Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mehdi Abtahi Forooshani,Seyedmadi Hejazi
سیدمهدی ابطحی فروشانی (استاد راهنما) سیدمهدی حجازی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Peiman Sattari
پیمان ستاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Analysis of the Effect of Aging on Durability and Creep Behavior of Neat Bitumen by Using Successive Residual Method
Annually a large number of costs are spent for construction, repair and maintenance of flexible pavements across the country. Investigation of durability and behavior of bitumen can play a critical role in increasing lifetime and reducing the cost of repair and maintenance of pavements. In this regard, many studies have been conducted related to bitumen rheological behavior, often using dynamic analysis methods by the dynamic shear rheometer test. In connection with the bitumen durability, extensive research is carried out, in which entirely durability is invetigated through parameters such as weight loss, penetration grade and softening point (penetration index), and moisture susceptibility in an indirect way. In the present study, rheological behavior and durability of neat bitumen was analyzed by using a different method which enables us to define the parameter of durability as lifetime, so that it can be used in the evaluation and even design of flexible pavements. Many factors affect the durability of bitumen; among these factors, temperature and ultraviolet radiation were selected as the dominant factors affecting aging in this study. Neat 60/70 bitumen produced by Jay Sepahan Oil Refinery was naturally aged in two different thicknesses under the effect of these two factors. Then dumbbell-shaped specimens of unaged and aged bitumen were prepared according toASTM D6723. Limited uniaxial tensile test (creep test) was performed on all samples. Cosequently, viscoelastic constants and creep equations were obtained by analyzing the creep test data and by using the successive residual method for unaged and aged bitumen to discover the effect of aging on creep behavior of neat bitumen. Finally, lifetime relationships of neat bitumen were obtained by the creep test data at two temperatures 25°C and 15°C. These relationships coordinate with the durabiltiy general equation form presented by Zhurkov for viscoelastic materials. This study revealed that creep – time equations of neat bitumen follow the Bürgers model. For neat 60/70 bitumen, instantaneous elastic modulus increased both by the decrease in temperature and by the increase in aging, but applied stress approximately has no effect on the instantaneous elastic modulus which verifies the linear behavior of neat bitumen. Furthermore, relaxation time decreased both by the decrease in the temperature and by the increase in aging, and applied stress causes the relaxation time to augment. Key Words: Creep behavior, durability of bitumen, lifetime, limited uniaxial tensile test, successive residual method, elastic modulus, instantaneous relaxation time
سالیانه جهت احداث، تعمیر و نگهداری روسازی راه های آسفالته در سراسرکشور هزینه های بسیاری می شود. بررسی دوام و رفتار قیر می تواند نقش بسزایی در افزایش طول عمر مفید وکاهش هزینه های تعمیر و نگهداری این روسازی ها ایفا کند. در همین راستا، مطالعات فراوانی در ارتباط با رفتار رئولوژیکی قیر انجام گرفته که اغلب با استفاده از روش های تحلیل دینامیکی توسط آزمایش رئومتر برش دینامیکی است. در ارتباط با بحث دوام قیر نیز، پژوهش های گسترده ای صورت پذیرفته که تماماً دوام را به طور غیر مستقیم از طریق پارامترهایی نظیر افت وزنی، درجه نفوذ و نقطه نرمی (شاخص نفوذپذیری) و حساسیت رطوبتی مورد بررسی قرار داده اند. در پژوهش حاضر، رفتار رئولوژیک و دوام قیر خالص با استفاده از روشی متفاوت مورد تحلیل قرار گرفته است که امکان ارائه پارامتر کمی دوام به شکل طول عمر را فراهم می سازد؛ به طوری که می توان از آن در ارزیابی و حتّی طرح روسازی های آسفالته نیز استفاده نمود. عوامل متعددی بر دوام قیر تاثیر گذارند؛ از بین این عوامل، تغییرات دما و تابش نور خورشید (اشعه ماوراء بنفش) به عنوان عوامل غالب تاثیر گذار بر پیرشدگی در این پژوهش انتخاب گردید. قیر خالص 70/?0 تهیه شده از پالایشگاه نفت جی سپاهان اصفهان تحت اثر همین دو عامل در دو ضخامت مختلف به صورت طبیعی پیر گردید. نمونه های دمبلی شکل از قیر خام و قیر پیرشده طبق استاندارد ASTM D6723 تهیه شد. آزمایش کشش تک محوره محدود (آزمایش خزش) بر روی آن ها انجام گرفت. نتیجتاً، با تحلیل داده های آزمون خزش و با استفاده از روش باقی مانده های متوالی ثوابت ویسکوالاستیک و معادلات قابلیت خزشی برای قیر خام و پیرشده ارائه شد تا اثر پیرشدگی بر رفتار خزشی قیر خالص روشن گردد. در نهایت، با استفاده از داده های آزمون خزش روابط طول عمر قیر خالص در دو دمایC°25 و C°15 ارائه گردید. این روابط با شکل کلّی معادله دوام ژورکوف برای مواد ویسکوالاستیک مطابقت دارند. این مطالعه نشان داد که معادلات قابلیت خزشی- زمان قیر خالص از مدل برگرز تبعیت می کنند. برای قیر خالص 70/?0 مدول الاستیک آنی با کاهش دما افزایش یافته، با افزایش میزان پیرشدگی زیاد می شود، امّا تنش اعمالی تقریباً تاثیری بر مدول الاستیک آنی ندارد که این امر مبیّن رفتار خطی قیر خالص است. همچنین، زمان تنش زدایی با کاهش دما کاهش یافته، با افزایش میزان پیرشدگی کم می شود و تنش اعمالی باعث افزایش زمان تنش زدایی می گردد. کلمات کلیدی: رفتار خزشی، دوام قیر، طول عمر، آزمون کشش تک محوره محدود، روش مانده های متوالی، مدول الاستیک آنی، زمان تنش زدایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی