ارزیابی عملکرد مخلوط‌های آسفالتی ‌گرم (WMA) با مواد افزودنی‌های گرم آلی و شیمیایی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

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

4 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، ایران

چکیده

مخلوط آسفالتی گرم همان مخلوط آسفالتی داغ است با این تفاوت که دمای اختلاط و تراکم می‌تواند تا 30 الی 40 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. ویژگی کاهش دما، اختلاط و تراکم مخلوط آسفالتی باعث شده است تا استفاده از فنآوری آسفالت گرم افزایش یابد. اما همین کاهش دمای تولید در این نوع مخلوط‌های آسفالتی موجب نگرانی در مورد چگونگی عملکرد آن‌ها در برابر خرابی‌های عریان شدگی و شیار شدگی شده است. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر نوع ماده افزودنی گرم(آلی، شیمیایی) بر دوام و مقاومت مخلوط آسفالتی در برابر عریان‌شدگی و شیار شدگی است .به این منظور برای ساخت نمونه‌های مخلوط آسفالتی گرم و مخلوط آسفالتی داغ و ارزیابی عملکرد آن‌ها از مصالح سنگی آهکی و سرباره فولادی، دو نوع فیلر سیمان و پودر سنگ و افزودنی‌های ‌گرم آسفالتن-بی و زایکوترم (نانومتریال) استفاده‌شده است. آزمایش‌های کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی و خزش دینامیکی بر روی نمونه‌های ساخته‌شده صورت گرفت تا بتوان میزان تأثیرگذاری نوع سنگ‌دانه، فیلر و ماده افزودنی گرم را بر مقاومت در برابر رطوبت و شیار شدگی مخلوط آسفالتی ارزیابی کرد. نتایج نشان می‌دهد که مخلوطهای آسفالتی حاوی افزودنی آلی (آسفالتن-بی)در آزمایش مقاومت کششی، آزمایش مدول برجهندگی و خزش دینامیکی به ترتیب 10، 15 و 5 درصد عملکرد مخلوط‌های آسفالتی گرم را نسبت به مخلوط آسفالتی داغ بهبود می‌‌بخشد. در مورد حساسیت رطوبتی یا نسبت مقاومت کششی میتوان گفت  که مخلوطهای آسفالتی حاوی افزودنی شیمیایی (زایکوترم) باعث افزایش مقاومت رطوبتی در حدود 10 درصد می‌گردد. همچنین نتایج نشان می‌دهد مخلوط‌های آسفالتی حاوی سرباره فولادی و فیلر سیمانی نسبت به سایر نمونه‌ها دارای دوام و مقاومت بیشتری هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-عامری، محمود، وامق، مصطفی، روح‌الامینی، حامد و بمانا، کیوان (1394) "ارزیابی حساسیت رطوبتی در مخلوط‌های آسفالتی گرم(HMA) حاوی نانو رس" ، فصلنامه ,مهندسی حمل و نقل، سال ششم، شماره 4، ص. 613-626.

-Ahmedzade, P. and Sengoz, B. (2009) “Evaluation of steel slag coarse aggregate in hot mix asphalt concrete”, Journal of Hazardous Materials, Vol.165, No. 1, pp.300-305.

-Ameri, M., Hesami, S. and Goli, H. (2013) “Laboratory evaluation of warm mix asphalt mixtures containing electric arc furnace (EAF) steel slag”, Construction and Building Materials, Vol.49, pp. 611-617.

-Ameri, M., Mohammadi, R., Vamegh, M. and Molayem, M. (2017) “Evaluation the effects of nanoclay on permanent deformation behavior of stone mastic asphalt mixtures”, Construction and Building Materials, Vol.156, pp.107-113.

-Almudaiheem, J. A. and Al-Sugair, F. H. (1991) “Effect of loading magnitude on measured resilient modulus of asphalt concrete mixes”", Transportation Research Record, No.1317, pp. 139-144.

