22979

ساختار شيميايي و تحليل فيزيكي - عملكردي دماي بالا و پايين قير بازيافتي از تراشه هاي آسفالتي

دكتري

راه و ترابري

1399/09/03

دكتر علي منصورخاكي

دكتر محمود عامري

عمران

تراشۀ بازيافتي از ترميم رويه هاي آسفالتي، بخش اعظمي از مصالح دورريز را تشكيل داده و در اغلب موارد در فرايند بازيافت مخلوط هاي بتن آسفالتي استفاده مي گردد. تعيين درصد قير بازيافتي و همچنين نوع،درصد افزودني و توجيه اقتصادي آن يكي از مهمترين مسائل بازيافت گرم و تهيه مخلوط آسفالتي جديد مي باشد. تغيير ساختار شيميايي و مشخصات فيزيكي قير فرسوده موجود در تراشه آسفالتي در طول زمان باعث شده تا براي استفاده مجدد از اين مصالح در مخلوط¬هاي آسفالتي جديد، اصلاحاتي بر روي قير فرسوده با افزودن تركيبات قيرهاي تازه، مواد جوان ساز و ساير افزودني ها صورت گيرد. در اين رساله، قير فرسوده از تراشه آسفالتي استخراج مي شود، ساختارشيميايي و مشخصات فيزيكي آن بررسي و با قير پايه اي كه در هنگام ساخت اوليه تراشه آسفالتي استفاده شده، مقايسه مي گردد. سپس با يك قيرنرم تر(100/85)، جوان ساز نفتي و پليمر پلي بوتادين رابر با نسبت هاي 50/50، 70/30، 75/25 و 85/15 درصد تركيب مي گردد. آزمايش هاي كرماتوگرافي(سارا)، طيف سنجي مادون قرمز فوريه و ميكروسكوپ نيروي روبشي براي تحليل شيميايي آن انجام مي شود. سپس تحت آزمايش هاي رئولوژيكي همچون رئومتر برش ديناميكي، تنش و كرنش در چند سطح و رئومتر تيرچه خمشي قرار مي گيرد. در پايان نيز براي بررسي رفتار مخلوط آسفالتي در دماي بالا و پايين از آزمايش هاي شيارشدگي و تير سه نقطه اي استفاده مي شود. نتايج حاكي از آنست كه آسفالتن اساسي ترين جزء اثرگذار بر رفتار رئولوژيكي قير است. در اختلاط با 50 درصد تراشه، عملكرد قير نرم تر در مقايسه با جوان سازنفتي (رپ اويل) بهتر بوده است. براي قير اصلاح شده با جوان ساز (حاوي 100 درصد تراشه) عملكردي شبيه قير پايه بدست آمد. پليمر پلي بوتادين رابر، عليرغم داشتن نقطه شيشه اي شدن بسيار پايين(96-) نتوانسته عملكرد دماي پايين را احيا نمايد. در اين تحقيق، خصوصيات شيارشدگي مخلوط آسفالتي (عمق شيار) داراي ارتباط مستقيم رياضي با پارامترهاي آزمون خزش و بازگشت در چند سطح تنش (نرمي بازگشت ناپذير و درصد بازگشت كرنش) است. بعلاوه، خصوصيات ترك خوردگي دماي پايين مخلوط آسفالتي (مقدار انرژي شكست در آزمايش خمش سه نقطه اي) با درصد تراشه داراي رابطه رگرسيوني قوي بوده اما رابطه رياضي قوي با پارامترهاي آزمون تيرچه خمشي نمونه هاي قيري مشاهده نشد.

1399/10/16

Chemical properties and rheological performance of the binder extracted from RAP

11/24/2021 12:00:00 AM

Reclaimed asphalt pavement (RAP) produced from repairing and maintaining asphalt pavement layers is one of the waste materials which has bad effects on the environment. Determining the binder content of reclaimed asphalt, additive dosages, type, and its economic efficiency are the most important topics in producing new asphalt. Different additives such as rejuvenators, softer binders, and polymer modified binders have been used to recover the chemical and rheological properties of the RAP. In this research, firstly, reclaimed binder extracted from RAP, then its chemical and rheological properties were investigated and compared with the control binder. In the next step, a softer binder (a P/G of 85/100), a 7/2% oil rejuvenator, and polybutadiene rubber were blended with different RAP contents (15, 25, 30, 50, and 100%). Chromatography (SARA fractionation test), furious transform infrared spectroscopy, and atomic force microscope were conducted on the samples. For evaluating rheological properties, dynamic shear rheometer (DSR), bending beam rheometer (BBR), and multiple stress & creep recovery (MSCR) tests were leveraged. Besides for asphalt mixture samples, wheel track and semi-circular beam (SCB) tests were conducted. Results showed that asphaltene is the most important fraction of the binder. Softer binder blended with 50% RAP content showed the best performance. While in 100% RAP content, the rejuvenated binder showed better performance. Despite a very low glass transition temperature of PBR (-98), the sampled modified by PBR didn’t show a low-temperature improvement. Moreover, some strong relationships between rut depth and MSCR test parameters (Jnr and R %), SCB (fracture energy), and BBR test results were obtained.

تراشه آسفالتي , بازيابي قير , ، رفتار رئولوژيكي , ساختار شيميايي

chemical constitute , rheological properties , inder extraction, , RAP binder