شماره ركورد
30511
پديد آورنده
سروش گيوتاج
عنوان
بهينهيابي مقدار پليمرهاي ترموپلاستيك پلي¬يورتان و استايرن ايزوپرن استايرن در مخلوط¬هاي آسفالتي داغ به روش طرح اختلاط تعادلي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - راه و ترابري
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1402/07/05
استاد راهنما
دكتر محمود عامري
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
خواص رئولوژيكي قير مورد استفاده در مخلوط¬هاي آسفالتي تأثير بسزايي بر عملكرد روسازي راه¬ها داردكه به دليل ترافيك و شرايط محيط زيستي در معرض شيار شدگي، خرابي¬هاي ناشي از رطوبت، ترك¬هاي ناشي از دماي پايين و خستگي قرار مي¬گيرند. همچنين آسفالت در برابر پيرشدگي در اثر گرما، نور خورشيد، اكسيژن يا تركيبي از اين عوامل آسيبپذير است كه بيشتر به فرسودگي روسازي آسفالتي منجر مي¬شود. بنابراين در راستاي بهبود ويژگي¬هاي آسفالت، افزايش طول عمر روسازي¬ها و جلوگيري از بروز خرابي¬هاي زودرس از طريق افزايش مقاومت قير و مخلوط¬هاي آسفالتي از روشهاي اصلاح مختلفي مانند اصلاح اسيد، اصلاح فيلر معدني، اصلاح پليمر و ... استفاده ميشود. در اين پژوهش به ارزيابي تأثير دو نوع پليمر مختلف با درصدهاي متفاوت شامل 5% و 10% ترموپلاستيك پلي¬يورتان و 5%، 10% و 15% استايرن ايزوپرن استايرن در مخلوط-هاي آسفالتي كه با استفاده از قير با درجه عملكردي 64-22PG و مصالح سنگي آهكي ساخته شده اند، پرداخته شده است. بدين منظور از آزمايش¬هاي مختلفي نظير آزمايش خزش ديناميكي در دماي 50 درجه سانتي¬گراد، آزمايش شاخص انعطاف¬پذيري ايلينويز و ترك كششي غيرمستقيم در دماي 25 درجه سانتي-گراد، آزمايش كشش غيرمستقيم در دو حالت تر و خشك، آزمايش خمش نيم¬دايره¬اي در دماهاي 0، 12- و 24- درجه سانتي¬گراد استفاده شده است. مقادير مناسب استفاده از دو پليمر مذكور به منظور دست¬يابي به بهترين عملكرد مخلوط¬ها، با استفاده از تحليل هم¬زمان نتايج آزمايش¬هاي عملكردي بر اساس رويكرد طرح اختلاط متعادل به¬دست مي¬آيد. مقايسه عملكرد مكانيكي مخلوط¬هاي آسفالتي اصلاح شده نشان داد كه با افزايش درصد استفاده از پليمر ترموپلاستيك پلي¬يورتان، عدد رواني، شاخص¬هاي ترك¬خوردگي در دماي پايين و چقرمگي شكست افزايش و نسبت كشش غيرمستقيم كاهش مي¬يابد. از سوي ديگر با افزايش درصد استفاده از پليمر استايرن ايزوپرن استايرن، عدد رواني، نسبت كشش غيرمستقيم و چقرمگي شكست افزايش و شاخص¬هاي ترك¬خوردگي در دماي مياني كاهش مي¬يابد. هم¬چنين نتايج نشان داد كه هنگام استفاده همزمان دو پليمر با يكديگر، عدد رواني و چقرمگي شكست نسبت به نمونه شاهد، افزايش و شاخص¬هاي ترك¬خوردگي در دماي مياني كاهش مي¬يابد. در رابطه با حساسيت رطوبتي نيز در تركيب¬هايي با 5% ترموپلاستيك پلي¬يورتان به همراه 5% استايرن ايزوپرن استايرن، 10% ترموپلاستيك پلي¬يورتان به همراه 5% استايرن ايزوپرن استايرن و نيز 10% ترموپلاستيك پلي¬يورتان به همراه 10% استايرن ايزوپرن استايرن نسبت كشش غيرمستقيم كاهش و در ساير تركيب¬ها افزايش يافته است. در نهايت، با استفاده از طرح اختلاط تعادلي و مقايسه عملكرد مخلوط¬ها در آزمايش كشش غيرمستقيم و شاخص انعطاف¬پذيري ايلينويز دو تركيب 5S0T (0% ترموپلاستيك پلي¬يورتان و 5% استايرن ايزوپرن استايرن) و 10S5T (5% ترموپلاستيك پلي-يورتان و 10% استايرن ايزوپرن استايرن) به عنوان تركيب¬هاي بهينه تعيين گرديد.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/11/18
عنوان به انگليسي
Optimization of Thermoplastic Polyurethane and Styrene Isoprene Styrene Content of Asphalt Mixtures Based on Balanced Mix Design
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سروش گيوتاج
چكيده به لاتين
