تاثیر جنس سنگ‌های کربناته بر خستگی مخلوط های آسفالتی در سنگ-های کربناته زون البرز مرکزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی مهندسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس تهران

2 گروه زمین شناسی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم، گروهزمین شناسی

4 تربیت مدرس

چکیده

زون البرز مرکزی دربرگیرنده صنایع مختلف و جمعیت بالای متمرکز (حدود یک‌چهارم جمعیت کشور) می‌باشد که شناخت منابع موردنیاز جهت تامین منابع و ایجاد زیرساخت‌های لازم برای این جمعیت کثیر ضروری است. یکی از مصالح عمده در زون البرز مرکزی وجود گستره متنوعی از سنگ‌های کربناته (سازندهای الیکا، لار، دلیچای، تیزکوه، زیارت و کند) می‌‌باشد، از این رو شناخت ویژگی‌های این سنگ‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف مطالعه حاضر بررسی خصوصیات مهندسی شش سازند کربناته زون البرز مرکزی و رده‌بندی سنگ‌های کربناته بر مبنای جنس آن‌ها و بر اساس عملکرد آن‌ها در مخلوط-های آسفالتی می‌باشد. از این روی با نمونه‌گیری از این سازندها و انجام آزمایش‌های مختلف، سازندهای مورد مطالعه رده‌بندی شده و در ارزیابی عملکرد مخلوط‌های آسفالتی مورد استفاده قرار گرفته است. سازندهای انتخابی شامل الیکا، دلیچای، لار، تیزکوه، زیارت و کند می‌باشد. سنگ‌های کربناته مورد مطالعه بر اساس سنگ‌شناسی و عملکرد مخلوط‌های آسفالتی آن‌ها در آزمایش‌ خستگی و ترک‌خوردگی رده‌بندی شدند. این رده‌بندی به ترتیب از بهترین عملکرد به سمت ضعیف‌ترین عملکرد شامل میکرایت (سازند الیکا)، بایوکلاست گرینستون (سازند کند)، بایوکلاست پکستون (سازند دلیچای)، بیوکلاست پکستون (تیزکوه)، پکستون-وکستون (سازند زیارت) و دولومیت (سازند لار) می‌باشند. به طور کلی سنگ‌های آهکی عملکرد بهتری از سنگ دولومیتی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of rock carbonate types on fatique performance of asphalt mixtures in carbonate rocks of the central Alborz zone

نویسندگان [English]

  • Erfan Sadeghi 1
  • Mohammadreza Nikudel 2
  • Mashalah Khamechiyan 3
  • Amir Kavussi 4
1 Engineering geology, Basic science, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Engineering geology department, Tarbiat Modares university
3 .
4 .
چکیده [English]

Central Alborz Zone (CAZ) comprises a range of industries and a high concentration population (about one-fourth of the country's population), essential to provide material resources and create the necessary infrastructure for this massive population. The CAZ has a large variety of rock formations and facies, which causes extensive expansion in rock materials and resources. One of the major materials in the CAZ is the existence of a wide variety of carbonate rocks (Elika, Dalichai, Lar, Tizkuh, Ziarat, and Kond formations). This study aims to investigate the geological and engineering geological characteristics of six carbonate formations in the CAZ and to classify carbonate rocks based on their material and their performance in asphalt mixtures. Therefore, by sampling these formations and performing various lithological and engineering geological experiments, six studied formations have been classified, and have been used to evaluate their performance in asphalt mixtures. Selected formations include Elika, Dalichai, Lar, Tizkuh, Ziarat, and Kond. The studied carbonate rocks were classified based on the lithology and performance of their asphalt mixtures in fatigue and cracking test. This classification includes the best performance to the weakest performance, respectively, including Mudstone (Elika Formation), Bioclast Grainstone (Kond Formation), Bioclast Packstone (Dalichai Formation), Bioclast Packstone (Tizkuh), Packstone-wackestone (Ziarat Formation) and Dolostone (Lar Formation).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Central Alborz zone
  • Carbonate rocks
  • Fatigue
  • SCB
  • Cracking

