بررسي اثر مشخصات بارگذاري بر مدول برجهندگي مخلوط هاي آسفالتي

Investigation of Loading Characteristics Influence on Resilient Modulus of Asphalt Mixtures

يكي از پارامترهاي كليدي در طرح روسازي هاي آسفالتي مدول برجهندگي است. براي تعيين مدول برجهندگي روش هاي آزمايش استانداردي ارايه شده است كه شامل اعمال بارگذاري نيم سينوسي نمونه ها در دماهاي متفاوت و با زمان بارگذاري 1/0 ثانيه و دوره استراحت 9/0 ثانيه است. با توجه به طبيعت ويسكوالاستيك مخلوط هاي آسفالتي و تاثير مقدار زمان اعمال بارگذاري، مقدار زمان استراحت و شكل پالس بار اعمالي بر مدول ارتجاعي مصالح آسفالتي، در اين مقاله تاثير زمان بارگذاري، دوره استراحت و شكل پالس بارگذاري بر مدول برجهندگي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين در صورت امكان استفاده از دوره هاي استراحت كوچك تر، زمان انجام آزمايش مدول برجهندگي كاهش مي يابد. براي اين منظور، آزمايش مدول برجهندگي به روش كشش غيرمستقيم (IDT ) روي نمونه هاي مخلوط آسفالتي تهيه شده با قير اصلاح نشده و قير اصلاحي با پليمر SBS، با فرض اعمال بارگذاري نيم سينوسي و مربعي در دماهاي 5، 25 و 40 درجه سانتي گراد و زمان هاي بارگذاري و استراحت متفاوت صورت گرفته است. سپس به كمك تحليل رگرسيون، مدل هايي جهت پيش بيني مدول برجهندگي ارايه شد. با مقايسه ي نتايج آزمايشگاهي مشخص شد كه بيشترين اثرات افزايشي روي مدول برجهندگي به ترتيب مربوط به كاهش دما، افزودن پليمر SBS، كاهش زمان بارگذاري و كاهش نسبت زمان استراحت به زمان بارگذاري است. بيشترين اثرات كاهشي نيز به ترتيب مربوط به افزايش دما، تغيير شكل پالس به مربعي و افزايش زمان بارگذاري است.

One of the key parameters to design flexible pavements is the resilient modulus of HMA. For determining the resilient modulus of asphalt concrete, commonly the indirect tension test has been used which includes loading the sample with a haversine pulse with duration of 0.1s and a rest period of 0.9 seconds at different temperatures. Due to the viscoelastic nature of asphalt mixes and the influence of loading time, rest period and loading waveform on the resilient modulus of HMA, this paper deals with the effect of loading time, rest period and loading waveform on the resilient modulus of HMA. To reach this end, the resilient modulus test using the indirect tension test method was carried out on the asphalt mix specimens prepared with both unmodified and SBS-modified bitumen. Then, the resilient modulus of specimens were determined using haversine and square loading at three different temperatures of 5, 25 and 40°C by varying the duration and rest period of applied load and results are compared to each other. Some models have been presented to predict the resilient modulus of HMA by regression analysis. According to the experimental results, the most significant factors to enhance the resilient modulus of HMA were the reduction of temperature, increase of loading time and SBS content in asphalt mixture, and finally the reduction of the rest period to loading time ratio. The most important factors to decrease the resilient modulus of HMA were increase of temperature; change the haversine waveform to square waveform, and increase of loading time.