Loading...

Evaluating the Low Temperature Behavior of Master Curves of Modified Binder and Investigating the a Parameter in Las Test

Abdollahi, Farhad | 2016

1289 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 53044 (09)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Civil Engineering
  6. Advisor(s): Tabatabaee, Nader
  7. Abstract:
  8. Master curves describe the behavior of asphalt binders over a wide range of temperatures and loading frequencies which are utilized by various predictive models in design and analysis procedure of asphalt mixtures. Frequency sweep test is extensively used for construction of master curves within the temperature range of 4 ̊C to 82◦̊C and frequency range of 0.01 to 30 Hz. There is a concern that master curves are unable to accurately represent the low temperature (below 4 C) behavior of binders. In this study a new cyclic loading pattern for the bending beam rheometer (BBR) test was utilized to conduct the low temperature tests and generate an isotherm compliance curve for incorporating the measured low temperature behavior into the master curve construction process. A novel method of fitting different behavioral models to the master curves was also introduced to improve the descriptiveness of the fitted model at low temperature zone. Moreover, this study evaluated different methods of calculating damage evolution rate (α) in Linear Amplitude Sweep (LAS) test. The results showed that incorporation of the BBR test results into the construction of master curve using the viscoelastic based method is the most accurate method in comparison with the other proposed methods. Also, the proposed method of this study regarding the fitting procedure of behavioral model to the asphalt binder master curve was found to improve the descriptiveness of the fitted model at low temperature region. Finally, it is recommended to calculate the damage evolution rate using the relaxation-master-curve based methods instead of the storage-moduli based ones
  9. Keywords:
  10. Master Curve ; Damage Evolution ; Modified Bitumen ; Bending Beam Rheometer ; Linear Amplitude Sweep ; Crack Propagation ; Generalized Kelvin Model (GKM)

