ارزیابی عملکرد حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی حاوی ایوانیک و زایکوترم

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

سلامت روسازی جاده‌ها ازجمله عواملی است که در ایمنی و راحتی رانندگان بسیار مؤثر است. از این‌ رو ارزیابی عملکرد آسفالت برای کنترل خرابی‌های رایج آن مانند حساسیت رطوبتی، امری ضروری است. در بین اجزای مخلوط آسفالتی اگر چه مقدار قیر موجود در آسفالت ناچیز است، اما نقش بسیار تاثیرگذاری در عملکرد مخلوط آسفالتی ایفا می‌کند. یکی از روش‌های ارتقاء عملکرد مخلوط‌ های آسفالتی استفاده از افزودنی‌ها، جهت اصلاح خواص قیر و نهایتاً مخلوط آسفالتی است. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی و مقایسه اثر نانو ماده زایکوترم به عنوان افزودنی رایج و ایوانیک به عنوان افزودنی نوین،  در بهبود عملکرد مخلوط‌های آسفالتی اصلاح‌شده در برابر پدیده خرابی رطوبتی است تا انتخاب افزودنی ضد عریان شدگی به شایستگی و راحت‌تر انجام پذیرد. برای این منظور از مصالح سنگی آهکی با دانه‌بندی شماره 4، پودر سنگ به‌عنوان فیلر، قیر خالص  60 – 70 و افزودنی‌های زایکوترم و ایوانیک هرکدام به مقدار  1/0 و 3/0 درصد نسبت به وزن قیر به‌عنوان نانو مواد ضد عریان شدگی استفاده‌شده است. برای ارزیابی اثر این مواد در میزان  مقاومت در برابر رطوبت در مخلوط های آسفالتی  از آزمایش‌های مقاومت کششی غیر مستقیم (لاتمن اصلاح‌شده) و جوشان تگزاس و همچنین برای ارزیابی سایر خصوصیات عملکردی از آزمایش‌های مارشال ،  مدول برجهندگی و خزش دینامیکی بر روی نمونه‌ های آسفالتی اصلاح‌ شده و اصلاح نشده، انجام گرفت است. نتایج آزمایش‌های انجام گرفته نشان می‌دهد که زایکوترم و ایوانیک به ترتیب در درصدهای 1/0 و 3/0 درصد، باعث افزایش 15 و 9 درصدی مقاومت رطوبتی و افزایش 37 و 7 درصدی مقاومت شیارشدگی نسبت به نمونه اصلاح نشده گشته‌اند که این نشان از عملکرد بهتر نانو ماده زایکوترم نسبت به ایوانیک در بهبود خواص حساسیت رطوبتی مخلوط است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Moisture Sensitivity Evaluation of Modified hot mix asphalt with Zycotherm and Evonic

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Ameri 1
  • Mostafa Vamegh 2
  • Iman Amiri 3
  • Seyed Farhad Cahvoshian Naeni 3
1 Professor, School of Civil Engineering., Iran University of science and Technology
2 School of Civil Engineering, IUST
3 M.Sc., School of Civil Engineering., Iran University of science and Technology
چکیده [English]

