مطالعه میدانی و آزمایشگاهی اثر نوع قیر امولسیونی و دانه‌بندی چیپ‌سیل اجرا ‌شده روی روسازی بتن غلتکی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

پردیس فنی و مهندسی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد

چکیده

در صنعت روسازی در دهه‌ اخیر در کشور به توسعه کاربرد سیمان در روسازی­ها توجه بیشتری شده است، یکی از مشکلات سطح رویه‌های بتن غلتکی کنده‌شدن سنگ­دانه­های سطحی و پوسته­شدن سطح آن است، هدف از انجام این مطالعه تعیین دانه­بندی مصالح سطحی و نوع قیر مناسب برای بهبود عملکرد رویه‌های بتنی غلتکی است. بنابراین میزان کنده­‌شدن دو نوع سنگ­دانه ریز و درشت­دانه از سطح رویه بتن غلتکی به عنوان متغیر کنترلی در این تحقیق انتخاب شد و در این راستا آزمایش جاروب برای کنترل‌کنده‌شدن سنگ­دانه‌ها استفاده‌ شد. یکی‌ دیگر از عوامل مؤثر در کنده­شدن سنگ­دانه میزان چسبندگی قیر است، از این­رو آزمایش بیرون‌کشیدگی سنگ­دانه‌ها از دو نوع قیر امولسیون و قیرامولسیون اصلاح­شده با پودر لاستیک نیز انجام شد. در این آزمایش میزان انرژی لازم برای کنده‌شدن سنگ­دانه‌ها از سطح چیپ­سیل به­دست آمد. همچنین برای بررسی بافت درشت چیپ­سیل از آزمایش پخش ماسه استفاده شد، در مقیاس میدانی نیز نمونه‌های چیپ­سیل نیز بر روی بتن غلتکی اجرا شد و نتایج در بازه زمانی چهار ماهه بررسی گردید. نتایج نشان می­دهد، با افزایش قیر مصرفی عمق بافت درشت­دانه در چیپ­سیل به مقدار 2 درصد کاهش می‌یابد. استفاده از پودر لاستیک در قیر امولسیون در آزمایش بیرون کشیدگی باعث افزایش ایجاد کشسانی در قیر به میزان 5/2 برابرمی‌شود. با ریزتر شدن دانه‌بندی میزان کنده‌شدن سنگ­دانه‌ها به­طور متوسط 14 درصد کاهش می‌یابد. در بررسی میدانی، بعد از پردازش تصویر مشخص شد که 70 درصد سطح بافت ریزدانه سالم باقی­مانده ولی بافت درشت‌دانه تقریباً از بین رفته و تنها 40 درصد آن باقی‌مانده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Field and Laboratory Study of the Effect of Type of Emulsion Bitumen and Chip Seal Aggregate Size Applied on Roller Concrete Pavement

نویسندگان [English]

  • Ali Bordiuness
  • Mohammad Mehdi Khabiri
Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd
چکیده [English]

