شماره ركورد
19987
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۱۹۹۸۷
پديد آورنده
مصطفي وامق
عنوان
بررسي اثر آميخته پليمري ترموپلاستيك – الاستومري بر رفتار مخلوطهاي آسفالتي گرم
مقطع تحصيلي
دكتراي تخصصي
رشته تحصيلي
راه و ترابري
سال تحصيل
1393
تاريخ دفاع
۱۳۹۷/۱۰/۱۰
استاد راهنما
دكتر محمود عامري
دانشكده
عمران
چكيده
هدف از احداث روسازي ارائه يك سطح صاف و هموار است كه بايد از ايمني كافي براي تردد وسايل نقليه برخوردار و همچنين در مقابل انواع خرابيها مقاومت كافي داشته باشد. تركخوردگي در اثر تكرار بار (خستگي)، تركهاي حرارتي در دماي پايين و تغيير شكلهاي دائمي كه در دماهاي بالا، جديترين خرابيهاي روسازيهاي انعطافپذير هستند كه نهتنها باعث افزايش هزينههاي نگهداري روسازيها ميشود بلكه عمر مفيد بهرهبرداري آن را نيز كاهش ميدهد.
قير عنصر اصلي مخلوط آسفالتي است كه خصوصيات ويسكوالاستيك در طول فرآيند توليد و در عمر خدمتدهي به آن وابسته است. در سالهاي اخير، اصلاح قير با انواع افزودنيها بهمنظور بهبود عملكرد مخلوطهاي آسفالتي و كاهش هزينههاي تعمير و نگهداري در دوران بهرهبرداري از روسازي، افزايش قابلتوجهي داشته است.
خانواده پليمرها يكي از كارآمدترين افزودنيهاي قير ميباشند كه موجب بهبود عملكرد قير در مخلوطهاي آسفالتي ميگردند و در بين انواع پليمرها، پليمرهايي همچون SBS ازجمله مهمترين مواد اصلاحكننده قير به شمار ميآيد. اما قيمت زياد اين پليمر سبب شده است كه زمينه تحقيقاتي بر روي ديگر پليمرهاي همخانواده آن فراهم شود. آميختههاي پليمري (تركيب دو يا چند پليمر مختلف با يكديگر) هميشه بهعنوان يك گزينه ارزان، عملي و كارآمد براي جايگزيني با كوپليمرهاي شيميايي مطرح بوده است.
در اين پژوهش از تركيب دو پليمر ارزانقيمت SBR و PP كه هر دو توليد پتروشيميهاي داخل كشور ميباشند جهت ايجاد آميخته پليمري استفادهشده است. اين دو پليمر با نسبتهاي 70-30، 50-50، 30-70، بهوسيله دستگاه اكسترودر با يكديگر تركيبشدهاند. براي ساخت قيرهاي اصلاحشده، آميخته پليمري ايجادشده در درصدهاي 3، 4 و 5 و پليمر SBS (بهعنوان نمونه شاهد پليمري) در درصدهاي 4 و 5 با قير پايه70-60 بهوسيله همزن برشي دور بالا (HighShear) اختلاط گرديده است. جهت ارزيابي عملكرد قيرهاي اصلاحشده آزمايش تجزيه SARA، آزمايش طيفسنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، آزمايش پايداري حرارتي، آزمايش ويسكوزيته دوراني، آزمايش جاروب دما، آزمايش LAS و آزمايش MSCR بر روي كليه قيرها انجامگرفته است. همچنين آزمايش مدول برجهندگي، آزمايش كشش غيرمستقيم، آزمايش خزش ديناميكي و آزمايشهاي خستگي قطري و خستگي تير خمشي بر روي مخلوطهاي آسفالتي انجام گرديده است.
نتايج آزمايش SARA نشاندهنده افزايش آسفالتن در قيرهاي اصلاحشده است كه منجر به افزايش استحكام قير ميگردد و همچنين نتايج آزمايش FTIR ايجاد گروهاي الكل، فنلها و استرها در قير اصلاحشده ميباشد باعث افزايش استحكام و چسبندگي در اين قيرها ميگردد. بر اساس نتايج آزمايشهاي عملكردي قير، عمر خستگي و مقاومت شيار شدگي بيشتري در قيرهاي اصلاحشده با آميخته پليمري نسبت به ساير نمونهها مشاهده ميگردد. همچنين نتايج آزمايشهاي انجامشده بر روي مخلوط آسفالتي نيز افزايش چسبندگي، دوام و الاستيسته بيشتر در مخلوطهاي اصلاحشده را نشان ميدهد كه منجر به افزايش مقاومت در برابر رطوبت، عمر خستگي و مقاومت در برابر تغيير شكل دائم در مخلوطهاي آسفالتي ميشود. با توجه به اينكه قير نقش اساسي در عملكرد مخلوطهاي آسفالتي دارد، نتايج آزمايش عملكرد مخلوطهاي آسفالتي با قير با يكديگر ارتباط مستقيم دارند.
آميختههاي پليمري عملكرد خوبي از خود بجاي گذاشتهاند بخصوص قير حاوي 70 درصد SBR و 30 درصد PP كه بهترين عملكرد را بين كليه نمونهها داشته است.
تاريخ ورود اطلاعات
1397/11/07
عنوان به انگليسي
Evaluation of the effect of thermoplastic - elastomeric polymer blends on Hot Mix Asphalt performance
تاريخ بهره برداري
12/31/2018 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مصطفي وامق
چكيده به لاتين
The pavement should be able to provide a smooth surface that should have sufficient safety to drive vehicles and also have enough resistance to failures.
Asphalt binder is one of the most important factors affecting the performance of asphalt mixtures. Since neat asphalt binder is not able to provide the proper conditions in the mixture to bear today's traffic loads, it is necessary to modify the asphalt binder with some additive.
Polymer additives have shown successful results as modifiers of asphalt binder and asphalt mixes. Their basic function is to improve the physical, chemical, and rheological properties of asphalt binder.
In this study, a combination of two types of cost-effective polymers has been used to improve the properties of binder and to achieve properties similar to that of styrene-butadiene-styrene. Since the two SBR and PP polymers are classified as elastomers and plastomers, respectively,
SBR and PP polymers with ratios of 70/30, 50/50 and 30/70, at 3, 4 and 5 wt% of asphalt binder were used, and the performance of binder and asphalt mixtures containing these polymer blends was compared with that of asphalt mixtures containing 4% and 5% SBS polymer. To increase the stability of polymers in asphalt binder, CLOSITE 15A nanoclay was used at 1.5 wt% of asphalt binder.
In order to evaluate the performance of the binder, the SARA, FTIR, storage stability test, rotational viscosity test, DSR test, LAS test and MSCR test were conducted on the binders samples and performance of asphalts mixtures was investigated using the indirect tensile strength test, resilient modulus test, dynamic creep test, indirect tensile fatigue test and Four-point bending beam fatigue test.
The results of tests performed on binder and asphalt mixture specimens showed that the use of polymer blends improves the performance of binder and asphalt mixtures.
Furthermore, the samples containing 5% polymer blends with 70% of SBR Shows better test results in comparison to a sample containing 5% SBS and showed the best performance among all samples.