 The pavement quality has a great impact on safety of road and convenience of driving and makes it essential to evaluate the asphalt performance to control its common failure such as moisture sensitivity. Although the amount of bitumen in asphalt mixtures is not high, it has a significant impact on mixture performance. So, when the performance of modified bitumen improved by additives, it would result in better performance of asphalt mixture. Evaluation of moisture sensitivity in modified asphalt mixture by adding Zycotherm and Evonic as bitumen modifiers has been studied in this research. Limestone graded number 4, bitumen with 60-70 penetration grade and two nanomaterial additives called Zycotherm and Evonic in two different percentage (0.1 and 0.3 weight percentage of bitumen) have been used to make the asphalt mixture samples in this study. In order to evaluate the effects of these two nanomaterials on moisture sensitivity of asphalt mixture, the indirect tensile strength test (modified Lotman test) and Texas boiling test has been performed. In addition, Marshal stability test, resilient modulus test and dynamic creep test have been done on both modified and unmodified asphalt mixture samples. A comparison between the test’s results of modified and unmodified mixtures shows a better sustainability of asphalt against moisture by using Zycotherm and Evonic as bitumen modifiers. The suitable portion of each nanomaterial additives are 0.1 percentage for Zycotherm and 0.3 percentage for Evonic. Moreover, the results show that the Zycotherm is more effective on improvement of moisture sensivity and performance of asphalt mixture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hot Mix Asphalt
  • Moisture Sensitivity
  • Zycotherm
  • Evonik
  • Permanent Deformation
-امینی، بهنام و رجب بلوکات، محمد جواد (1392)" بهبود حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی با افزودن کامپوزیت استایرن بوتادین لاستیک و نانورس"، مجله علمی پژوهشی عمران مدرس، دوره سیزدهم، شماره 2، ص. 123-132.
-عامری، محمود؛ وامق، مصطفی؛ روح الامینی، حامد و بمانا، کیوان (1394) "ارزیابی حساسیت رطوبتی در مخلوطهای آسفالتی گرم (HMA) حاوی نانو رس"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل، سال ششم، شماره چهارم، ص. 613-626.
-فخری، منصور و بوالحسنی، محمد (1389) "بررسی تاثیر استفاده هم زمان فیلر آهکی و آنتی اساتریپینگ مایع بر روی خرابی عریان شدگی بتن آسفالتی گرم"، پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، مشهد، ایران.
-Aman, M. Y., Shahadan, Z. and Noh, M. Z. M. (2014) "A comparative study of anti-stripping additives in porous asphalt mixtures", Journal Teknologi, Vol. 70, No. 7, pp.139-145.
-American Association of State Highway and Transportation Officials (2000)" Standard method of test for resistance of compacted asphalt mixtures to moisture-induced damage", Aashto T283-99, Washington, DC, USA.
-American Society for Testing and Materials, (1996) "Standard test method for indirect tension test for resilient modulus of bituminous mixtures", ASTM D 4123-82, West Conshohocken, PA, USA.
-American Society for Testing and Materials, (2000) "Standard test method for resistance to plastic flow of bituminous mixtures using -Marshall Apparatus", ASTM D1559, West Conshohocken, PA, USA.
-American Society for Testing and Materials, (2001) "Standard practice for effect of water on bituminous coated aggregate using boiling water", ASTM D 3625 – 96, West Conshohocken, PA, USA.
-American Society for Testing and Materials, (2003) " Standard test method for compaction and shear properties of bituminous mixtures by means of the U.S. Corps of Engineers Gyratory Testing Machine (GTM)", ASTM D 3387, West Conshohocken, PA, USA.
-Ameri, M., Kouchaki, S. and Roshani, H. (2013) "Laboratory evaluation of the effect of nano-organosilane anti-stripping additive on the moisture susceptibility of HMA mixtures under freeze–thaw cycles", Construction and Building Materials, No. 48, pp. 1009-1016.
-Ameri, M., Mansourian, A., Ashani, S. S., and Yadollahi, G. (2011) "Technical study on the Iranian Gilsonite as an additive for modification of asphalt binders used in pavement construction", Construction and Building Materials, Vol. 25, No. 3,  pp. 1379-1387.
-Australian Standard (2015) "Determination of the permanent compressive strain characteristics of asphalt Dynamic creep test", AS 2891·12·1, Standard Australian, Sydney, Australia.
-Behbahani, H., Ziari, H., Kamboozia, N., Khaki, A. M. and Mirabdolazimi, S. M. (2015) "Evaluation of performance and moisture sensitivity of glasphalt mixtures modified with nanotechnology zycosoil as an anti-stripping additive", Construction and Building Materials, Vol. 78, pp. 60-68.
-Esarwi, A. M., Hainin, M. R. and Chik, A. A. (2008) "Stripping resistance of Malaysian hot mix asphalt mixture using hydrated lime as filler", University Technology Malaysia.
-Fang, C., Yu, R., Liu, S. and Li, Y. (2013) "Nanomaterials applied in asphalt modification: a review", Journal of Materials Science and Technology, Vol. 29, No. 7,  pp. 589-594.
-Ford Jr, M. C., Manke, P. G. and O'Bannon, C. E. (1974) "Quantitative evaluation of stripping by the Surface Reaction Test", In Transportation Research Record 515, TRB, National Research Council, Washington D.C., pp 40-54
-Hesami, S., Ameri, M., Goli, H. and Akbari, A. (2015) "Laboratory investigation of moisture susceptibility of warm-mix asphalt mixtures containing steel slag aggregates", International Journal of Pavement Engineering, Vol. 16, pp. 745-759.
-Imaninasab, R. and Joodaki, S. (2016) "Performance evaluation of polyamine anti-stripping additives", Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Construction Materials, pp.1-9.
-Kringos, N. and Scarpas, A. (2008) "Physical and mechanical moisture susceptibility of asphaltic mixtures", International Journal of Solids and Structures, Vol. 45, No. 9, pp.2671-2685.
-Mansourian, A. and Gholamzadeh, S. (2016) "Moisture susceptibility of hot mix asphalt containing asphalt binder modified with nanocomposite", Road Materials and Pavement Design, pp.1-14.
-Mirzababaei, P. )2016) "Effect of zycotherm on moisture susceptibility of Warm Mix Asphalt mixtures prepared with different aggregate types and gradations", Construction and Building Materials, Vol. 116, pp. 403-412.
-National Cooperative Highway Research Program (2000) "Compatibility of a test for moisture-induced damage with superpave volumetric mix design" NCHRP Report 444, Transport Research Board, National Research Council: Washington DC.
-National Cooperative Highway Research Program (2002) "Simple performance test for superpave mix design", NCHRP Report 465, Transportation Research Board, National Academies Press Washington D.C.
-Xiao, F. and Amirkhanian, S. N. (2010) "Effects of liquid antistrip additives on rheology and moisture susceptibility of water bearing warm mixtures", Construction and Building Materials, Vol. 24, No. 9, pp.1649-1655.