 Digital Object List

 Bookmark

  • تشكر و قدرداني
  • چکیده
  • فهرست مطالب
  • فهرست جدول‌ها
  • فهرست شکل‌ها
  • فصل1 کلیات پژوهش
    • 1-1 مقدمه
    • 1-2 طرح مسئله
    • 1-3 فرضیه
    • 1-4 اهداف
    • 1-5 ساختار پایان‌نامه
  • فصل2 چگونگی ساخت منحنی‌های جامع قیر- مرور ادبیات فنی
    • 2-1 مقدمه
    • 2-2 آزمایش تیرچه خمشی در منحنی‌ جامع قیر
      • 2-2-1 روش کریستنسن و اندرسن
      • 2-2-2 روش کیم و همکاران
      • 2-2-3 روش رو و همکاران
    • 2-3 منحنی‌های جامع قیر
      • 2-3-1 برهم‌کنش زمان و دما (TTSP)
      • 2-3-2 مدل‌های رفتاری منحنی جامع قیر
    • 2-4 خلاصه
  • فصل3 رفتار خستگی قیر - مرور ادبیات فنی
    • 3-1 مقدمه
      • 3-1-1 پارامتر‌های رئولوژیکی
      • 3-1-2 آزمایش LAS
      • 3-1-3 نرخ گسترش خرابی (α)
      • 3-1-4 تبدیل منحنی جامع قیر به منحنی آزادسازی تنش
        • 3-1-4-1 روش‌های تبدیل تقریبی
        • 3-1-4-2 روش‌های تبدیل دقیق
    • 3-2 خلاصه
  • فصل4 روش انجام پژوهش
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 روش انجام پژوهش
      • 4-2-1 بخش اول: منحنی‌های جامع
      • 4-2-2 بخش دوم: ارزیابی نرخ گسترش خرابی (α) در آزمایش LAS
    • 4-3 مواد مصرفی
      • 4-3-1 قیر پایه
      • 4-3-2 اصلاح‌کننده پودر لاستیک (CR)
      • 4-3-3 اصلاح‌کننده استایرن-بوتادین-استایرن (SBS)
      • 4-3-4 ماتریس انجام آزمایش
      • 4-3-5 پایگاه داده استفاده‌شده در این پژوهش
    • 4-4 برنامه آزمایش‌ها
      • 4-4-1 آزمایش تیرچه خمشی
      • 4-4-2 آزمایش جاروب فرکانس
    • 4-5 توسعه نرم‌افزار RheoSUT
      • 4-5-1 قابلیت‌های نرم‌افزار RheoSUT
    • 4-6 خلاصه
  • فصل5 تحلیل نتایج (بخش اول: منحنی جامع قیر)
    • 5-1 مقدمه
    • 5-2 روش تحلیل نتایج
      • 5-2-1 برازش مدل ویسکوالاستیک به نتایج آزمایش تیرچه خمشی
      • 5-2-2 محاسبه مدول مختلط برشی با استفاده از مدل ویسکوالاستیک
      • 5-2-3 توسعه روشی برای بهبود توصیف رفتار دمای پایین در برازش مدل رفتاری
      • 5-2-4 توسعه روشی برای کاهش وابستگی مدل رفتاری به مقادیر اولیه پارامتر‌های آن
    • 5-3 تجزیه و تحلیل نتایج
      • 5-3-1 برازش مدل ویسکوالاستیک GKM
      • 5-3-2 مقایسه مدل ویسکوالاستیک GKM و GMM
      • 5-3-3 محاسبه منحنی‌های هم‌دما از مدل ویسکوالاستیک GKM
      • 5-3-4 انتقال منحنی‌های هم‌دما در دمای پایین
      • 5-3-5 برازش مدل رفتاری دمای پایین
      • 5-3-6 منحنی‌های هم‌دمای بدست آمده از بقیه روش‌ها
      • 5-3-7 انتقال منحنی‌های هم‌دمای حاصل از آزمایش جاروب فرکانس
      • 5-3-8 ادغام منحنی‌های هم‌دمای حاصل از آزمایش BBR در منحنی جامع
      • 5-3-9 روشی یکتا برای برازش مدل رفتاری به منحنی‌های هم‌دما
      • 5-3-10 برازش مدل رفتاری به منحنی‌های جامع قیر با/بدون نتایج آزمایش BBR
      • 5-3-11 روش جدید ساخت منحنی‌های جامع قیر
    • 5-4 خلاصه نتایج و جمع‌بندی
  • فصل6 تحلیل نتایج (بخش دوم: رفتار خستگی قیر)
    • 6-1 مقدمه
    • 6-2 تجزیه و تحلیل نتایج
      • 6-2-1 منحنی‌های آزادسازی تنش
      • 6-2-2 محاسبه نرخ گسترش خرابی (α)
      • 6-2-3 حساسیت پارامتر α
      • 6-2-4 پارامتر‌های رئولوژیکی
      • 6-2-5 تأثیر اصلاح‌کننده SBS
    • 6-3 خلاصه نتایج و جمع‌بندی
  • فصل7 خلاصه پژوهش، نتایج و نتیجه‏گیری
    • 7-1 خلاصه پژوهش
    • 7-2 خلاصه یافته‌ها
    • 7-3 نتیجه‏گیری
    • 7-4 خروجی پژوهش
  • مراجع
    • پیوست-1 شکل گسسته معادله بلتزمن اصلاح‌شده
    • پیوست-2 محاسبه پاسخ E* از مدل ویسکوالاستیک GKM
    • پیوست-3 روش حل اختلافات در آزمایش‌های قیر
    • پیوست-4 مدل‌سازی تغییر شکل تیرچه با مدل GMM
    • پیوست-5 اثر تعداد المان (N) بر عملکرد مدل‌های GMM و GKM
    • پیوست-6 پارامتر شکل γ در تابع وزن خطا
    • پیوست-7 روش‌های مختلف انتقال منحنی‌های هم‌دما حاصل از DSR
    • پیوست-8 روش بهبود مدل رفتاری نمونه‌های مختلف در دمای پایین
    • پیوست-9 تخمین رده عملکردی قیر از منحنی‌های هم‌دما
    • پیوست-10 محاسبه پارامتر α به روش‌های مختلف
    • پیوست-11 ارزش رئولوژی قیرهای پایگاه داده جاروب فرکانس
...see more