, S., Saberian, M., & Li, M. (2020). I n-situ strength estimation of polypropylene fibre reinforced recycled aggregate concrete using Schmidt rebound hammer and point load test. Journal of Sustainable Cement-Based Materials, 9(5), 289-306.
-Morian, D.A., Solaimanian, M., Scheetz, B., & Jahangirnejad S. (2012). Developing Standards and Specifications for Full Depth Pavement Reclamation, Common wealth of Pennsylvania Department of Transportation, USA, Harrisburg.
-Mousa, E., El-Badawya, S., & Azam, A. (2020). Evaluation of reclaimed asphalt pavement as base/subbase material in Egypt.
Transportation Geotechnics. 100414.
-Roychand, R., Li, J., De Silva, S., Saberian, M., Law, D., Pramanik, B.K. (2021). Development of zero cement composite for the protection of concrete sewage pipes from corrosion and fatbergs. Resources, Conservation and Recycling, 164, 105166.
-Suddeepong, A., Intra, A., Horpibulsuk, S., Suksiripattanapong, C., Arulrajah, A., & Shen, JS. (2018). Durability against wettingdrying cycles for cement-stabilized reclaimed asphalt pavement blended with crushed rock. Soils Found. 58, 333–343.
doi:10.1016/j.sandf.2018.02.017
-Xiong, Z., Wei, W., Liu, F., Cui, C., Li, L., Zou, R., & Zeng, Y. (2021). Bond behaviour of recycled aggregate concrete with basalt fibre-reinforced polymer bars. Composite Structures, 256, 113078.
Xuan, D.X., Houben, L.J.M. Molenaar, A.A.A., & Shui, Z.H. (2012). Mechanical properties of cement-treated aggregate material - A review, Mater Des. 33 496–502.
-Yuan, D., Nazarian, S., Hoyos, L. R. & Puppala, A. J. (2010). Cement treated RAP mixes for roadway bases. Center for Transportation Research Systems, The University of Texas at El Paso, Texas, and Department of Civil Engineering, The University of Texas at Arlington, Texas.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار