王牌 土木工程的发展 1687 - 8094 1687 - 8086 Hindawi出版公司 10.1155 / 2015/795903 795903年 研究文章 评估热拌沥青用铁丝羊毛纤维的力学性能 Bdour 艾哈迈德·N。 1 Khalayleh · 1 al omari Aslam。 2 Amirkhanian Serji N。 1 土木工程部门 工程学院 哈桑王族的大学 Zarqa 13115 约旦 hu.edu.jo 2 土木工程部门 工程学院 约旦大学的科学和技术 马林22110 约旦 just.edu.jo 2015年 19 5 2015年 2015年 04 03 2015年 20. 04 2015年 04 05年 2015年 19 5 2015年 2015年 版权©2015艾哈迈德·n·Bdour et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

探讨钢丝绒的潜在应用在热沥青混合料的改性(协会)。钢丝绒材料广泛使用在当地市场线羊毛产业的副产品和废物从房屋。本研究的目的,钢丝绒被切成小块,这样就可以将放置在沥青混合。将不同比例的钢丝绒与热沥青混合料(0.0%,0.25%,0.5%)的沥青粘结剂的总重量。各种实验测试是用来评估修改的有效性结合钢丝绒与热沥青混合,即马歇尔稳定、间接抗拉强度(它),动态蠕变、疲劳和车辙试验。测试结果证明,添加钢丝绒沥青混凝土混合料的抗拉强度增加。然而,由于增加比例的钢丝绒发情的增加。因此,混合含有羊毛线可用于车辙的地方不是预期的主要困境的类型。

 1。介绍

沥青混凝土混合吸引了很多研究人员和工程师试图改善他们的动态属性由于交通量的增长,交通荷载和轮胎压力,和严酷的环境下沥青路面(最终增加了压力 1- - - - - - 4]。

巨大的交通荷载和严酷的环境下是两个关键参数影响机械协会和动态性能的路面。裂缝和恶化的早期迹象显示在人行道上,这些参数的主要后果。通常,当地路面温度在冬季−7°C之间,在夏天期间48°C。此外,时间温度波动(每日和季节性)和交通量的快速增长和加载协会路面施加更多压力。因此,有一个伟大的需要修改和完善协会和减少应力开裂和永久变形发生在低和高的温度范围内,分别。

修改的沥青粘结剂的主要方法是提高沥青路面的性能。许多研究人员已经进行调查改善和提升协会的性质和 5]。相反,其他研究人员已经研究了改善协会的性质和利用回收纤维和聚合物等添加剂。严格的文献综述表明,该领域的研究人员的增加利益的协会和增强是由于很多原因,如(一)路面困苦和早期裂缝,导致从日益增长的交通量,负载,和轮胎压力,(b)经济方面与康复和更换路面恶化特别炼油厂的政策支持生产光燃料代替沥青,(c)公路建设新趋势与薄路面厚度和不同的维护程序,(d)的副产品废料鼓励科学家和环保主义者利用它们在不同的环境友好的方式来减少他们的风险,以及(e)持续温度波动导致痛苦的路面和产生永久变形( 3]。

研究人员到安全的漠视的日珥的副产品废物,通过融合他们担任协会添加剂改善动态和机械路面或绑定的属性( 6]。它说明文献中使用的添加剂废物协会的粘结剂改善了修复和补救等许多特性对结构带来的困苦或表面缺陷和热疲劳开裂。

许多研究人员( 2, 6- - - - - - 9]建议修改协会粘结剂应符合下列条件:(一)动态性能改善高温值来获得更好的抗车辙和推搡等结构性缺陷;(b)在低温下,绑定应该实现低刚度值抵抗热疲劳开裂;(c)与低刚度值绑定在高温下会促进可加工性(泵、混合和压实)协会混合的过程;和(d)剥离抵抗增加改善协会之间的附着力属性混合的成分(骨料和粘结剂)。

