استفاده از مصالح تراشه‌های آسفالت و تایرهای فرسوده به عنوان محصور کننده در ستون‌های سنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه صنعتی قم، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

3 دانشگاه صنعتی قم

4 دانشگاه آزاد اسلامی اراک

چکیده

در این مقاله، روشی سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه برای بهسازی خاک‌های رسی نرم ارائه می‌شود. در این روش تراشه‌های آسفالت به عنوان جایگزینی برای مصالح دانه‌ای طبیعی و لاستیک‌های فرسوده به عنوان محصور کننده جایگزینی برای ژئوتکستایل استفاده می‌شود. مزیت این روش از نظر زیست محیطی این است که از مواد و مصالح بازیافتی در بهسازی خاک‌ها استفاده می‌شود. در مدل‌سازی آزمایشگاهی، سلول واحد شامل ستون سنگی منفرد با تراشه‌های آسفالت بوده و محصور کردن آن به وسیله تایرهای فرسوده از طریق قرار دادن این تایرها بر روی یکدیگر و پر کردن فضای مرکزی آن‌ها با مصالح دانه‌ای در نظر گرفته شده است. تراشه‌های آسفالت به صورت وزنی با مقادیر صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد با سنگدانه‌های طبیعی ستون جایگزین شده است. آزمایش های ظرفیت باربری بر روی نمونه‌های محصور شده و محصور نشده ستون سنگی بر روی ترکیبات مختلف مصالح دانه‌ای انجام شده است. نتایج آزمایش‌های ظرفیت باربری نشان داد که محصور کردن ستون سنگی با تایرهای فرسوده ظرفیت باربری را 27 تا 87 درصد افزایش داده است. همچنین با افزایش درصد تراشه بازیافتی آسفالت ظرفیت باربری ستون سنگی تغییر می‌یابد به صورتی که با افزایش درصد آسفالت از صفر تا 25 درصد ظرفیت باربری به میزان کم افزایش و پس از آن، با افزایش درصد آسفالت تا 100 درصد ظرفیت باربری به مقدار کم کاهش یافته است. میزان تغییر ظرفیت باربری در اثر استفاده از تراشه‌های آسفالت حداکثر 27 درصد مشاهده شد که نشان می‌دهد این مصالح می‌توانند جایگزین مناسبی برای سنگدانه‌های طبیعی بوده و علاوه بر افزایش ظرفیت باربری خاک و مرتفع نمودن بخشی از مشکلات زیست محیطی ناشی از دپوی مصالح دور ریز، کاهش هزینه‌های بهسازی خاک را سبب شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of using reclaimed asphalt pavement aggregate in scrap tire encased stone column

نویسندگان [English]

  • Hoora Bikdeli 1
  • baitollah badarloo 3
  • Ali Golabchifard 4
1 Qom university of technilogy
3 Qom university of technology
4 Islamic Azad university of Technology
چکیده [English]

The stone column is one of the cost-effective techniques for improving soft soil layers. Since in the construction process of stone column, weak soil is replaced with the stiffer material, appropriate method to bury the waste materials, e.g. reclaimed asphalt pavement (RAP) and scrap tires, is to use as stone column materials. The aim of this study is the application of scrap tires for enclosing stone columns and RAP mixed with gravel for the stone column to provide an environmental friendly and cost-effective improvement method for weak layers. In order to investigate the behavior of such stone columns, experimental modeling of the unit cell consisting of a single stone column with reclaimed asphalt pavement as filler material and encasing it by scrap tires has been carried out. RAP contents of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% are selected to investigate effects of different mixing ratios. Loading capacity tests were performed on encased and non-encased stone column specimens. Results of loading capacity tests show that the encasing of stone columns with scrap tires improves the loading capacity significantly.  On the other hand, by increasing the RAP ratio from 0% to 100%, the stone column loading capacity changes. However, no significant change in the bearing capacity has not been observed and therefore, the use of a stone column made of 100% or any percentage of RAP is reasonable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stone column
  • Bearing capacity
  • Reclaimed asphalt pavement(RAP)
  • Scrap tire
  • Environment

