22889

بررسي خصوصيات مخلوط هاي آسفالتي حاوي الاستومر استايرن بوتادين رابر (SBR) و پلاستومر پلي اتيلن ترفتالات (PET)

كارشتاسي ارشد

راه و ترابري

1396

1399/6/4

دكتر محمود عامري

عمران

رويه ي آسفالتي جاده ها تحت بار ترافيكي و در معرض شرايط آب و هوايي متفاوت قرار دارند. با توجه به تاثير زياد خصوصيات قير بر عملكرد مخلوط آسفالتي مي توان با اصلاح قير به وسيله مواد پليمري باعث افزايش مقاومت روسازي آسفالتي در برابر بار و شرايط آب هوايي شد. قيرهاي توليد شده در پالايشگاه ‌ها قادر به برآورده ساختن تمام نيازهاي روسازي‌هاي انعطاف‌پذير از جمله نياز هاي مرتبط با افزايش فشار چرخ، افزايش بارمحوري و افزايش حجم ترافيكي نيستند. اين كاستي ها در قير باعث به وجود آمدن خرابي‌هاي زودرس و پيش‌رونده ازجمله تغيير شكل‌هاي دائمي، ترك‌خوردگي خستگي، ترك‌خوردگي حرارتي دماي پايين مي شوند. براي رفع اين گونه موارد از مواد مختلف براي بهبود خصوصيات عملكردي قيرهاي آسفالتي استفاده مي شود. از اين‌ رو از افزودني‌هاي متعدد همچون پليمرها براي اصلاح قير استفاده مي‌شود. استفاده از پليمرها در قير خالص به ‌منظور رفع معايب آن، يكي از طرح‌ هاي موفق در راستاي بهبود عملكرد آسفالت مي‌باشد، ليكن تاكنون هيچ پليمري قادر به اصلاح كامل نواقص موجود نبوده و چه ‌بسا موجب مشكلات ديگري همچون عدم پايداري در قير و به دنبال آن غير يكنواختي آسفالت مي گردد. دو پليمر رايج و تاثيرگذار بر خواص قير، استايرن بوتادين رابر (SBR) و پلي اتيلن ترفتالات (PET) مي باشند كه به ترتيب داراي درصد بهينه ي اختلاط 5% وزني و 10% وزني قير مي باشند. (آسفالت اصلاح شده با استايرن بوتادين رابر قادر به اصلاح تمام خصوصيات لازم يك آسفالت ايده آل نيست. لذا كاربرد يك پليمر ثانويه كنار استايرن بوتادين رابر مي تواند در رفع نقطه ضعف هاي آسفالت اصلاح شده با تك پليمر استايرن بوتادين رابر موثر باشد). هدف اصلي اين پژوهش ارزيابي عملكرد همزمان افزودني پليمر پلي اتيلن ترفتالات(PET) و استايرن بوتادين رابر(SBR) بر خواص قير و مخلوط آسفالتي در برابر بار و دما و رطوبت بوده است. (بهبود خصوصيات مخلوط آسفالتي ساخته شده با اين اصلاح كننده ها در برابر معضل هاي رايج از جمله شيارشدگي و خستگي و حساسيت رطوبتي مي باشد) به اين منظور SBR و PET هر كدام با درصدهاي 0% و 25% و 50% و 75% و 100% نسبت به درصد اختلاط بهينه ي خود با قير مخلوط شدند و از آزمايشات درجه نفوذ و نقطه نرمي و وسكوزيته دوراني براي تعيين خواص فيزيكي قيرهاي اصلاح شده و از آزمايش مدول برجهندگي و خزش ديناميكي براي ارزيابي عملكرد بتن آسفالتي در برابر بار و از آزمايش خستگي كشش غير مستقيم براي ارزيابي مقاومت بتن آسفالتي در دماي مياني و از آزمايش حساسيت رطوبتي براي تعيين مقاومت بتن آسفالتي در برابر رطوبت استفاده شد. نتايج آزمايشات نشان داد با افزايش درصدPET ويسكوزيته قير افزايش يافت كه منتج به بهبود حداكثري خصوصيات مكانيكي بتن آسفالتي در دماي بالا و همچنين افزايش مقاومت در برابر رطوبت شد. با كاهش درصد PET و افزايش درصد SBR مقاومت در برابر ايجاد ترك در دماي مياني افزايش يافت. بنابراين مي توان نتيجه گرفت استفاده همزمان از اين دو پليمر براي اصلاح قير، در اجراي روسازي آسفالتي راه هاي ارتباطي استان هاي كويري كه داراي آب و هواي گرم در طول روز هستند و نسبتا در طول سال بارش هاي جوي كمتري در اين مناطق صورت مي گيرد، مناسب مي باشد. همچنين اين آسفالت براي شاهراه هاي اصلي كه عبور و مرور زيادي دارند و يا وسايل نقليه سنگين تري از اين راه ها استفاده مي كنند مناسب مي باشد.

1399/10/01

.Study of the properties of asphalt mixtures containing SBR Elastomer and PET Plastomer

8/25/2020 12:00:00 AM

ABSTRACT. Properties of asphalt mixture play a vital role in structural integrity and performance of flexible pavements structure. In flexible pavements, asphalt concrete surface layer consists of asphalt binder, aggregates and in some cases additives. In this research study styrene butadiene rubber (SBR) and recycled polyethylene terephthalate (rPET) are used to evaluate their individual and also their combinational effects on moisture susceptibly, rutting and low temperature cracking of asphalt concrete mixture. Combinations of SBR, rPET and water were vulcanized to form thermoplastic elastomer polymers as bitumen modifier. Then conventional bitumen tests including penetration grade, softening point and rotational viscosity (RV) as well as asphalt mixture tests including resilient modulus, dynamic creep, IDT fatigue and moisture susceptibility tests were performed on binders and asphalt mixture specimens. The test results indicated that SBR and rPET increase viscosity and softening point and stiffen the binders by reducing their penetration grade. Test results of specimens prepared with modified binders showed higher tensile strength and higher rutting resistance than that of control specimen. Within the content of this study it is concluded that modification of bitumen with SBR reduces low temperature stiffness of binder and hence reduces failure due to thermal cracking and modification with rPET increases rutting resistance of the mixture at high temperatures.