ارزیابی تأثیر نوع سرباره بر خصوصیات خستگی مخلوطهای آسفالتی

سنگ سرباره به عنوان محصول جنبی تولید شده در کارخانه های ذوب آهن و فولاد سازی، از جمله مصالحی است که می توان آن را در لایه های روسازی مورد استفاده قرار داد. تحقیقات گذشته نشان داده است که استفاده از سرباره در روسازی های آسفالتی نقش مثبتی در عملکرد این روسازی ها داشته و کاهش مشکلات زیست محیطی را نیز به همراه دارد. با این وجود تحقیقات جامعی که بطور دقیق و همه جانبه به بررسی موضوع خستگی مخلوط های حاوی سرباره پرداخته باشد، کمتر انجام شده و نیاز به تحقیقی جامع در این خصوص به است. در این رساله، رفتار خستگی مخلوط های آسفالتی حاوی دو نوع سرباره کوره قوس الکتریک و کوره اکسیژنی که جایگزین بخشی از مصالح سنگی آهکی شده مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی عملکرد دراز مدت مخلوط آسفالتی حاوی سرباره، پیرشدگی دراز مدت روی نمونه ها اعمال شد. با استفاده از آزمایش های مقاومت کششی غیرمستقیم، مدول برجهندگی و تعیین عمرخستگی، خصوصیات مکانیکی این مخلوط ها ارزیابی شد. با بررسی نتایج و تحلیل های آماری آن ها، تأثیر نقش هر دو نوع سرباره بر خصوصیات حاصل از آزمایش های فوق مورد تحلیل جامع قرارگرفت. از این تحلیل، مدلی جامع برای پیش بینی عمرخستگی که در برگیرنده پارامترهای تأثیر گذار در هر دو حالت تنش ثابت و کرنش ثابت و همچنین در دو وضعیت پیرشده و پیرنشده باشد، ارائه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که جایگزینی مصالح سنگی با هر دو نوع سرباره منجر به افزایش مدول برجهندگی به میزان حدود 20 درصد و افزایش مقاومت کششی و مقاومت چقرمگی (toughness) نمونه های آسفالتی به مقدار حدود 30 درصد می شود؛ هرچند این افزایش در مورد نمونه های حاوی درصدهای بیشتر سرباره بیشتر است. نتایج آزمایش خستگی نشان داد که عمرخستگی مخلوط های حاوی سرباره تا حدود 2 برابر در مقایسه با نمونه شاهد افزایش یافت. بررسی پیرشدگی درازمدت آزمایشگاهی نمونه ها نشان داد که سرباره می تواند باعث کاهش حساسیت مخلوط آسفالتی در برابر پیرشدگی گردد؛ که این موضوع با انجام آزمایش های مدول برجهندگی و خستگی مورد تأیید قرارگرفت. مقایسه دو نوع سرباره مورد استفاده نیز نشان داد که استفاده از سرباره کوره قوس الکتریک (در مقایسه با سرباره کوره اکسیژنی) در افزایش عمرخستگی نمونه ها موثرتر است؛ ضمن آن که درصد قیر بهینه مخلوط نیز کمتر می شود. از نتایج آزمایش ها، درصد بهینه استفاده از هر دو نوع سرباره در محدوده 50 تا 75% درشت دانه مخلوط پیشنهاد گردید.