مراجع

آیین نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران (نشریه  234)، 1390، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، تجدید نظر اول.
AASHTO TP 124-20 (2020) Provisional Standard Method of Test for Determining the Fracture Potential of Asphalt Mixtures Using Semicircular Bend Geometry (SCB) at Intermediate Temperature, American Association of State and Highway Transportation Officials.
Arabani, M., Ferdowsi, B. 2009. Evaluating the semi-circular bending test for HMA mixtures. International Journal of Engineering, 22(1): 47-58.
ASTM C127-15 (2015) Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM C128-15 (2015) Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Fine Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM(American society for testing and materials), 2017. Standard Test Method for Density of Hydraulic Cement, ASTM International, West Conshohocken, PA, C188-17.
ASTM(American society for testing and materials), 2019. Standard Test Method for Flat Particles, Elongated Particles, or Flat and Elongated Particles in Coarse Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA, D4791-19.
Behbahani, H., MohammadAliha, M.R., Fazaeli, H., Rezaifar, M.H. 2013. Effect of characteristic specifications on fracture toughness of asphalt concrete materials. In: Proceedings of the 13th International Conference on fracture, China, Beijing, 16-21.
Biligiri, K. P., Said, S., Hakim, H. 2012. Asphalt mixtures’ crack propagation assessment using semi-circular bending tests. International Journal of Pavement Research and Technology, 5(4), 209-217.
Birgisson, B., Roque, R., Page, G.C. 2003. Evaluation of Water Damage Using Hot Mix Asphalt Fracture Mechanics. Proc. AAPT
Chong, K.P., Kuruppu, M.D. 1984. New specimen for fracture toughness determination for rock and other materials. International Journal of Fracture, 26, 59-62.
Cong, L., Peng, J., Guo, Z., Wang, Q. 2017. “Evaluation of fatigue cracking in asphalt mixtures based on surface energy”, Journal of Materials in Civil Engineering, 29(3), D4015003.
Curtis, C.W., Ensley, K., Epps, J. 1993. Fundamental properties of asphalt aggregate interactions including adhesion and absorption. National Research Council. Strategic Highway Research Program.
Elseifi, M.A., Mohammad, L.N., Ying, H., Cooper III, S. 2012. Modeling and evaluation of the cracking resistance of asphalt mixtures using the semi-circular bending test at intermediate temperatures. Road Materials and Pavement Design, 13:sup1, 124-139.
Fan, S., Wang, H., Zhu, H., Sun, W. 2018. Evaluation of Self-Healing Performance of Asphalt Concrete for Low-Temperature Fracture Using Semicircular Bending Test, J. Mater. Civ. Eng. 30 (9).
Ferjani, A., Carter, A., Vaillancourt, M., Dardeau, A., Gandi, A. 2019. Effect of cement content on cracking resistance of full-depth reclamation materials using the semicircular bending test, Adv. Civ. Eng. Mater. 8 (1), 411–422.
Ghuzlan, K.A. 2001. Fatigue damage analysis in asphalt concrete mixtures based upon dissipated energy concepts. Doctoral dissertation, University of Illinois at Urbana- Champaign.
Kavussi, A., Naderi, B. 2020. Application of SCB Test and Surface Free Energy Method in Evaluating Crack Resistance of SBS Modified Asphalt Mixes, Civil Engineering Infrastructures Journal, 53(1), 103 – 114.
Lee, D.Y., Guinn, J.A., Khandhal, P.S., Dunning, R.L. 1990. Absorption of asphalt into porous aggregates. Strategic Highway Research Program (SHRP) Rep. No. SHRP-A/UIR-90-009, National Research Council, Washington, DC.
Lue, R., Lytton, R.L., 2013. Selective Absorption of Asphalt Binder by Limestone Aggregates in Asphalt Mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, 25 (2), 219-226.
Mohammad Aliha, M.R., Behbahani, H., Fazaeli, H., Rezaifar, M.H. 2014. Study of characteristic specification on mixed mode fracture toughness of asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 54:623-635.
Pirmohammad, S., Ayatollahi, M. R. 2015. Asphalt concrete resistance against fracture at low temperatures under different modes of loading. Cold Regions Science and Technology, 110, 149-159.
Saadeh, S., Eljairi, O. 2018. Comparison of Fracture Properties of Asphalt Concrete in Semicircular Bend Test Using Noncontact Camera and Crosshead Movement, J. Mater. Civ. Eng. 30 (6).
Sadeghi, E., Nikudel, M.R., Khamehchiyan, M., Kavussi, A. 2022. Evaluation of different types of carbonate aggregate performance in asphalt mixtures. Bull Eng Geol Environ 81, 329. https://doi.org/10.1007/s10064-022-02815-8
Taherkhani, H. 2016. Investigation of asphalt concrete containing glass fibers and nanoclay, Journal of Civil Engineering Infrastructures, 49(1), 45-58.
Tan, Y. Guo, M. 2013. Using surface free energy method to study the cohesion and adhesion of asphalt mastic, Construction and Building Materials, 47, 254-260.
Wang, H., Zhang, C., Yang, L., and You, Z. 2013. Study on the rubber-modified asphalt mixtures’ cracking propagation using the extended finite element method. Construction and Building Materials, 47, 223-230.
Xiaoge, T., Zhang, R., Yang, Z., Chu, Y., Zhen, S., Xv, Y. 2018. Simulation of Bending Fracture Process of Asphalt Mixture Semicircular Specimen with Extended Finite Element Method, Adv. Mater. Sci. Eng. 1–8.
Zhang, J., Sakhaeifar, M., Little, D.N., Bhasin, A., Kim, Y.-R. 2018. Characterization of Crack Growth Rate of Sulfur-Extended Asphalt Mixtures Using Cyclic Semicircular Bending Test, J. Mater. Civ. Eng. 30 (12).

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری: 01 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش: 30 اردیبهشت 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار