ارزیابی استفاده از مصالح بازیابی شده روسازی‌های آسفالتی در تولید مخلوط های آسفالت گرم به روش بازیافت درجا

ابراهیمی بشلی, عارف; بهزاذی, غلامعلی; یوسفی کبریا, داریوش; تقی زاده, مریم

ارزیابی استفاده از مصالح بازیابی شده روسازی‌های آسفالتی در تولید مخلوط های آسفالت گرم به روش بازیافت درجا

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دوره دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

² استادیار، دانشکده مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی ایران، آمل، ایران

³ دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

⁴ دانشجوی دوره دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

چکیده

امروزه صنایع مرتبط با ساخت، نگهداری و بهسازی زیرساخت های حمل و نقل (راه ها، معابر، فرودگاه ها) با انتشار گازهای گلخانه‌ای که از مهم‌ترین عوامل تخریب اکوسیستم ها و منابع طبیعی به شمار می‌رود، یکی از منابع اصلی آلودگی محیط زیست است. تولید مخلوطهای آسفالتی پاک، نیازمند پایین آوردن دمای این مخلوط ها، بدون کاهش در سطوح عملکرد مکانیکی آن ها است. استفادهمجددازمصالحخردهمخلوط آسفالت تخریب شده به عنوان پسماند صنعت راهسازی درتولید مخلوطآسفالتجدیدموجبحفظمنابعطبیعیوکاهشآلودگی زیست محیطیمی‌شود. در این تحقیق استفاده از مصالح بازیابی شده روسازی‌های مخلوط آسفالتی در تولید مخلوطهای آسفالتی داغ و گرم و اثر افزودنی ها (ساسوبیت و زایکوترم) بر عملکرد مخلوط آسفالتی گرم مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان مخلوط آسفالتی بازیافتی (RAP) مورد استفاده در مخلوط گرم 50 و 75 درصد و میزان افزودنی ساسوبیت و زایکوترم به ترتیب 2 و 0.1 درصد در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده افزودن ساسوبیت در بهبود تراکم پذیری و افزایش استحکام مخلوط های آسفالتی موثر بوده، بطوری‌که نمونه های حاوی 75 درصد RAP از تراکم پذیری بهتر و استحکام بیشتری در مقایسه با سایر نمونه ها برخوردار بوده اند. زایکوترم نیز موجب بهبود تراکم پذیری و کاهش قابل توجه در محدوده فضای خالی و افزایش استحکام در مخلوط حاوی 75 درصدRAP گردید و بطور کلی نمونه های مخلوط آسفالتی گرم با 75 درصدRAP از نظر استحکام تفاوت چندانی با مخلوط های آسفالت داغ نداشته است. همچنین افزودن ساسوبیت باعث افزایش کرنشهای ماندگار در پالسهای اولیه شده است اما روند تغییرات به گونه ای است که نمونه های حاوی ساسوبیت در پالسهای بالاتر از 1500 کرنشهای ماندگار کمتری را نشان داده است. افزودن زایکوترم نیز باعث افزایش کرنشهای ماندگار شده است. در تمامی حالات نتایج آزمایش TSR، با افزایش نسبت درصد مصالح خرده مخلوط آسفالتی افزایش یافته است که بیانگر پایین بودن حساسیت رطوبتی در مخلوط های بازیافتی است.

کلیدواژه‌ها

آلودگی زیست محیطی- مخلوط آسفالتی گرم- مخلوط آسفالتی بازیافتی- آزمایش عملکردی ساده- مدول برجهندگی

20.1001.1.20086598.1398.10.4.2.5

موضوعات

محیط زیست و حمل و نقل

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Utilizing Reclaimed Asphalt Pavement Materials in Warm Mix Asphalt with In-Place Recycling Method

نویسندگان [English]

Aref Ebrahimi Besheli ¹
Gholamali Behzadi ²
Daryoush Yousefi Kebria ³
maryam taghizadeh ⁴

¹ Master of Science/ Civil Engineering- Road and Transportation department, Islamic Azad University Sience and research Ayatollah Amoli Branch

² Assistant Professor/ Civil Engineering- Road and Transportation department, Islamic Azad University Sience and research Ayatollah Amoli Branch, Iran

³ Associate Professor/ Environmental Engineering Department, Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran

⁴ PhD student/PhD student in Civil and Environmental Engineering, Babol University of Technology

چکیده [English]

Today, the greenhouse gas emission from industry and transport is the most important factors in the destruction of ecosystems and natural resources. One of the main sources of pollution is industries related to construction, maintenance and improvement of transport infrastructure. The production of cleaner asphalt needs to reduction of temperature in the asphalt mixture, without a reduction in mechanical performance levels. The reuse of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) in the production of new asphalt preserves natural resources and reduces environmental pollution. In this study, the use of RAP in producing hot and warm mix asphalt mixtures and effects of two additives (Sasobit and Zycotherm) was evaluated. The amount of RAP in the mixture was 50, and 75% and percentage of Sasobit and Zycotherm were 2 and 0.1% respectively. The addition of Sasobit improves the compressibility and strength of asphalt mixture effectively, so the sample containing 75% of RAP had better compressibility and strength, but Zycotherm caused improvement of compressibility and considerable decrease in air void range and increase stability of mixtures containing 75% RAP. Generally, partial strength values of WMA with 75% RAP is not very different from HMA. Finally, TSR test results have increased along with the increase in the percentage of sub-asphalt materials ratio which shows low sensitivity to moisture in the recycled mix.

کلیدواژه‌ها [English]

Environmental pollution
Warm Mix Asphalt
recycled asphalt pavement
simple functional test
resilient module

مراجع

- فخری، منصور و نادری، اصغر (1385) '' روش های بازیافت سرد و گرم و امکان سنجی اقتصادی آن در ایران،''، معاونت آموزش، پژوهشها و فنآوری پژوهشکده حمل و نقل، وزارت راه و شهرسازی.

- سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشو (1381)'' آیین نامه روسازی آسفالتی راههای ایران ''، تهران: مرکز پژوهشهای آموزش وزارت راه و ترابری

- سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور (1382) "مشخصات فنی عمومی راه ها"، دفتر تدوین ضوابط و معیارهای فنی ،تهران: انتشارات سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور .

- AASHTO (2006) ''Standard practice for sampling aggregates''. T-2, Washington, DC.

- Hill, B. (2011) ''Performance evaluation of warm mix asphalt mixtures incorporating reclaimed asphalt pavement'', University of Illinois At Urbana-Chmpaign.

- Chiu, C., Hsu, T. and Yang, W. (2008) ''Life cycle assessment on using recycled materials for rehabilitating asphalt pavements'', Resources Conservation and Recycling, Vol. 52, No. 3, pp. 545-556.

Crosson, P., Shalloo, L., O’Brien, D., Lanigan, G. J., Foley, P. A., Boland, T. M., Kenny, D. A. (2011) "A review of whole farm systems models of greenhouse gas emissions from beef and dairy cattle production systems", Animal Feed Science and Technology. Vol. 166–167, pp.29–45.

- D’Angelo, J., Harm, E., Bartoszek, J., Baumgardner, G., Corrigan, M., Cowsert, J., Harman, T., Jamshidi, M., Jones, W., Newcomb, D., Prowell, B., Sines, R. and Yeaton, B. (2008) ''Warm-mix asphalt: European practice'', FHWA Report No. FHWA-PL-08-007.

- Goh, S.W. and You, Z. (2011) ''Mechanical properties of porous asphalt pavement materials with warm mix asphalt and RAP'', Journal of Transportation Engineering, Vol. 138, No. 1, pp. 90-97.

- Graham C. and Hurley, B. D. P. (2005) "Evaluation of Aspha-min® Zeolite for use in Warm Mix Asphalt", NCAT Report: pp. 05-04

-Guo, N. and You, Zh. (2016) ''Performance evaluation of warm mix asphalt containing reclaimed asphalt mixtures'', International Journal of Pavement Engineering, Vol. 138, No. 1, pp. 1-9.

- Hill, B., Behnia, B., Buttlar, W. G. and Reis, H. (2012) ''Evaluation of warm mix asphalt mixtures containing reclaimed asphalt pavement through mechanical performance tests and an acoustic emission approach'', Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 25, No. 12, p. 1887-1897.

- Jenkins, K. J., de Groot, J. L. A., de Ven, M. F. C. and Molenaar, A. A. A. (1999) "Half-warm foamed bitumen treatment, a new process”, 7^th Conference on Asphalt pavement for Southern Africa.

- O’Sullivan, Karen A. and Wall, Ph. A. (2009) ''The effects of warm mix asphalt additives on recycled asphalt pavement'', Bachelor of Science thesis, Major Qualifying Project, Number: MQPRBM0903, Worcester Polytechnic Institute, USA.

- Kai, S., Ryota, Ma, and Yoshitaka, H. (2009) ''Laboratory evaluation of WMA mixture for use in airport pavement rehabilitation'', International Journal of Construction and Building Materials, Vol. 23, Issue 7, pp. 2709–2714.

- Mallick, R., Kandhal, P. and Bradbury, R. (2008) ''Using warm mix asphalt technology to incorporate high percentage of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) material in asphalt mixtures'', Journal of the Transportation Research Board, Vol. 2051, pp. 71-79.

- Mallick, R., Bergendahl, J. and Pakula, M. (2009) ''A laboratory study on CO₂ emission reductions - through the use of warm mix asphalt'', Transportation Research Board Annual Meeting Paper #09-1951.

- Mo, L., Li, X., Fang, X., Huurman, M. and Wu, S. (2012) ''Laboratory investigation of compaction characteristics and performance of warm mix asphalt containing chemical additives'', Construction and Building Materials. Vol. 37, pp. 239-247.

- Guo, N., You, Z., Zhao, Y., Tan, Y. and Diab A. (2014) ''Laboratory performance of warm mix asphalt containing recycled asphalt mixtures, pp. 141-149.

- Papagiannakis, A.T. (2008)''Pavement design and materials", New York: John Wiley & Sons, Inc.

- Prowell, B. and Hurley, G. C. (2007) ''Warm-mix asphalt: best practices'', National Asphalt Pavement Association Quality Improvement Series 125. Lanham, MD.

- McDaniel, Rebecca S. and Shah, A. (2002) ''Use of reclaimed asphalt pavement (rap) under Superpave specifications'', A regional pooled fund project.

- Saleh, M. (2016) ''Laboratory evaluation of warm mix asphalt incorporating high RAP proportion by using evotherm and sylvaroad additives'', Construction and Building Materials, Vol. 114, pp. 580-587.

- Valdés, G., Pérez-Jiménez, F., Miró, R., Martínez, A. and Botella, R. (2011) “Experimental study of recycled asphalt mixtures with high percentages of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)”, Construction and Building Materials, Vol. 25, No. 3, pp.1289-1297.

- Yousefi Kebria, D., Moafimadani, S. R. and Goli, Y. (2015) ''Laboratory investigation of the effect of crumb rubber on the characteristics and rheological behaviour of asphalt binder'', Road Materials and Pavement Design, Vol. 16, No. 4, pp. 946-956.

- Yue, H., Tony, P., Matthew, W., Ciaran and M. (2012) ''Risk assessment and life cycle assessment of reclaimed asphalt'', In WASCON Conference proceedings.