ارزيابي مقاومت شيارافتادگي مخلوط‌هاي آسفالتي گرم با مصالح سنگي درشت‌دانه

Rutting Resistance Evaluation of Large Stone Asphalt Mixtures

شيارافتادگي روسازي‌هاي آسفالتي با افزايش تردد وسايل نقليه سنگين به ويژه در ناحيه‌هاي گرمسير، مشكلات زيادي ايجاد مي‌كند. مخلوط‌هاي آسفالتي گرم با مصالح سنگي درشت (Large Stone Asphalt Mix (LSAM)) نسبت به مخلوط‌هاي معمول(سنتي)، سختي، مقاومت برشي و در نتيجه در برابر شيارافتادگي، مقاومت بيشتري دارند. بنابراين استفاده از اين مخلوط‌ها در لايه‌هاي ضخيم روسازي‌هاي آسفالتي ناحيه‌هاي گرم مي‌تواند به عنوان يك گزينه مناسب طرح اختلاط، درنظر گرفته شود. مخلوط آسفالتي با مصالح سنگي درشت، مخلوطي است كه بيشترين اندازه اسمي مصالح سنگي آن 63- 25 ميليمتر باشد. براي طرح اختلاط اين مخلوط‌ها روش اصلاح‌شده طرح اختلاط مارشال، بنابه استاندارد ASTM-D5581 به كار مي‌رود. در اين پژوهش آزمايشگاهي تلاش شده كه مقاومت شيارافتادگي مخلوط‌هاي آسفالتي با مصالح سنگي درشت مورد ارزيابي قرار بگيرد و با مخلوط‌هاي آسفالتي معمول مقايسه شود. براي اين هدف، چهار گونه مخلوط آسفالتي گرم با مصالح سنگي درشت با دانه‌بندي‌هاي متفاوت و يك گونه مخلوط آسفالتي معمول، طراحي شد. سپس نمونه‌هاي شيارافتادگي براي هر يك از مخلوط‌هاي آسفالتي با مصالح سنگي درشت با چهار مقدار متفاوت قير و نيز براي مخلوط معمول با مقدار قير بهينه تهيه شدند و با استفاده از دستگاه شيارافتادگي ويل‌تراك با 12000 سيكل رفت و برگشتي چرخ بارگذاري و در دماي 60 درجه سانتيگراد مقدار عمق شيارافتادگي آن‌ها تعيين گرديد. داده‌هاي حاصل از آزمايش‌هاي طرح اختلاط و شيارافتادگي با كمك نرم‌افزار SPSS Ver.11.5 تحليل شدند و به اين ترتيب، اثر عامل‌هاي گوناگوني مانند درصد قير، درصد فضاي خالي مخلوط آسفالتي و گونه دانه‌بندي بر روي مقاومت شيارافتادگي مخلوط‌هاي آسفالتي گرم با مصالح سنگي درشت، مورد بررسي قرار گرفت. در پايان نيز براي تخمين مقدار عمق شيارافتادگي مخلوط‌هاي آسفالتي گرم با مصالح سنگي درشت، يك الگوي رياضي ارايه شد.

Rutting of hot mix asphalt pavements due to increased number of heavy vehicles, especially in tropical regions, causes several performance problems. Large Stone Asphalt mixtures have more stiffness and shear resistance and so more rutting resistance compared to conventional mixtures. Hence, using these mixtures in thick layers of hot mix asphalt pavements at tropical regions could be an appropriate option for asphalt mix design. Large Stone Asphalt Mix (LSAM) is a mixture with the nominal maximum aggregate size between 25 and 63 mm. Modified Marshall mix design method according to ASTM-D5581 is used to design these mixtures. In this laboratory research, the rutting resistance of LSAM mixtures is evaluated and compared to conventional HMA mixtures. Large Stone Asphalt mixtures were designed with four different aggregate gradations as well as a conventional dense graded mixture. Rutting test specimens prepared at four different asphalt contents for Large Stone Asphalt mixtures and at optimum asphalt content for the conventional mixture. The rut depth of specimens at 60°C determined using Hamburg wheel tracking device after 12000 loading cycles. The data obtained from mix design and rutting tests analyzed using SPSS statistic software and the effects of various parameters such as asphalt content, air voids of compacted asphalt mixture and gradation on the rutting resistance of Large Stone Asphalt mixtures were evaluated. At the end, a mathematical model presented for predicting the rut depth of Large Stone Asphalt mixtures.