การวิเคราะห์ผลของการผันแปรอุณหภูมิต่อพฤติกรรมด้านสมรรถนะของวัสดุโครงสร้างทางเดิมปรับปรุงด้วยบิทูเมนอิมัลชัน

Abstract

การนำวัสดุจากชั้นทางเดิมมาทำการปรับปรุงคุณภาพแล้วนำกลับมาใช้ใหม่แบบผสมเย็นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างทางและการฟื้นฟูสมรรถภาพของชั้นพื้นทาง ซึ่งทฤษฎี Shakedown ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายถึงวัสดุและการตอบสนองของโครงสร้างทางต่อการทดสอบภายใต้หน่วยแรงกระทำซ้ำ โดยการทดสอบวัสดุภายใต้หน่วยแรงกระทำซ้ำเป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ศึกษา โมดูลัสคืนตัว ความต้านทานการล้า และการยุบตัวถาวร การผันแปรของอุณหภูมิเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่จะเป็นตัวบ่งชี้ถึงพฤติกรรมของวัสดุ ที่มีความสำคัญร่วมกับปัจจัยด้านรูปแบบของแรงกระทำซ้ำ ผลของการศึกษาพบว่าเมื่อวัสดุโครงสร้างทางเดิมปรับปรุงด้วยบิทูเมนอิมัลชัน (bitumen stabilized material, BSM) มีการผันแปรอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความต้านทานการเสียรูปและโมดูลัสคืนตัวของวัสดุจะมีค่าลดลง นอกจากนั้นวัสดุ BSM ที่ใช้ซีเมนต์เป็นสารผสมเพิ่มร่วม จะสามารถรับน้ำหนักของหน่วยแรงกระทำซ้ำและมีค่าโมดูลัสคืนตัวดีกว่าวัสดุ BSM ที่ไม่ใช้ซีเมนต์เป็นสารผสมเพิ่มร่วม ทั้งนี้พฤติกรรมของวัสดุ BSM มีการตอบสนองเป็น plastic เมื่อได้รับแรงกระทำซ้ำจนถึง 1 ล้านรอบการทดสอบ โดยมี permanent strain rate ลดลงอย่างรวดเร็วจนวัสดุมีพฤติกรรมเป็น purely elastic สามารถจัดอยู่ในช่วง Plastic Shakedown หากวัสดุมี permanent strain rate ลดลงแบบค่อยเป็นค่อยไป แต่ permanent strain มีการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในแต่ละรอบการทดสอบจนนำไปสู่การวิบัติในรอบการทดสอบที่ต่ำ พฤติกรรมของวัสดุสามารถจัดอยู่ในช่วง Incremental Collapse