بررسی چقرمگی شکست مود کشش خالص (kic) دمای کم مخلوط‏های بتن آسفالتی حاوی درصدهای مختلف فیلر سرباره کوره آهن

به طور کلی، رشد ترک و شکست ناشی از شرایط مود بارگذاری در سطح راه‌ها از عوامل اصلی خرابی روسازی‏های آسفالتی، خصوصاً در فصول سرد سال، می‏باشد. چقرمگی شکست (kic) شاخص مناسبی برای بررسی و پیش‌بینی رفتار و مقاومت ترک‌خوردگی مخلوط‏های آسفالتی در شرایط دمای کم می‏باشد که معمولاً از طریق آزمایش مناسب شکست برای مخلوط‏های آسفالتی به‏دست می‏آید. قطعه نیمه‌دیسک با ترک لبه‌ای و تحت بار خمش سه‌نقطه‌ای (قطعه scb) یکی از قطعات متداول برای انجام آزمایش چقرمگی شکست در مخلوط‏های آسفالتی می‏باشد. در این تحقیق، از این قطعه و روش برای محاسبه kic مخلوط آسفالتی گرم حاوی مقادیر مختلف (3 و 5 درصد) پودر سرباره آهن به عنوان فیلر استفاده شده است. تست‏های شکست در دو دمای 12- و 24- درجه سلسیوس و با نرخ بارگذاری ثابت انجام گردید. نتایج تست‏ها نشان داد که با افزایش درصد فیلر، مقدار چقرمگی شکست مود کششی (i) تا حدود 45 درصد نسبت به نمونه شاهد (مخلوط بدون فیلر سرباره آهن) افزایش می‌یابد. همچنین، با کاهش دما، مقدار kic افزایش قابل ملاحظه‌ای را نشان داد که بیانگر بهبود مقاومت در برابر شکست مخلوط آسفالتی به‌واسطه افزایش سفتی قیر می‏باشد. هر چند که بار و نیروی شکست در نمونه‌های scb با افزایش ضخامت قطعه افزایش قابل ملاحظه‌ای می‌یابد اما نهایتاً با افزایش ضخامت نمونه scb تغییر چندانی در مقدار چقرمگی شکست مخلوط‏های آسفالتی تست شده مشاهده نگردید.

mode i fracture toughness (kic) investigation under low-temperature conditions for asphaltic mixtures containing different percentages of steel slag filler

mode i or tensile type crack growth is one of the main failure modes in roads and the surface of overlays especially for cold regions. fracture toughness (kic) is a suitable index for ranking and investigating the performance of the asphalt materials against low-temperature mode i cracking. this index is often determined experimentally by means of valid and reliable experimental and laboratory methods. in this regard, the semi-circular-bend (scb) sample is among the most common specimens and techniques for determining mode i fracture toughness of asphalt concrete materials. hence, in the current research, the scb shape samples made of hot mix asphalt (hma) material containing 3% and 5% steel slag powder as filler is tested at two low-temperatures of -12 oc and -24 oc. results showed that mode i fracture toughness value for the tested hma mixtures can increase up to 45% compared to the control mixture (i.e. the mixture without slag filler). also, decreasing the test temperature can increase significantly the fracture toughness value because of increasing the stiffness of binder material. the fracture load in the tested scb samples was increased by increasing the sample thickness, but the kic value was nearly independent from the thickness of the scb discs.