先前的研究添加剂对协会的行为的影响( 2, 10- - - - - - 12]说明纤维废料的使用积极增强沥青路面性能如马歇尔稳定度、抗裂性、抗拉强度,抗永久变形。此外,提高路面使用寿命,降低维护成本,并最终有助于创建一个新的有价值的市场管理浪费纤维。

本研究引入了一个新的纤维废料,从未与沥青混合相结合。线毛细金属丝的名字是捆绑在一起,形成一个集群的磨料,锋利的金属条。聚集在一张金属条,折叠,变成垫很容易拿在手里。这些钢丝绒垫用于各种各样的目的,但主要用于清洁的能力和减少通过油脂和污垢。这次调查进行评估机械和动态属性与钢丝绒协会粘合剂。修改效率评估的准备热混合沥青的性能的改善。这项研究进行了评估的性能钢丝绒修改协会通过标准实验室程序和确定最佳混合比例的钢丝绒和沥青应该添加的内容。

钢丝绒是钢铁生产的副产品具有一些特性增强特征。这项研究表明钢丝绒减少裂缝通过增加协会的抗拉强度,尽管事实钢丝绒所需的最佳沥青含量增加,因为增加的表面积。

 2。实验程序

一个原理图的实验项目进行的这项研究显示在图 1。实验分为四个阶段。第一阶段涉及收集和描述钢丝绒的骨料和沥青和准备所需的大小。沥青样本收集从本地沥青水泥产量炼油厂。

实验程序的流程图。

表 1显示了物理性能的沥青水泥混合使用。性能评估根据AASHTO规格60/70渗透沥青。本研究中使用的骨料压碎灰岩及其等级是按照当地政府标准负责道路建设和维护(图 2)。公共权力建议使用分级为交通拥挤磨损过程而设计的。这里的钢丝绒利用可以承受高达170°C。这是切成小块的长度等于骨料的最大大小(3/4英寸),以便它可以被放置在沥青混合料。这个实验中使用的钢丝绒的分析提出了表 2。

使用沥青水泥的物理性能。

财产 价值 AASHTO规格60/70渗透沥青
最低 最大
渗透(0.1毫米) 66年 60 70年
闪点(°C) 320年 232年 - - - - - -
延性25°C(厘米) 134年 One hundred. - - - - - -
比重在25°C 1.032 1.01 1.06
软化点(°C) 53 48 56
原始的渗透的残渣(%) 66年 54 - - - - - -
减肥加热(%) 0.58 0.8

用钢丝绒的物理分析。

财产 价值
材料 不锈钢
颜色 灰色的
长度 3/4英寸(骨料的最大大小)
厚度 0.0046毫米
宽度 0.438毫米

部门指定的公共工程和住房等级限制和分级使用。

第二阶段涉及使用混合的设计过程(ASTM D1559)设定的公共权威。最佳沥青含量(OAC)评估使用4样本。混合样本与三线羊毛百分比(0%,0.25%,0.5%)和空隙率设置为4%。结果表明,相应的OAC值分别为5.13%,5.41%,和5.69%(重量),分别。增加OAC线墙内容的增加是由于增加骨料和添加剂的表面积。

为每个计算最佳沥青含量、属性等协会和马歇尔稳定度、含气率、骨料的孔隙比和孔隙充满了粘结剂进行验证,他们的范围是在设定的规范地方政府机关交通拥挤负载磨损过程。为此,36协会样品各种线羊毛混合比例是准备。

第三阶段评估涉及添加剂的有效性通过观察改进的马歇尔稳定度、间接抗拉强度(它),车辙、疲劳和蠕变的准备样品。

第四阶段集中选择最优比例的钢丝绒的内容。

 3所示。结果与讨论

分类实验根据AASHTO M 20使用沥青水泥进行了规范。表 1显示的结果进行实验。结果显示,使用沥青可分为等级60/70渗透沥青。几种类型的钢丝绒进行评估选择的类型可以承受高温,可以适当减少混合沥青混合形成的肿块。选择钢丝绒的属性如表所示 2。

