بررسي مقاومت شكست روسازي بتن غلتكي تقويت شده با الياف مصنوعي

Investigation of fracture resistance of roller compacted concrete pavement modified with synthetic fibers

روسازي هاي بتن غلتكي، زير مجموعه اي از روسازي هاي صلب هستند. از مهم ترين ويژگي هاي اين روسازي ها مي توان به كسب مقاومت بالا در سنين پايين، سرعت اجراي زياد و هزينه ي ساخت كم اشاره كرد. يكي از نقاط ضعف اين نوع بتن، عدم امكان استفاده از آرماتور به عنوان مسلح كننده در آن ها مي باشد. اين ضعف منجر به شكل پذيري و مقاومت خمشي پايين اين روسازي ها مي گردد. تا به حال محققين راه حل هاي مختلفي را براي بر طرف كردن اين نواقص ارايه كرده اند كه از آن جمله استفاده از الياف است. بنابراين هدف اصلي از اين پژوهش بررسي تاثير الياف پلي اولفين- آراميد بر مقاومت شكست بتن غلتكي در مودهاي مختلف بارگذاري (مودهاي كشش خالص، برش خالص و مودهاي تركيبي) مي باشد. بدين منظور با استفاده از اصول مكانيك شكست الاستيك خطي به بررسي مقاومت شكست بتن غلتكي حاوي الياف پلي اولفين- آراميد به طول 20 ميليمتر به درصدهاي 0/1، 0/3 و 0/5 (درصد وزن بتن غلتكي) پرداخته شده است. نتايج نشان مي دهد با انتقال از مود كشش خالص به برش خالص، مقاومت شكست بتن غلتكي حاوي الياف و بدون الياف كاهش مي يابد. يعني بيشترين مقدار مقاومت شكست در مود كشش خالص (I) و كمترين مقدار در برش خالص (II) اتفاق مي افتد. همچنين مقدار بهينه الياف بدست آمده براي بهترين حالت مقاومت شكست بتن غلتكي در مودهاي مختلف بارگذاري 0.3 درصد كل وزن بتن غلتكي است.

Due to the sudden increase in the price of binder in recent years and the cracking of asphalt pavements, especially in cold areas, major problems with the implementation and operation of asphalt pavement in some parts of the country can be solved with the use of roller compacted concrete pavements. Therefore, the main objective of this research is to investigate the effect of synthetic fibers on fracture resistance of roller compacted concrete pavement in different loading modes (pure mode I, pure mode II and mixed mode). For this purpose, fracture toughness of roller compacted concretes containing 0.1, 0.2 and 0.3% of a synthetic fiber named Forta was evaluated using linear elastic fracture mechanics. The results show that the effects of the fiber percentages on the mixed mode fracture toughness is very significant and adding this fiber more than 0.3% by weight of the mixture does not lead to a significant improvement of the fracture resistance. Also, by transferring from the pure mode I to pure mode II, the resistance of roller compacted concrete pavement modified with synthetic and without fibers is reduced.