بررسی اثر افزودنی‏های ضد عریان شدگی و نوع مصالح سنگدانه‏ای بر مقاومت مخلوط‏های آسفالتی در برابر آسیب‏های رطوبتی (مطالعه موردی: استان اردبیل)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهر، اهر، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

یکی از مشکلات عمده در روسازی به ویژه در مناطق مرطوب، پدیده عریان‌شدگی مخلوط­های آسفالتی است. در این تحقیق با تمرکز بر شناسایی نحوه  ایجاد پدیده عریان‌شدگی، عوامل دخیل در بروز این خرابی مورد شناسایی قرار گرفته و روش­های افزایش دوام آسفالت در برابر این خرابی مورد بررسی شده است. در این راستا از فیلر آهکی، آهک هیدراته و نانو مواد زایکوترم به‌عنوان مواد ضد عریان شدگی مناسب در مقادیر مختلف استفاده شده و مخلوط­های بهینه مقاوم در برابر پدیده عریان­شدگی تهیه شده­اند.
همچنین با توجه به اینکه استان اردبیل تغییرات دمایی بیشتری را نسبت به مناطق معتدل تجربه می­کند، در این تحقیق این استان به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و مصالح سنگی از سه معادن A، B و C واقع در این منطقه تهیه و با استفاده از آزمایش ASTM C294 مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین با استفاده از آزمایش­ کشش غیرمستقیم بر روی نمونه­های خشک و اشباع مخلوط آسفالتی و طبق استاندارد AASHTO T283پتانسیل عریان­شدگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مشخصات مصالح و نیز متنوع بودن مصالح در معادن رودخانه­ای بر عملکرد مخلوط­های آسفالتی در برابر رطوبت تاثیر دارد. همچنین طبق نتایج بدست آمده استفاده از 2 درصد آهک هیدراته، 4 درصد فیلر سنگ آهک، و یا 1/0 درصد وزن قیر از نانو مواد زایکوترم، مقاومت مخلوط آسفالتی مصالح سنگی A و C (مصالح سیلیسی) را در برابر عریان‌شدگی مخلوط آسفالتی به صورت قابل توجهی افزایش می‌دهد، درحالی‌که استفاده از افزودنیهای منتخب در مخلوط­های آسفالتی با مصالح سنگی B (مصالح آهکی) تاثیری در افزایش نسبت مقاومت TSR نمونه­های آسفالتی ندارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of anti-stripping additives and type of aggregate on resistance against moisture damage in asphalt mixtures (Case study: Ardebil)

نویسندگان [English]

  • Alireza Khavandi 1
  • mahboob heidari 2
  • ahmad dehghani 3
1 Zanjan University
چکیده [English]

One of the main pavement distress in regions with a significantly large amount of rain and snow is stripping of aggregates. In this research study, in addition to focusing on stripping formation, the main factors contributing to the severity of stripping and the ways to improve the durability of the asphalt pavement are investigated. The effect of different quantities of limestone filler, hydrated lime, and nanomaterials called Zychoterm as anti-stripping agents are investigated and optimal mix designs using these materials are provided.
Since annual temperature variation of Ardebil province is larger than temperate regions, so this province is chosen as the case study of this research. Aggregate from three different mines, referred to as mine A, B, and C, are obtained and are investigated using C294 test. The stripping potential of dry and saturated asphalt specimens are tested based on AASHTO T283 using indirect tensile strength test. The results show the effect of aggregate type on the asphalt mixtures’ performance. Specifically, the asphalts mixes from aggregates of mine A and C have shown a significant improvement against stripping when mixed with 2% hydrated lime, 4% limestone filler, or 0.1% Zychoterm. In contrast, using these additives in asphalts made from aggregate type B, which was limestone, did not show any increase in the TSR strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "stripping"
  • "limestone filler"
  • ""
  • "hydrated lime"
  • "Zycotherm"
- ASTM C294-12, (2012) “Standard Descriptive Nomenclature for Constituents of Concrete Aggregates” ASTM standards.
- Ghaffarpour, G. J. (2008) “Estimation of resistance to moisture destruction in asphalt mixtures”, Construction and Building Materials, Vol. 23, No. 6, pp. 2324–2331.
- Al-Qadi, Imad L., Abuwad, Ibrahim M., Dhasmana, Heena,  Coenen, Aaron R. and Trepanier, James, S. (2014) “Effect of varios asphalt binder additives/modifiers on moisturesceptible asphaltic mixtures” , University of Illinois at Urbana-Champaign, Research Report FHWA-ICT-14-004, January 2014.
- Little, D. N. and Jones, D. R. (2003) ”Chemical and mechanical processes of moisture damage in hot mix asphalt pavements” Moisture Sensitivity of Asphalt Pavements: A National Seminar, Transportation Research Board of the National Academies, February 4-6.
- Maupin, G. W. (2003) ”Additional asphalt to increase the durability of Virginia’s superpave surface mixes” ,Virginia Transportation Research Council,Virginia, USA, FHWA/VTRC  03-R15,, Final Report, Jun 2003.
- Naglaa, K. and Rashwan, N. K.(2016) “Hot mix asphalt (HMA) performance as affected by limestone powder filler content”, Department of Civil Engineering, Industrial Education College, Beni- Suef, Egypt, World Applied Sciences Journal 34 (2): 237-244.
- Rafiqul, A.T. and Arif, M.Z. ( 2010) Nanoscale evaluation of moisture damage in polymer modified asphalts”, Journal of Materials in Civil Engineering © ASCE, Vol. 22, No. 7, pp. 714–725.
- Santucci, L. (2010) “Minimizing moisture damage in asphalt pavements”,Technologhy Transfer Program, Division of Reaserarch and Innovation at the California Department of Transportation, California, USA.
- Sarsam, S. and Al-Azawi, E. (2013) “Modeling the stripping potential of asphalt concrete”, Airfield and Highway Pavement Conference, 2013,  pp. 999-1007.
- Sengoz, B. and  Agar, E. (2007) Effect of asphalt film thickness on the Moisture sensitivity characteristics of hot mix asphalt” Journal of Building and Environment, Vol. 42, No. 10, pp. 23621 – 3628.
-  Shah, B. D (2003) Evaluation of moisture damage within asphalt concrete mixes”, Texas A&M University, Texas, USA.
-دهناد، محمدحسین (1390)  بررسی تاثیر تناوب بارگذاری و تغییر دما بر پدیده برهنگی مخلوط­های آسفالتی، پایان­نامه کارشناسی ارشد، گروه راه و ترابری، دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران.
- عبدی، علی ( 1383) ارائه یک رویکرد طرح مخلوط برای جلوگیری از عریان­شدگی مصالح سنگی ، پایان­نامه کارشناسی ارشد، گروه راه و ترابری، دانشگاه تربیت مدرس.
- علی نسب، رضا، کاووسی، امیر و احمدی، امین (1393) ارزیابی تاثیر فیلرهای آهکی در کاهش آثار تخریبی رطوبت و یخبندان با استفاده از آزمایش کشش غیرمستقیم و مقاومت فشاری در مخلوطهای آسفالتی، مجله علمی و پژوهشی عمران مدرس، دوره چهاردهم، تابستان 1393.
- محسنی ابیانه، هومن (1390) بررسی تاثیر آماده­سازی مصالح سنگی با استفاده از سیمان پرتلند و آهک شکفته در قیاس با استفاده از پاره­ای مواد ضد جدایی در خواص دوام و تغییر شکل دائم مخلوط­های آسفالتی روسازی پایان­نامه کارشناسی ارشد، گروه راه­و­ترابری، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران ، دانشگاه آزاد اسلامی.