The rheological properties of bitumen used in asphalt mixtures have a significant effect on the performance of road pavements, which are exposed to rutting, damage caused by humidity, cracks caused by low temperature and fatigue due to traffic and environmental conditions. Also, asphalt is vulnerable to aging due to heat, sunlight, oxygen or a combination of these factors, which leads to the breakdown of asphalt pavement. Therefore, in order to improve the characteristics of asphalt, increase the lifespan of pavements and prevent premature failures by increasing the strength of bitumen and asphalt mixtures, various modification methods such as acid modification, mineral filler modification, polymer modification, etc. is used. In this research, to evaluate the effect of two different types of polymers with different percentages including 5% and 10% thermoplastic polyurethane and 5%, 10% and 15% styrene isoprene styrene in asphalt mixtures that are made using bitumen with a performance grade of PG64-22 and limestone materials are made, it is discussed. For this purpose, various tests such as dynamic creep test at 50°C temperature, Illinois flexibility index test and indirect tensile Cracking Test at 25°C temperature, indirect tensile test in wet and dry conditions, the semicircular bend test has been used at temperatures of 0, -12 and -24 degrees Celsius. The appropriate amounts of using the two mentioned polymers in order to achieve the best performance of the mixtures are obtained by using the simultaneous analysis of the results of performance tests based on balanced mix design approach. The comparison of the mechanical performance of modified asphalt mixtures showed that with the increase in the percentage of polyurethane thermoplastic polymer, the flow number, cracking indices at intermediate temperature and fracture toughness increase and the tensile strength ratio decreases. On the other hand, with the increase in the use of styrene isoprene styrene polymer, the flow number, tensile strength ratio and fracture toughness increase and the cracking indices at medium temperature decrease. Also, the results showed that when two polymers are used together, the flow number and fracture toughness increase and the cracking indices decrease at intermediate temperature compared to the control sample. In relation to moisture-induced damage, in combinations with 5% thermoplastic polyurethane along with 5% styrene isoprene styrene, 10% thermoplastic polyurethane along with 5% styrene isoprene styrene and also 10% thermoplastic polyurethane along with 10% Styrene isoprene styrene, tensile strength ratio has decreased and increased in other compounds. Finally, by using balanced mix design and comparing the performance of the mixtures in the indirect tensile test and the Illinois flexibility index, two compounds T0S5 (0% thermoplastic polyurethane and 5% styrene isoprene styrene) and T5S10 (5% thermoplastic polyurethane and 10% styrene isoprene styrene) were determined as optimal combinations.
كليدواژه هاي فارسي
مخلوط¬هاي آسفالتي , ترموپلاستيك پلي¬يورتان , استايرن ايزوپرن استايرن , طرح اختلاط متعادل , خمش نيم¬دايره¬اي
كليدواژه هاي لاتين
Asphalt mixtures , thermoplastic polyurethane , styrene isoprene styrene , balanced mix design , semi-circular bend
Author
Soroush Givtaj
SuperVisor
Dr. Mahmoud Ameri