مروری بر استفاده از امواج فراصوتی برای ارزیابی ویژگی‌های مخلوط‌های آسفالتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران،

چکیده

روش‌های غیر مخرب، به عنوان ابزارهای دقیق ارزیابی و پایش مخلوط‌های آسفالتی استفاده می‌شوند. در میان این روش‌ها، امواج فراصوتی به‌عنوان یک تکنیک پرکاربرد برای ارزیابی خواص مخلوط‌های آسفالتی مطرح شده‌اند. استفاده از امواج فراصوتی چندین مزیت قابل توجه در فرآیند ارزیابی روسازی آسفالتی از جمله  اندازه‌گیری فضای خالی و چگالی، تعیین خواص مکانیکی و بررسی دوام دارد. با افزایش میزان فضای خالی در مخلوط‌های آسفالتی، سرعت امواج فراصوتی کاهش‌یابند. علاوه بر این، امواج فراصوتی تعیین خواص مکانیکی مختلف مخلوط‌های آسفالتی را امکان‌ پذیر می‌سازد. برای درک بیشتر رفتار مکانیکی مخلوط‌های آسفالتی، محققان روابط ریاضی مختلفی را پیشنهاد کرده‌اند. این روابط بین مدول‌های مختلف از جمله مدول دینامیکی و یانگ، که به عنوان خواص مکانیکی اساسی مخلوط‌های آسفالتی عمل می کنند و متغیرهای مربوط به امواج فراصوتی، ارتباط برقرار می‌کند. همچنین، سرعت امواج فراصوتی با قرار گرفتن مخلوط‌های آسفالتی در معرض آسیب‌های رطوبتی کاهش می‌یابد. لذا با افزایش دوام، سرعت امواج فراصوتی افزایش می‌یابد. علاوه بر این، تغییرات در میزان قیر در مخلوط آسفالتی تاثیر قابل توجهی بر سرعت امواج فراصوتی دارد. تغییرات در میزان قیر بر سفتی و چگالی مخلوط آسفالتی اثر می‌گذارد و متعاقباً ویژگی‌های انتشار امواج فراصوتی را تغییر می‌دهد. با مطالعه این اثرات، مهندسان می‌توانند درک خود را از رابطه بین میزان قیر و خواص مخلوط عمیق‌تر کنند و به توسعه‌ی روابط حاکم بر این پدیده‌ها و مخلوط آسفالتی بهینه بپردازند. این پژوهش، بر روی کاربرد روش‌های فراصوت برای ارزیابی خواص مخلوط‌های آسفالتی تمرکز دارد. هدف این پژوهش، بررسی روابط بین این خواص و متغیرهای مرتبط با امواج فراصوتی، مانند سرعت موج و زمان انتشار و همچنین کمک به پیشرفت درک رفتار مخلوط آسفالتی و توسعه راهسازی موثرتر و پایدارتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Review on Using Ultrasonic Waves to Evaluate the Characteristics of Asphalt Pavement

نویسندگان [English]

  • Pooyan Ayar
  • Alireza Ashnavar
  • Ali Ruhi
School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Non-destructive methods are used as accurate tools to evaluate and monitor asphalt mixtures. Among these methods, ultrasonic waves have been proposed as a widely used technique to evaluate the properties of asphalt mixtures. The use of ultrasonic waves has several significant advantages in the asphalt pavement evaluation process, including measuring voids and density, determining mechanical properties, and examining durability. By increasing the amount of air voids in asphalt mixtures, the speed of ultrasonic waves will decrease. In addition, ultrasonic waves make it possible to determine different mechanical properties of asphalt mixtures. To better understand the mechanical behavior of asphalt mixtures, researchers have proposed various mathematical relationships. These relationships establish connections between different moduli, including dynamic and Young's moduli, which act as basic mechanical properties of asphalt mixtures, and variables related to ultrasonic waves. Also, the speed of ultrasonic waves decreases when the asphalt mixtures are exposed to moisture damage. Therefore, with the increase in durability, the speed of ultrasound waves increases. In addition, changes in the amount of bitumen in the asphalt mixture have a significant effect on the speed of ultrasonic waves. Changes in the amount of bitumen affect the stiffness and density of the asphalt mixture and subsequently change the characteristics of the propagation of ultrasonic waves. By studying these effects, engineers can deepen their understanding of the relationship between bitumen content and mixture properties and develop relationships governing these phenomena and the optimal asphalt mixture. This research focuses on the application of ultrasonic methods to evaluate the properties of asphalt mixtures. The aim of this research is to investigate the relationships between these properties and variables related to ultrasonic waves, such as wave speed and propagation time, and to contribute to the advancement of the understanding of asphalt mixture behavior and the development of more effective and sustainable road construction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphalt Pavement
  • Non-Destructive Test
  • . Ultrasonic Waves