بررسی آزمایشگاهی اثر استفاده از الیاف کربن و نایلون بر عملکرد بتن آسفالتی

مخلوطهای آسفالتی قشر نهایی روسازی های انعطاف پذیر بوده و تحت تاثیر مستقیم آثار مخرب شرایط جوی و تنش های ناشی از بارگذاری ترافیک هستند. بنابراین، استفاده از یک عامل مسلح کننده جهت بهبود مشخصات مکانیکی و عملکردی مخلوط های آسفالتی امری منطقی به نظر می رسد. در این تحقیق، اثر دو نوع الیاف کربن و نایلون، بر روی مشخصات یک نوع بتن آسفالتی بررسی شده است. الیاف مذکور در سه مقدار مختلف ( 3/ 0، 4/ 0 و 5/ 0 درصد وزن کل آسفالت( و در سه طول ) 10 ، 25 و 40 میلیمتر) مورد استفاده قرار گرفته و خصوصیات استقامت مارشال، روانی، مقاومت کششی غیرمستقیم، آسیب رطوبتی و خزش استاتیکی آنها مورد بررسی قرار گرفته و برای دو نوع الیاف با هم مقایسه شده اند. بر اساس نتایج آزمایش مارشال، استقامت مارشال و روانی ترکیب های حاوی الیاف کربن و نایلون در مقدار 3/ 0 تا 4/ 0 درصد از الیاف با طول 25 میلیمتر، بهینه اند. همچنین، تمامی ترکیبات حاوی الیاف دارای استقامت مارشالی بزرگ تر و روانی کمتر از نمونه شاهد بدون الیاف اند. نتایج آزمایش های مقاومت کششی غیر مستقیم نشان دهنده این است که مقاومت کششی غیرمستقیم بتن آسفالتی مسلح شده با الیاف، در اغلب مقادیر الیاف و طولهای مختلف آنها، کمتر از نمونه شاهد بدون الیاف است. در بررسی آسیب های رطوبتی مخلوطهای حاوی الیاف مشاهده می شود که الیاف کربن عملکرد بهتری نسبت به الیاف نایلون دارند. کمترین آسیب رطوبتی در مخلوط حاوی 4/ 0 درصد وزنی الیاف کربن با طول 10 میلیمتر مشاهده شد. افزایش درصد وزنی و طول الیاف، موجب افزایش آسیب رطوبتی در مخلوط می شود. همچنین نتایج نشان می دهند که استفاده از الیاف موجب کاهش کرنش ماندگار در دمای محیط می شود؛ به طوری که کمترین مقدار کرنش ماندگار در مخلوط حاوی 5/ 0 درصد الیاف کربن با طول 10 میلیمتر مشاهده می شود.

Experimental Investigation on Effects of Carbon and Nylon Fibers on Performance of Asphaltic Concrete

Reinforcement of asphalt concrete by fibers is one of the methods for improving concrete properties. In this research, the effects of two types of fibers on the properties of a common type of asphaltic concrete have been investigated. The fibers at different contents of 0.3, 0.4 and 0.5% and three different lengths of 10, 25 and 45 mm have been used, and the properties of the mixtures such as Marshal Stability, indirect tensile strength, moisture damage and static creep behavior have been studied. The results show that the Marshal stability of all the mixtures containing fiber is higher than that of the control mixture, with the highest stability for the mixture containing 0.3% of 25 mm carbon fiber. The indirect tensile strength tests show that, for the most cases of fiber contents and lengths, the indirect tensile strength of the fiber reinforced mixtures are lower than that of the control mixture without fiber.  It is also found that, the permanent strain in creep tests decreases by using fibers, with the lowest permanent strain for the mixture containing 0.5% of 10mm carbon fiber. The moisture damage tests show that the carbon fiber has a better performance than the nylon fiber. The highest tensile strength ratio is found to be for the mixture containing o.4% of 10mm carbon fibers. The moisture damage increases with increasing the fiber content and length.