مراجع

[1] R. Barksdale, R. Bachus, Design and construction of stone columns, vol. I, Turner-Fairbank Highway Research Center, 1983.
[2] I. Indian Standard, Design and construction for ground improvement—Guidelines. Part 1: Stone columns, IS, 15284 (2003) 267-290.
[3] M.Y. Fattah, M.A. Al-Neami, A.S. Al-Suhaily, Estimation of bearing capacity of floating group of stone columns, Engineering science and technology, an international journal, 20(3) (2017) 1166-1172.
[4] A. Ambily, S.R. Gandhi, Behavior of stone columns based on experimental and FEM analysis, Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 133(4) (2007) 405-415.
[5] D. Greenwood, Mechanical improvement of soils below ground surface, in:  Inst Civil Engineers Proc, London/UK/, 1970.
[6] H. Wong, Vibroflotation-its effect on weak cohesive soils, Civil Engineering (London), 82 (1975) 44-76.
[7] M. Madhav, P. Vitkar, Strip footing on weak clay stabilized with a granular trench or pile, Canadian Geotechnical Journal, 15(4) (1978) 605-609.
[8] H. Aboshi, The compozer, a method to improve characteristics of soft clays by inclusion of large diameter sand columns, in:  Proc. of 1st Int. Conf. on SoiL Reinforcement, 1979, pp. 211-216.
[9] J.N. Afshar, M. Ghazavi, Experimental studies on bearing capacity of geosynthetic reinforced stone columns, Arabian Journal for Science and Engineering, 39(3) (2014) 1559-1571.
[10] M. Ghazavi, J.N. Afshar, Bearing capacity of geosynthetic encased stone columns, Geotextiles and Geomembranes, 38 (2013) 26-36.
[11] M. Miranda, A. Da Costa, J. Castro, C. Sagaseta, Influence of geotextile encasement on the behaviour of stone columns: Laboratory study, Geotextiles and Geomembranes, 45(1) (2017) 14-22.
[12] P. Debnath, A.K. Dey, Bearing capacity of geogrid reinforced sand over encased stone columns in soft clay, Geotextiles and Geomembranes, 45(6) (2017) 653-664.
[13] A. Marto, M. Hasan, M. Hyodo, A.M. Makhtar, Shear strength parameters and consolidation of clay reinforced with single and group bottom ash columns, Arabian Journal for Science and Engineering, 39(4) (2014) 2641-2654.
[14] M. bin Hasan, N. binti Yusuf, A.M.H. Kassim, Strength of Soft Clay Reinforced with Group Crushed Polypropylene (PP).
[15] N. Shariatmadari, S. Zeinali, H. Mirzaeifar, M. Keramati, Evaluating the effect of using shredded waste tire in the stone columns as an improvement technique, Construction and Building Materials, 176 (2018) 700-709.
[16] R. Ayothiraman, S. Soumya, Model tests on the use of tyre chips as aggregate in stone columns, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement, 168(3) (2015) 187-193.
[17] S.S.G. Prasad, Y. Harish, P. Satyanarayana, Stabilization of Marine Clays with Geotextile Reinforced Stone Columns Using Silica-Manganese Slag as a Stone Column Material, International Journal of Computational Engineering Research (IJCER), 5(09) (2015) 05-12.
[18] T. Mazumder, A. Rolaniya, R. Ayothiraman, Experimental study on behaviour of encased stone column with tyre chips as aggregates, Geosynthetics International, 25(3) (2018) 259-270.
[19] P. Baranowski, P. Bogusz, P. Gotowicki, J. Małachowski, Assessment of mechanical properties of offroad vehicle tire: Coupons testing and FE model development, Acta mechanica et automatica, 6 (2012) 17-22.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 53، شماره 10
دی 1400
صفحه 4505-4518

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار