23632

بررسي اثرات زئوليت به عنوان افزودني نيمه‌گرم بر روي مخلوط‌هاي آسفالت لاستيكي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - راه و ترابري

1396

21/07/1399

دكتر محمود عامري

مهندسي عمران

ساخت روسازي‌هاي آسفالتي با قابليت باربري و عمر بيشتر،كيفيت مناسب و نيز نگهداري آن‌ها در شرايط عملكردي مناسب از اهميت بسياري برخوردار است. جهت افزايش دوام روسازي‌هاي انعطاف‌پذير، قيرهاي متداول از نظر خواص عملكردي همانند مقاومت در برابر شيار شدگي و ترك‌هاي خستگي نياز به اصلاح شدن دارند. پودر‌لاستيك به علت استفاده از لاستيك هاي بازيافتي علاوه بر فوايد زيست‌محيطي، مي‌تواند مقاومت و خصوصيات چسباننده‌ي قيري را بهبود دهد. با اين حال پودرلاستيك بدليل افزايش دماي اختلاط و تراكم منجر به افزايش هزينه توليد آسفالت و انتشار گازهاي گلخانه‌اي مي‌گردد. لذا به منظور كاهش دماي اختلاط و تراكم، تكنولوژي آسفالت نيمه‌گرم مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از افزودني‌ نيمه‌گرم در تهيه مخلوط‌هاي آسفالتي كندرواني چسباننده قيري را در دماي معين كاهش مي‌دهد. در اين پژوهش، پودر لاستيك با مقادير 8% و 16% و زئوليت با مقادير 2%،4% و 6% استفاده شده است. ابتدا دماي اختلاط و تراكم نمونه قيرها بوسيله آزمايش ويسكوزيته دوراني با سه روش گرانروي معادل با دما، گرانروي در نرخ برش صفر و گرانروي در نرخ برش صفر ساده سازي شده محاسبه گرديد. همچنين، خصوصيات عملكردي مخلوط‌هاي آسفالتي با انجام آزمايش‌هاي مدول برجهندگي، خزش ديناميكي، خستگي به روش كشش غيرمستقيم و حساسيت رطوبتي به دو روش كمي،نسبت مقاومت كششي غير مستقيم (TSR) و نسبت مدول برجهندگي (RMR) و يك روش كيفي ، آزمايش آب جوشان، مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد افزودن پودرلاستيك منجر به افزايش دماي اختلاط و تراكم مي‌گردد درحاليكه زئوليت دماي اختلاط و تراكم را كاهش داد. افزايش مقدار پودرلاستيك باعث افزايش سختي، مقاومت در برابر شيارشدگي و عمرخستگي شد. همچنين افزودن زئوليت تا مقدار 6% موجب افزايش61.3% عدد رواني درنمونه حاوي 16% پودرلاستيك شد كه نشان دهنده افزايش مقاومت در برابر شيار شدگي مي‌باشد. نتايج آزمايش خستگي حاكي بر اين است كه 6% زئوليت منجر به بهبود عمر خستگي به ميزان84.5% در نمونه حاوي 16% پودرلاستيك شد. در آزمايش‌هاي حساسيت رطوبتي پودر لاستيك مقاومت در برابر رطوبت را كاهش داده درحاليكه زئوليت مقاومت در برابر رطوبت را بهبود بخشيد.

1400/02/26

Evaluation of rubberized asphalt mixtures containing zeolite as a Warm Mix Asphalt (WMA) additive

10/13/2021 12:00:00 AM

In the last decades, one of the common ways to modify bitumen characteristics and asphalt mixtures is by using recycled Crumb Rubber (CR) which demonstrates acceptable mechanical properties in pavements working towards sustainable development. The main disadvantage of CR is its increase in viscosity which leads to a decrease in workability, and an increase in mixing and compaction temperatures. Warm Mix Asphalt (WMA) is a practical technology to diminish the mixing and compaction temperatures and to ameliorate the disadvantage of Rubberized-Asphalt (RA) mixtures. The aim of this study was to investigate the effect of zeolite (0, 2, 4, and 6% by weight of binder) as a WMA additive to Hot Mix Asphalt (HMA) and RA mixtures (0, 8, and 16% CR by weight of binder). The first and most important step is to determine the accurate mixing and compaction temperatures for modified bitumens. These temeratures were calculated by 3 methods on binders. Effect of zeolite on reducing the mixing and compaction temperatures observed by 9 to 17 degrees Celsius and then, other properties of the mixture were studied. Resilient modulus (Mr), indirect tensile fatigue (IDTF), dynamic creep, and moisture susceptibility (TSR, RMR and Texas boiling water) tests were carried out on the mixtures. The results show that the addition of zeolite and CR improved mechanical properties. 16 % of CR along with 6% of zeolite (CR16-Z6) is the optimum dosage to enhance resilient modulus (2.26 times more than HMA), flow number (4.33 times more than HMA), and fatigue life (4.46 times more than HMA). Moreover, the addition of CR to mixtures without zeolite reduced the values of Tensile Strength Ratio (TSR) and Resilient Modulus Ratio (RMR) while zeolite increased their values in HMA and RA mixtures. Moreover, the results of Texas boiling water test approved the results obtained in TSR and RMR tests. Finally, the combination of zeolite and CR is cost-effective and desirable for using in asphalt pavement.

دماي اختلاط و تراكم , زئوليت , پودر لاستيك , آسفالت نيمه گرم

Warm mix asphalt , Crumb rubber , Natural zeolite , Mixing and compaction temperature , Fatigue resistance , Moisture susceptibility