‏- Ayazi, M. J., Moniri, A. and Barghabany, P. (2017) “Moisture susceptibility of warm mixed-reclaimed asphalt pavement containing Sasobit and Zycotherm additives”, Petroleum Science and Technology, Vol.35, No.9, pp. 890-895.‏

-Bhasin, A., Masad, E., Little, D. and Lytton, R. (2006) “Limits on adhesive bond energy for improved resistance of hot-mix asphalt to moisture damage”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol.1970, pp. 3-13.

-Copeland, Audrey and Kringos, Nicole (2006) “Determination of bond strength as a function of moisture content at the aggregate-mastic interface”, 10th International Conference on Asphalt Pavements, Quebec: 12-17 August 2006, pp. 709-718.‏

-D'Angelo, J., Kluttz, R., Dongre, R. N., Stephens, K. and Zanzotto, L. (2007) “Revision of the superpave high temperature binder specification: The multiple stress creep recovery test (With Discussion)”, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol.76, pp. 123-162.

-Diefenderfer, S. and Hearon, A. (2008) “Laboratory evaluation of a warm asphalt technology for use in Virginia”, No. FHWA/VTRC 09-R11.‏

-Fakhri, M. and Ahmadi, A. (2017) “Recycling of RAP and steel slag aggregates into the warm mix asphalt: A performance evaluation”, Construction and Building Materials, vol. 147, pp. 630-638.

-Goli, H., Hesami, S. and Ameri, M. (2017) “Laboratory evaluation of damage behavior of warm mix asphalt containing steel slag aggregates”, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.29, No.6, 04017009.‏

-Harrison, Tony and Christodulaki, Leon (2000) “Innovative processes in asphalt production and application: Strengthening asphalt's position in helping to build a better world”, In World of Asphalt Pavements, International Conference, Sydney: 20-24 February 2000.

-Hefer, A. W., Little, D. N. and Lytton, R. L. (2005) “A synthesis of theories and mechanisms of bitumen-aggregate adhesion including recent advances in quantifying the effects of water”, Journal of the Association Of Asphalt Paving Technologists, Vol.74, pp. 139-196.‏

-Hesami, S., Roshani, H., Hamedi, G. H. and Azarhoosh, A. (2013) “Evaluate the mechanism of the effect of hydrated lime on moisture damage of warm mix asphalt”, Construction and Building Materials, Vol.47, pp. 935-941.‏

-Hossain, Z., Zaman, M., O'Rear, E. A. and Chen, D. H. (2012) “Effectiveness of water-bearing and anti-stripping additives in warm mix asphalt technology”, International Journal of Pavement Engineering, Vol.13 No.5, pp. 424-432.‏

-Huang, Yang Hsien (1993) “Pavement analysis and design”, New Jersey: Prentice Hall.

-Malladi, H., Ayyala, D., Tayebali, A. A. and Khosla, N. P. (2014) “Laboratory evaluation of warm-mix asphalt mixtures for moisture and rutting susceptibility”, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.27, No.5, 04014162.‏

-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.

-Mogawer, W., Austerman, A. and Bahia, H. (2011) “Evaluating the effect of warm-mix asphalt technologies on moisture characteristics of asphalt binders and mixtures”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol.2209, pp. 52-60.‏

-National Cooperative Highway Research Program (2000) "Compatibility of a test for moisture-induced damage with superpave volumetric mix design", NCHRP Report 444, Transportation Research Board.

-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.

-Oliveira, J. R., Silva, H. M., Abreu, L. P. and Fernandes, S. R. (2013) "Use of a warm mix asphalt additive to reduce the production temperatures and to improve the performance of asphalt rubber mixtures", Journal of Cleaner Production, 41, 15-22.‏

-Rubio, M. C., Martínez, G., Baena, L. and Moreno, F. (2012). “Warm mix asphalt: an overview”, Journal of Cleaner Production, Vol. 24, pp.76-84

-Xiao, F., Punith, V. S. and Amirkhanian, S. N. (2012) “Effects of non-foaming WMA additives on asphalt binders at high performance temperatures”, Fuel, Vol.94, pp. 144-155.‏

-Ziari, H., Naghavi, M. and Imaninasab, R. (2016) “Performance evaluation of rubberised asphalt mixes containing WMA additives”, International Journal of Pavement Engineering, Vol. 19, Issue 7,  pp. 1-7.‏