بررسی پتانسیل شیارشدگی و مدول برجهندگی مخلوط آسفالت لاستیکی حاوی الیاف پارافیبر

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

2 دانشجو دکتری مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

چکیده

در دهه‌های گذشته، پژوهشگران بسیاری در راستای اصلاح خصوصیات قیر و استفاده از اینگونه قیرها در مخلوط‌های آسفالتی تلاش کرده‌اند. افزودن پودر لاستیک به قیر و تولید آسفالت لاستیکی خصوصیات مطلوبی برای مخلوط آسفالتی ایجاد می‌نماید که گامی در جهت حرکت در مسیر توسعه‌ی پایدار و حفظ محیط زیست خواهد بود. ضعف اساسی این نوع مخلوط آسفالتی، افزایش دماهای اختلاط و تراکم و به موجب آن افزایش هزینه‌های ساخت و صعوبت اجرا است. در این تحقیق سعی شده‌است، اثر افزودنی نیمه‌گرم پارافیبر در کاهش دمای اختلاط آسفالت‌های لاستیکی مورد بررسی قرار گیرد. قیر با دو درصد مختلف 8 و 16درصد پودر لاستیک  مخلوط  و با سه درصد مختلف 1 ، 2 و 3 درصد وزنی مخلوط آسفالتی افزودنی پارافیبر اصلاح شد. همچنین نمونه‌های مخلوط آسفالتی در دو دمای اختلاط 130و150 درجه به روش مارشال، آماده و سپس متراکم شدند.  برای بررسی عملکردی روی نمونه های آسفالتی ساخته شده،  آزمایشات مارشال (استحکام و روانی)، خزش دینامیکی و مدول برجهندگی انجام پذیرفت. نتایج آزمون مدول برجهندگی نشان داد که با افزودن پودر لاستیک، به مخلوط‌های آسفالتی و همچنین افزایش پارافیبر مدول برجهندگی افزایش می‌یابد. نتایج آزمایش خزش دینامیکی نیز نشان داد که در دمای اختلاط 150 درجه سانتی‌گراد مقاومت شیارشدگی بهتر از نمونه‌های شاهد بوده است. این در حالی است که در دمای اختلاط 130 درجه سانتی‌گراد مقاومت شیارشدگی کاهش یافته است. همچنین نتایج نشان داد که افزایش درصد پارافیبر مقاومت شیارشدگی آسفالت‌های لاستیکی را بهبود می‌بخشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Grooving Potential and Modulus of Resistance of Rubber Asphalt Mixture Containing Parafiber Fibers

نویسندگان [English]

  • Gholamali shafabakhsh 1
  • saeid asadi 2
  • abolfazl mohammadi janaki 2
1 Professor, Department of Highway and Transportation, Faculty of Civil Engineering, Semnan University
2 Ph.D. candidate, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, I.R. Iran.
چکیده [English]

In the past decades, many researchers have tried to improve the properties of bitumen and use such bitumen in asphalt mixtures. Adding rubber powder to bitumen and producing rubber asphalt creates desirable properties for the asphalt mixture, which will be a step towards moving towards sustainable development and environmental protection. The main disadvantage of this type of asphalt mix is ​​the increase in mixing temperatures and density, thereby increasing construction costs and difficulty of execution. In this research, the effect of semi-hot paraffin additive on reducing the mixing temperature of rubber asphalts has been investigated. Bitumen was mixed with two different percentages of 8 and 16 percent of rubber powder and modified with three different percentages of 1, 2 and 3 percent by weight of paraffin additive asphalt mixture. Also, samples of asphalt mixture were prepared and then compacted at two mixing temperatures of 130 and 150 degrees by Marshall method. To evaluate the performance of the asphalt samples, Marshall tests (strength and fluidity), dynamic creep and resilience modulus were performed. The results of modulus test showed that by adding rubber powder to asphalt mixtures as well as increasing the fiber modulus, the modulus increases. The results of dynamic creep test also showed that at a mixing temperature of 150 °C the furrowing resistance was better than the control samples. However, at a mixing temperature of 130 °C, the grooving resistance is reduced. The results also showed that increasing the percentage of parafiber improves the corrosion resistance of rubber asphalts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rubber asphalt
  • Warm Mix Asphalt
  • Parafiber
  • Rutting
  • Dynamic Creep
- شفابخش، غلامعلی، رضائیان، محمدرضا (1389) " بررسی تاثیر درصد و نوع افزودنی ها بر پارامترهای مقاومتی مخلوز های بازیافت سرد با کف قیر"، پژوهشنامه حمل و نقل, شماره دوم، ص53-66.
 
- عامری، محمود، امیری‌هرمزکی، مهدی و وامق، مصطفی، خیبری، محمد مهدی (1398) "ارزیابی عملکرد مخلوط های آسفالتی گرم (WMA) با مواد افزودنی های گرم آلی و شیمیایی"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل دوره دهم، شماره 4 ص 987-1002.
 
- نام‌آور‌جهرمی، محمد، ابوطالبی‌اصفهانی، محسن (1397) " بررسی آزمایشگاهی الیاف پارافیبر"، دهمین همایش ملی و نمایشگاه قیر، آسفالت و ماشین آلات، 22 آبان 1397.
 
- نام‌آور‌جهرمی، محمد، سی‌سختی، سعید و قزل‌بیگلو، امیر (1396) "بررسی عملکرد الیاف پلی اتیلن و پارافیبر در مخلوط آسفالتی با آزمایش خزش دینامیکی"، دومین همایش ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار، دانشگاه استهبان، 10 اسفند 1396.
 
