21556

21556

ارزيابي تاثير افزودني‌هاي نيمه‌گرم بر خصوصيات رئولوژيكي قير لاستيكي و عملكرد خستگي مخلوط‌هاي آسفالتي حاوي پودر لاستيك

كارشناسي ارشد

راه و ترابري

1398/8/13

دكتر محمود عامري

عمران

ساخت و توسعه راه‌ها به خصوص روسازي‌هاي آسفالتي يكي از بخش‌هاي اصلي در صنعت حمل و نقل مي‌باشد كه ساليانه هزينه‌هاي زيادي صرف آن مي‌شود. بنابراين حفظ و نگهداري اين روسازي‌ها براي سال‌هاي طولاني اهميت فراواني مي‌يابد. با توجه به اين كه قير نقش مهمي در تعيين رفتار مخلوط‌هاي آسفالتي دارد و همچنين بررسي خصوصيات مخلوط‌هاي آسفالتي زمان‌بر و پرهزينه مي‌باشد، اصلاح و ارزيابي خصوصيات عملكردي قيرها كمك زيادي به شناخت و بهبود عملكرد مخلوط‌هاي آسفالتي در برابر انواع خرابي‌ها مي‌كند. استفاده از پودر لاستيك به منظور اصلاح خواص عملكردي قير، همواره مورد توجه محققين بوده است. نتايج تحقيقات نشان داده است كه استفاده از پودر لاستيك در مخلوط‌هاي آسفالتي، منجر به بهبود عملكرد و افزايش دوام روسازي مي‌گردد. با اين وجود افزايش ويسكوزيته قير اصلاح شده با پودر لاستيك كه منجر به افزايش دماي اختلاط و تراكم مخلوط آسفالتي مي‌گردد، به عنوان يكي از معايب كاربرد پودر لاستيك شناخته مي‌شود. بنابراين زمينه مناسبي براي استفاده از افزودني‌هاي نيمه‌گرم وجود دارد تا علاوه بر بهبود عملكرد مخلوط آسفالتي، رويكرد كاهش مصرف انرژي و توليد آلودگي‌هاي زيست‌محيطي نيز مورد توجه قرار گيرد. هدف اصلي در اين پژوهش، بررسي تاثير افزودني‌هاي نيمه‌گرم آلي (واكس‌ها) بر خصوصيات رئولوژيكي قير اصلاح شده با پودر لاستيك و عملكرد خستگي مخلوط‌هاي آسفالتي حاوي پودر لاستيك مي‌باشد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي‌دهند كه اسلك واكس و پلي‌پروپيلن واكس منجر به كاهش ويسكوزيته قير اصلاح شده با پودر لاستيك مي‌گردند. نتايج آزمايش تنش خزشي چندگانه برگشت‌پذير نشان مي‌دهند كه پلي‌پروپيلن واكس در دو سطح تنش 100 و 3200 پاسكال، با افزايش مقدار پارامتر درصد بازگشت الاستيك قير و كاهش مقدار كرنش تجمعي غير قابل برگشت قير، مقاومت شيارشدگي قير لاستيكي را افزايش مي‌دهد. همچنين، نتايج آزمايش جاروب دامنه خطي نشان مي‌دهند كه 6 درصد اسلك واكس منجر به افزايش 71 و 32 درصدي عمر خستگي قير اصلاح شده با 15 درصد پودر لاستيك در سطوح كرنش 5/2 و 5 درصد مي‌گردد. نتايج آزمايش تير خمشي چهار نقطه‌اي نيز نشان مي‌دهد كه افزودن اسلك واكس مي‌تواند تا 35 درصد منجر به افزايش عمر خستگي مخلوط آسفالتي حاوي پودر لاستيك گردد. همچنين با برسي نتايج آزمايش‌هاي خستگي قير و مخلوط آسفالتي مشاهده مي‌شود كه همبستگي خوبي بين نتايج آزمايش جاروب دامنه خطي و آزمايش تير خمشي وجود دارد. بنابراين مي‌توان از آزمايش جاروب دامنه خطي به عنوان جايگزيني براي پيش‌بيني عمر خستگي مخلوط‌هاي آسفالتي استفاده نمود.

1398/10/25

Evaluation of the Effect of Warm-mix Additives on Rheological Properties of Rubber Binder and Fatigue Performance of Asphalt Mixtures Containing Crumb Rubber

11/4/2019 12:00:00 AM

Construction and developments of roads, especially asphalt pavements, is one of the major sectors in the transportation industry that costs a lot annually. Since, bitumen has an important role in investigation the performance of the asphalt mixture. It is also time-consuming and costly to evaluate the properties of asphalt mixtures. Hence, evaluating the performance characteristics of the binder helps in understanding the performance of asphalt mixtures against various types of damage. The use of crumb rubber to modify the binders has been the interest of researchers for many years. It has been proven that the use of asphalt mixtures containing crumb rubber is leading to improve performance and increase the durability of asphalt pavement. However, increasing the viscosity of rubber modified binder which increases mixing and compaction temperature of asphalt mixture, known as one of the disadvantages of using crumb rubber. So, there is a good concept for using warm mix additives to besides improving the performance of asphalt mixture, reduce energy consumption and environmental pollution also be considered. The main objective of this study is to investigate the effect of organic warm mix additives (waxes) on the functional and rheological properties of rubber-modified binder and fatigue performance of asphalt mixtures containing crumb rubber. The results of this study show that slack wax and polypropylene wax decrease the viscosity of rubber modified binder. The MSCR test results show that polypropylene wax at both 0.1 and 3.2 Kpa stress level, increases rutting resistance of asphalt rubber. Also, the LAS test results show that slack wax improves the fatigue life of bitumen modified with rubber powder. In addition, polypropylene wax had no positive effect on fatigue performance of asphalt rubber. The results of the four-point bending beam test show that the addition of slack wax leads to an increase and polypropylene wax decrease the fatigue life of asphalt mixtures containing crumb rubber. Investigation the results of fatigue tests of binder and asphalt mixtures showed that there is a good correlation between the results of the LAS test and flexural beam test. So the LAS test can be used as a substitute for predicting the fatigue life of asphalt mixtures.