3.1。马歇尔稳定度试验结果(ASTM D1559)

在该测试中,依照ASTM D1559实验程序进行。为每个线羊毛混合比6协会混合样品准备和沉浸在水浴60°C。然后三个样本检测马歇尔稳定浸泡30分钟后,其余三个样本测试24小时后。结果如表所示 3。

钢丝绒除了对马歇尔稳定度的影响。

%钢丝绒 马歇尔稳定30分钟后浸(KN) 马歇尔稳定后24小时浸泡(KN) 马歇尔稳定度的平均损失(%)
样本数量 稳定 平均 样本数量 稳定 平均
0% 123 11.215.19.5 11.93 101112 9.89.710.0 9.83 17.60%
0.25% 456 10.010.57.9 9.47 131415 21.016.513.2 16.90 10.18%
0.5% 789 7.57.59.0 8.00 161718 7.18.28.4 7.90 1.25%

马歇尔稳定度试验结果证明了样本有0%丝羊毛混合比和30分钟浸泡时间马歇尔稳定值最高,其次是0.25%和0.5%羊毛线。然而,从结果可以发现,获得的价值之间的区别不是非常高。因此,可以得出结论,稳定可能不被认为是一个现实的选择一个不同的测试。

表 3还表明,马歇尔稳定度下降的平均损失时,线毛比例增加。平均损失的价值添加钢丝绒之后马歇尔稳定在0.5%控制混合,相比下降了16.65%和0.25%羊毛线控制混合相比下降了7.72%。这可能是相关的额外添加量的沥青水泥由于附加的钢丝绒。

 3.2。水敏感性测试(ASTM D 4867 - 09年)

实验过程进行了按照ASTM D 4867 - 09年测试程序。水敏感性试验进行调查的影响线毛除了在分段阻力(水敏感性)协会将通过测量损失的间接抗拉强度(其)中浸泡24小时后水浴60°C。结果,见表 4,表明增加线羊毛混合比会降低抗拉强度的平均价值损失,因为水的破坏。样本有0.5%的羊毛线提高了最高损失15.9%的价值。因此,添加钢丝绒减少了损失的间接抗拉强度(它的),可以主要归因于沥青含量的增加,钢丝绒线的存在。

钢丝绒除了对间接抗拉强度的影响(它)。

%钢丝绒 ITS-nonconditioned (KPa) ITS-after调节(KPa) 平均损失(%)
样本数量 它的价值 平均 样本数量 它的价值 平均
0.0% 1 1171.9 1143.4 10 722.3 866.0 24.3
2 1141.9 11 877.0
3 1116.4 12 998.9
0.25% 4 1088.8 1047.2 13 785.9 841.3 19.7
5 991.7 14 844.9
6 1061.1 15 893.2
0.50% 7 1035.7 1005.7 16 827.9 846.1 15.9
8 975.8 17 923.0
9 1005.7 18 787.5
3.3。动态蠕变试验

这个测试是由应用重复脉冲单轴压力对协会的标本。线性可变差动传感器(线性)安装测量产生的变形沿加载方向相同( 13- - - - - - 15]。应用脉冲半正矢脉冲式单轴压力是其中的一个反馈。所使用的脉冲压力是207 kPa,接触应力是9 kPa。这些值是选择不允许垂直加载轴升空试样在休息期间。脉冲宽度的时间是100毫秒,900毫秒的时间差距之前下一个脉冲的应用。执行的测试是在25°C。两个热电偶用于测量样品的皮肤和核心温度在测试期间。这些热电偶是位于虚拟标本和附近的标本在测试。