The pavement engineering approach in recent decades has been to develop the use of cement in pavements, including concrete pavement, in particular roller concrete pavement. Some problems with the implementation and application of this type of procedure have led researchers to focus on the subject matter of this type of pavement. In this respect, one of the problems with the level of roller concrete, which, in technical terms, is “surface wear” Known as surface abrasion and surface cracks. Surface abrasion, in addition to reducing the thickness of the pavement layer and defective bearing capacity, in the amount of surface friction and creating a driver safety problem due to the dispersion and throwing of aggregates, it also has a negative effect on the surrounding and passing vehicles. Repair and maintenance is an optimal and economical solution in road pavement management. The use of Chip Seal as preventive maintenance is a two option maintenance for low-volume traffic in highway pavements (Vaitkus et al., 2018, Khabiri, 2005), In previous studies, micronutrient aggregate has been used more than usual, as an example of research on the effect of surface aggregates and bitumen on the performance of peeled aggregates in chip seal (Aktas et al., 2013). The main purpose of this research is to use a fine grading and emulsion bitumen with a rubber powder additive in roller compacted concrete pavement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roller Concrete
  • Rubber powder
  • Chip Seal
  • Surface Performance
  • Aggregate Pull out Test
  • Field evaluation
"دستورالعمل طراحی، اجرا و نگهداری روسازی بتنی راه­ها"، شماره نشریه: ۷۳۱، وزارت راه و ترابری، 1396، 370.
طائریان ا، ابطحی س م، کوشا ب، حجازی س م، "بررسی مکانیکی اثر کاربرد ذرات لاستیک در قیر"، مهندسی حمل و نقل، 1394، 6 (3)، 479-492.
نشریه شماره 234، "آیین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران"، وزارت راه و شهرسازی، 1391، 245.
بردیونس ع، خبیری م م، "بررسی عملکرد سطحی آسفالت حفاظتی چیپ‌سیل بر روی اساس تثبیت‌شدۀ سیمانی"، فصلنامه علمی پژوهش­نامه حمل و نقل، 1398، 16 (2)، 134-149.
Adams J, Castorena C, Im JH, Ilias M, Kim YR, “Addressing Raveling Resistance in Chip Seal Specifications”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2017, 2612 (1), 39-46.
Aktaş BM, Karaşahin M, Saltan C, Gürer V, Uz E, “Effect of aggregate surface properties on chip seal retention performance”, Construction and Building Materials, 2013, 44, 639-644.
Asphalt Institute, Asphalt in Pavement Maintenance, Manual Series, 16 (MS-16).
ASTM D1557-12e1, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012, 1-2.
ASTM D7000-04,) Standard Test Method for Sweep Test of Bituminous Emulsion Surface Treatment Samples, ASTM International, West Conshohocken, PA2004, 1-2.
ASTM E965-15, Standard Test Method for Measuring Pavement Macrotexture Depth Using a Volumetric Technique, ASTM International, West Conshohocken, PA.2015, 1-2.
ASTM, “Standard Test Method for Sweep Test of Bituminous Emulsion Surface Treatment Samples”, ASTM D7000, 1997, pp. 1-4, 2011.
Buncher M, Jones W, “Rehabilitation of PCC Airfield Pavement with Asphalt”, Purdue Road School 2018 Presentations, Session Number: 2018, 65, 1-2.
Gandhi GK, Sharma D, Misra S, “Quantifying Changes in Surface Characteristics of Concrete due to Progressive Deterioration”, Journal of Materials in Civil Engineering, 2017, 29 (8), 06017008.
Gheni AA, Abdelkarim OI, Abdulazeez MM, ElGawady MA, “Texture and design of green chip seal using recycled crumb rubber aggregate”, Journal of Cleaner Production, 2017, 166, 1084-1101.
Gu X, Zhang X, Lv J, Huang Z, Yu B, Zou X, “Laboratory Performance Evaluation of Reinforced Basalt Fiber in Sealing Asphalt Chips”, Journal of Testing and Evaluation, 2017, 46 (3), 1-11.
Hashemi M, Shafigh P, Karim MRB, Atis CD, “The effect of corase to fine aggregate ratio on the fresh and hardened properties of roller-compacted concrete pavement”, Construction and Building Materials, 2018, 169, 553-566.
Khabiri MM, “Development a mathematical model for increasing flexible pavement life cycle under preventive maintenance (Doctoral dissertation, Ph. D Thesis, Iran Science and Technology University), 2006, 1-150
Khabiri MM, Khishdari A, Gheibi E, “Effect of tyre powder penetration on stress and stability of the road embankments”, Road Materials and Pavement Design, 2017, 18 (4), 966-979.
Laxdal J, “Orthotropic Deck Wear Surface System Selection Lions Gate Bridge North Approach Viaduct”, Vancouver BC. In 2013 Conference and Exhibition of the Transportation Association of Canada-Transportation: Better-Faster-Safer, 2013, 1-5.
Lu Q, Bors J, “Alternate uses of epoxy asphalt on bridge decks and roadways. Construction and Building Materials”, 2017, 78, 18-25.
Lu Q, Bors J, “Alternate uses of epoxy asphalt on bridge decks and roadways. Construction and Building Materials”, 2015, 78, 18-25.
Michaut PJ, “Pavement Surface Texture, Fact or Friction”, The French view on texture, SCI Construction Materials Group, 2011, SCI London, 2011, 33.
Moldovanu A, Huang L, “Development of a portable circular texture meter for road texture depth measurement”, Journal of Transportation Engineering, Part B: Pavements, 2018, 144 (3), 04018026.
Rad SAM, Modarres A, “Durability properties of non-air entrained roller compacted concrete pavement containing coal waste ash in presence of de-icing salts”, Cold Regions Science and Technology, 2017, 137, 48-59.
Shuler S, “Manual for emulsion-based chip seals for pavement preservation (Vol. 680)”, Transportation Research Board, 2011, p1-111.
Vaitkus A, Vorobjovas V, Tuminienė F, Gražulytė J, Čygas D, “Soft Asphalt and Double Otta Seal-Self-Healing Sustainable Techniques for Low-Volume Gravel Road Rehabilitation”, Sustainability, 2018, 10 (195), 1-11.
Wasiuddin NM, Marshall A, Saltibus NE, Saber A, Abadie, C, Mohammad LN, “Use of sweep test for emulsion and hot asphalt chip seals: Laboratory and field evaluation”, Journal of Testing and Evaluation, 2013, 41 (2), 289-298.
Wilson WR, “Polymer modified cement adhesive for providing high friction surfacing”, U.S. Patent Application 15/605, 2013, 684, 1-2.
You L, You Z, Dai Q, Xie X, Washko S, GAO J, “Investigation of adhesion and interface bond strength for pavements underlying chip-seal: Effect of asphalt-aggregate combinations and freeze-thaw cycles on chip-seal”, Construction and Building Materials, 2019, 203, 322-330.
Yuan J, Xu S, Hou X, Xiao F, Jiang C, Luo, Y, “Functional Layer Designation of Combined Chip Seal and Slurry Seal in Airport Pavement”, Journal of Testing and Evaluation, 2018, 46 (3), 956-966.