- نام‌آور‌جهرمی، محمد، میریان، وحید، دادیار، محمد و ذوالقدری‌جهرمی، علی­رضا (1397) "بررسی عملکرد الیاف پارافیبر و پلی اتیلن در مخلوط آسفالتی با آزمایش شیارافتادگی"، دومین کنفرانس ملی مهندسی عمران، معماری با تاکید بر اشتغال­زایی در صنعت ساختمان، تهران، 13 تیر 1397.
 
- Akisetty, C., Xiao, F., Gandhi, T., and Amirkhanian, S. (2011) "Estimating correlations between rheological and engineering properties of rubberized asphalt concrete mixtures containing warm mix asphalt additive". Construction and Building Materials., Vol 25, No. 2, PP. 950-956.
 
- Behroozikhah, A., Morafa, S. H., and Aflaki, S. (2017) "Investigation of fatigue cracks on RAP mixtures containing Sasobit and crumb rubber based on fracture energy". Construction and Building Materials., No. 141, PP. 526-532.
 
- Brown, D. R., Jared, D., Jones, C., and Watson, D. (1997) "Georgia’s Experience With Crumb Rubber in Hot-Mix Asphalt. Transportation Research Record". the Transportation Research Board., Vol 1583, No. 1, PP. 85-51.
 
- Fontes, L. P. T. L., Pereira, P. A. A., Trichês, G., Pais, J. C., and Luzia, R. (2008) "Laboratory optimization of continuous blend asphalt rubber". Retrieved from.
 
- Gopal, V. T., Sebaaly, P. E., and Epps, J. (2002) "Effect of Crumb Rubber Particle Size and Content On The Low Temperature Rheological Properties of Binders". Retrieved from., Vol 99, No. 100, PP. 955-959.
 
- Hasan-Nattaj, F. and Materials, M. N.-. (2017) "The effect of forta-ferro and steel fibers on mechanical properties of high-strength concrete with and without silica fume and nano-silica". Construction and Building., Retrieved from. Vol. 137, pp. 552-572.

- Huang, Y., Bird, R. N. and Heidrich, O. (2007) "A review of the use of recycled solid waste materials in asphalt pavements". Resources, Conservation and Recycling., Vol 52, No. 1, pp. 58-73.
 
- Kumar, P., Mehndiratta, H. C., and Immadi, S. (2009) "Investigation of Fiber-Modified Bituminous Mixes. Transportation Research Record". the Transportation Research Board., Vol 2126, No. 1, PP. 91-99.
 
- Kumar, P., Mehndiratta, H. C., and Singh, K. L. (2010) "Comparative Study of Rheological Behavior of Modified Binders for High-Temperature Areas". Materials in Civil Engineering., Vol 22, No. 10, PP. 978-984.
 
- Lee, S. J., Akisetty, C. K., and Amirkhanian, S. N. (2008) "The effect of crumb rubber modifier (CRM) on the performance properties of rubberized binders in HMA pavements". Construction and Building Materials., Vol 22, No. 7, PP. 1368-1376.
 
- Mahrez, A, and Rehan, M. (2003)" Rheological evaluation of aging properties of crumb rubber-modified bitumen. Of the Eastern Asia Society for Transportation Studied". Retrieved from., Vol 5, PP. 820-833.
 
- Mahrez, Abdelaziz, Karim, M. R., and Katman, H. Y. bt. (2005), "Fatigue and Deformation Properties of Glass Fiber Reinforced Bituminous Mixes". the Eastern Asia Society for Transportation Studies., Vol 6, PP. 997-1007.
 
- Mashaan, N. S., Ali, A. H., Karim, M. R., and Abdelaziz, M. (2011) "Effect of crumb rubber concentration on the physical and rheological properties of rubberised bitumen binders". the Physical Sciences., Vol 6, No. 4, PP. 684-690.
 
- Mirabdolazimi, S. M., and Shafabakhsh, G. (2017) "Rutting depth prediction of hot mix asphalts modified with forta fiber using artificial neural networks and genetic programming technique". Construction and Building Materials., Vol 148, PP. 666-674.
- Oliveira, J. R. M., Silva, H. M. R. D., Abreu, L. P. F., and Fernandes, S. R. M. (2013) "Use of a warm mix asphalt additive to reduce the production temperatures and to improve the performance of asphalt rubber mixtures". Cleaner Production., Vol 41, PP. 15-22.
 
- Putman, B. J., Thompson, J. U., and Amirkhanian, S. N. (2005) "High temperature properties of crumb rubber modified binders". Proceeding of the Mairepav 4.
 
- Shen, J., Amirkhanian, S., Xiao, F., and Tang, B. (2009) "Influence of surface area and size of crumb rubber on high temperature properties of crumb rubber modified binders". Construction and Building Materials., Vol 23, No. 1, PP. 304-310.
 
- Tanzadeh, J., Vafaeian, M., and Yusefzadeh-Fard, M. (2017) "Laboratory study on the performance of hybrid macro soil fiber reinforced mixture". Vol 134, PP. 50-55. Construction and Building. Retrieved from.
 
- Way, G. B., Kaloush, K., and Biligiri., K. P. (2012) "Asphalt-rubber standard practice guide–an overview. Proceedings of Asphalt Rubber". PP. 23–40.
 
- Yang, X., You, Z., Hasan, M. R. M., Diab, A., Shao, H., Chen, S., and Ge, D. (2017) "Environmental and mechanical performance of crumb rubber modified warm mix asphalt using Evotherm". Cleaner Production, Vol 159, PP. 346–358.
 
- Yu, H., Leng, Z., and Gao, Z. (2016), "Thermal analysis on the component interaction of asphalt binders modified with crumb rubber and warm mix additives". Construction and Building Materials., Vol 125, PP. 168–174.