实验过程是持续到最大轴向应变极限的价值达到10000微应变,或10000周期,哪个先发生。为了测量动态属性,三个样本的100×70毫米空隙率4%(从每个钢丝绒百分比)测试和动态属性,如弹性模量、蠕变刚度、累积永久和弹性菌株在失败,和永久和弹性变形测量和报告在表 5。

增加导线的影响羊毛的蠕变特性。

财产 钢丝绒百分比
0.0% 0.25% 0.50%
核心温度(°C) 23.38 23.68 24.05
接触应力(KPa) 9 9 9
偏应力(KPa) 207年 207年 207年
动态负载(KN) 1.641 1.506 1.594
永久变形(毫米) 0.445 0.844 0.151
弹性变形(毫米) 0.031 0.0354 0.044
累积应变(%) 0.445 0.844 0.151
弹性应变(%) 0.031 0.036 0.044
弹性模量(MPa) 1051.99 559.183 465.708
蠕变模量(MPa) 41.68 23.665 135.411

结果轴向累积永久变形之间的关系和数量的周期图所示 3各种测试组(即。,0.0%,0.25%,and 0.5% wire wool). Samples with 0.5% wire wool mix ratio showed the best results over other HMA mix ratios, followed by 0.0% and 0.25% wire wool, respectively. This can be explained based on the nature of the wire wool bonding and fiber properties, which ultimately improved creep resistance of the HMA mixes. On the contrary, samples with 0.25% wire wool mixing ratio have decreased the quantity of improvement of the creep resistance compared to the control mix, because, during testing, it was noticed that lumps of wire wool are formed in the samples due to improper mixing, so wire wool was not distributed evenly in the sample.

对不同的协会和蠕变行为的结果。

 3.4。疲劳性能

协会标本不同丝羊毛混合比率都是测试完全通过应用重复脉冲单轴加载测量载荷循环数需要在失败。九个标本制作和各种初始拉伸应变水平(至少三个层次)设置在实验失败获得更大范围的循环。图 4显示与回归结果行表示样本的均值在每个应变水平。正常之间的线性关系是描述和数量的应用负载重复(疲劳寿命周期)对数刻度。

对不同的协会和疲劳行为的结果。

疲劳试验结果表明,协会标本0.5%丝羊毛混合水平的显著提高疲劳寿命,其次是丝棉比例的0.25%和0%。因此,钢丝绒纤维提高了疲劳寿命大幅协会混合由于其焊接性能。

 3.5。永久变形

这个测试是使用两个垂直线性执行。竖向永久变形是同时记录疲劳实验运行时。永久变形试验的测试结果如图所示 5。分析证明,协会通过样本三个杰出的阶段,即致密化,稳定状态和失败。

对不同的协会和永久变形行为的结果。

图 5显示了一个比较不同的混合样本永久变形试验条件下的性能。控制混合0%羊毛线得到了最佳性能,其次是0.25%和0.5%羊毛线。这可以解释基于事实,增加钢丝绒增加所需的沥青含量,减少气孔导致增加发情的潜力。

 4所示。结论

本研究提出了当前使用的热沥青混合料之间的比较研究和混合不同比例添加钢丝绒。测量损失的马歇尔稳定度、水敏感性、动态蠕变,发情,进行了疲劳试验,比较,分析。基于执行测试,可以得出以下结论:

包含钢丝绒的混合显示更少的减少损失在马歇尔稳定和间接抗拉强度损失(其)相比,控制混合。这个改进是成比例增加的钢丝绒百分比。

这项研究表明,混合物含有羊毛钢丝的疲劳寿命可能更长比控制混合。

发情的增加将增加比例的钢丝绒。因此,混合含有羊毛线可用于车辙的地方不是预期的主要困境的类型。

目前的研究表明,金属丝羊毛作为添加剂协会有一些优势。同时,线毛也有一些缺点,需要牢记。一个缺点是,羊毛线时容易瓦解加热以及协会。另一个缺点是钢丝绒,是金属在自然界中,暴露于水分时容易生锈。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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