بررسی ترک‌خوردگی حرارتی در مخلوط ‏های آسفالتی با روش انرژی آزاد سطحی، مشخصات رئولوژیک دمای کم قیر، آزمایش خمش نیم‌دایره و ویژگی‌های مصالح سنگی

در تحقیقات گذشته در بررسی رفتار ترک‌‌های حرارتی در مخلوط‌ های آسفالتی معمولاً خصوصیات قیر و یا رفتار مخلوط آسفالتی مورد توجه قرار گرفته است. در این روش‌ها به نقش اجزای مختلف مخلوط آسفالتی در وقوع این خرابی‌ها توجه نمی‌شود. استفاده از مفهوم انرژی آزاد سطحی به همراه مشخصات پایه‌ای مواد تشکیل‌دهنده مخلوط آسفالتی می‌تواند در بررسی ترک‌های حرارتی نیز مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش سعی شده است تا نقش خصوصیات پایه‏ا‏ی مواد در رخداد این ترک‌ها به همراه پارامتر‏های انرژی آزاد سطحی بررسی شود. بدین منظور، مولفه‌های انرژی آزاد سطحی برای چهار نوع سنگدانه و هشت نوع قیر اندازه‏گیری شده است. همچنین، سختی خزشی قیر به همراه شیب نمودار سختی خزشی از آزمایش‏ رئومتر تیرچه خمشی به ‌دست آمده ‌است. علاوه بر این موارد، ضخامت غشای قیر بر روی سطح سنگدانه، شاخص سنگدانه و مساحت سطح ویژه سنگدانه‌ها نیز تعیین شده‌است. به منظور بررسی پتانسیل ترک‌خوردگی حرارتی از آزمایش خمش نیم‏دایره روی 32 ترکیب مختلف مخلوط آسفالتی در دمای پایین استفاده شده است. سپس از روش‏های آماری برای بررسی ارتباط پارامترهای مذکور با نتایج آزمایش خمش نیم‏دایره استفاده گردیده است. تحلیل‌های آماری نشان می‌دهند که مشخصات پایه‌ای مواد شامل ضخامت غشای قیر روی سطح سنگدانه، شاخص سنگدانه، انرژی آزاد پیوستگی، انرژی آزاد چسبندگی، نسبت مولفه بازی به اسیدی انرژی آزاد سطحی و مساحت سطح ویژه سنگدانه تاثیر معنادار و مثبت بر روی شاخص‌های ترک‌خوردگی در آزمایش خمش‌ نیم‌دایره شامل انرژی شکست و چقرمگی شکست دارند.

investigating of the thermal cracking of asphalt mixtures with surface free energy method, low temperature rheological properties of bitumen, semi circular bending test and aggregate properties

in previous researches, the properties of bitumen and asphalt mixture have been considered for investigation of thermal cracking. in these methods, the roles of different components of the asphalt mixture are not considered. the use of surface free energy and the basic characteristics of asphalt mixture can also be used in the investigation of thermal cracking. in this research, it has been tried to investigate the role of these basic properties of materials in the occurrence of these cracks along with the surface free energy parameters. for this purpose, surface free energy components have been measured for four types of aggregates and eight types of bitumen. also, the bitumen creep stiffness and m-value were obtained from the bending beam rheometer tests. asphalt film thickness, aggregate index and the specific surface area of the aggregates have been also determined. for thermal cracking potential, the semicircular bending test was used on 32 different combinations of asphalt mixtures at low temperature. then, statistical methods have been used for assessing the relationship between the mentioned parameters and the semicircular bending test results. statistical analysis shows that the basic characteristics of the materials, including the asphalt film thickness, the aggregate index, the free energy of cohesion, the free energy of adhesion, the ratio of basic to acidic components of the surface free energy and the specific surface area of the aggregate have a significant and positive effect on the cracking indices such as semicircular bending fracture energy and fracture toughness.