25420

امكان سنجي بهبود همزمان قابليت جذب آلاينده ها از روانآب سطحي و عملكرد مكانيكي در روسازي ها با كاربرد مخلوط آسفالتي متخلخل اصلاح شده با نانو مواد فتوكاتاليست

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

1400

1400/6/27

دكتر محمود عامري، دكتر ندا كامبوزيا

دكتر سيد محمد ميرعبدالعظيمي

مهندسي عمران

امروزه علاوه بر مشكلات تكنيكي و فني راه ها و جاده ، نگراني هاي شديد در رابط با مسائل زيست محيطي منجر به تعريف و ساخت مصالح جديد با كيفيت بالا مي شود. با توجه به وجود آلاينده ها در روانآب هاي سطحي كه ريشه در بارندگي هاي اسيدي دارند ، محققان دريافته اند كه در مناطق توسعه يافته اين روانآب هاي آلوده مي توانند ذخاير آب هاي زيرزميني و درياچه هاي شيرين را آلوده كنند، كه براي انسان مضرر است. از طرفي آسفالت متخلخل اگرچه مزيت هاي فراواني در رابط با ايمني جاده ها و زهكشي آب دارد، به دليل دوام كم و عمر كوتاه تر نسبت به ديگر مخلوط هاي آسفالتي متداول، كمتر مورد توجه متسديان راه براي روسازي راه ها با ترافيك سنگين قرار ميگيرد. در اين مطالعه ، يك روسازي سبز: روسازي آسفالتي متخلخل فتوكاتاليستي با دوام و با قابليت جذب آلاينده ها از آب معرفي مي شود. بدين منظور ، مخلوط هاي آسفالتي متخلخل اصلاح شده با نانو ذرات فوتوكاتاليست كامپوزيت شده (نانو اكسيد روي و نانو سيليكا) ZnO/SiO2 (ZS) ساخته شد. در اين تحقيق از روش آسياب-كوره براي ساخت نانو كامپوزيت فتوكاتاليست استفاده شد. تركيب فوق الذكر با نور ماوراء بنفش واكنش داده و ذرات آلاينده ي اسيدي موجود در روانآب را كاهش مي دهد. اين مخلوط آسفالتي متخلخل زيست سازگار، با آزمايش هاي عملكرد مكانيكي (خزش مكانيكي ، مدول برجهندگي، حساسيت به رطوبتي و عمر خستگي) و آزمايش هاي محيط زيستي (جذب آلاينده ها و خود تميزشوندگي) مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزودن اصلاح كننده نانو ZS به قير به طور موثر و قابل توجه آلاينده هاي اسيدي آب مثل نيترات (NO3) و سولفات (SO4) را جذب كرده و همچنين خواص مكانيكي مخلوط هاي آسفالتي متخلخل را بهبود بخشيد. ميزان جذب هر دو آلاينده به طور متوسط در مدت 1 روز بالاي 50% بود و ميزان كاهش در عملكرد فتوكاتاليستي بعد از گذشت سه روز كمتر از 2% بود كه نشان دهنده دوام بالاي نمونه هاي فتوكاتاليستي است. ميتوان از نتايج استنباط كرد كه عمر خستگي نمونه هاي آسفالتي متخلخل به طور ميانگين 85% با افزودن نانو zs افزايش يافت. همينطور نتايج حاكي از ان بود كه درصد نانوي بهينه در بين درصد هاي مورد بررسي در اين پژوهش برابر با 7% بود.

1400/07/25

The Feasibility of Concurrent Improvement of Surface Runoff Pollutants Absorption Ability and Mechanical Performance of Pavements by Using the Photocatalyst Nanoparticles Modified Porous Asphalt

9/18/2022 12:00:00 AM

There appears to be an ever-climbing trend toward environmental concerns in addition to road technical issues, resulting in the testing of new high-quality pavement. Due to the presence of pollutants in surface runoffs rooted in acid rainfall, researchers have discovered that these polluted runoffs in developed areas can pollute groundwater reserves. In this study, a novel high-quality green photocatalytic porous asphalt pavement with the ability to absorb contaminates was introduced. For these aims, porous asphalt mixes modified with photocatalyst nanoparticles ZnO/SiO2 (ZS) were fabricated. The sol-gel method was used to fabricate photocatalyst based on TiO2/SiO2 in this research. The compound above reacts with UV light and oxidizes contaminants, including nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOC). This ecofriendly PA mix was tested by mechanical performance tests (dynamic dreep, resilient modulus, moisture susceptibility, and fatigue life) and environmental tests (pollutants adsorption and self-cleaning). The results demonstrated that adding the nano-ZS modifier to the bitumen effectively removed NOx particles from the water and improved the mechanical properties of PA mixtures. The average amount of absorption of both contaminants was above 50% at first day and the amount of reduction in photocatalytic performance after three days was less than 2%, which indicates the high durability of photocatalytic asphalt samples. It can be inferred from the results that the fatigue life of porous asphalt samples was increased by an average of 85% by the addition of nano ZS. The results also showed that the optimal nanoparticle percentage was 7%.

آسفالت متخلخل؛ , خواص عملكردي , خزش ديناميكي , حساسيت رطوبتي , مدول برجهندگي , عمر خستگي , جذب آلاينده , آلاينده اسيدي , خود تمييز شوندگي , خود ترميم كنندگي , نانو مواد فتوكاتاليست

Porous Asphalt , Mechanical performance , Dynamic creep , Moisture susceptibility , Resilient modulus , Fatigue performance , Adsorb pollutants , Environmental tests , self-cleaning , Nanoparticles modifier