بررسی خصوصیات عملکردی مخلوط‌های آسفالتی حاوی مصالح خرده آسفالت اصلاح شده با افزودنی‌های نیمه گرم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، واحد ملارد، دانشگاه آزاد اسلامی، ملارد، تهران، ایران

2 مربی، گروه مهندسی عمران، واحد ملارد، دانشگاه آزاد اسلامی، ملارد، تهران، ایران

چکیده

مصالح خرده آسفالتی (RAP) که شامل سنگدانه و قیر می­باشد، می تواند در مخلوط آسفالتی جدید مورد استفاده قرار گیرد.بازیافت این مصالح موجب حفظ منابع طبیعی، کاهش هزینه­ها و کاهش مصرف انرژی می­شود. در میان انواع روش های تولیدآاسفالت، آسفالت گرم دارای دوام و مقاومت بالاتری نسبت به آسفالت سرد می­باشد. اما برای استفاده از مصالح خرده آاسفالت در تولید آسفالت گرم، درجه حرارت بالا (بیش از 150 درجه سانتی­گراد) در این فرایند ممکن است باعث تیر و
سخت­تر شدن قیر مصالح خرده آسفالت شود که از قبل یکبار تیر شده است، ضمن اینکه موجب تولید بسیار زیاد گازهای سمی
می­شود که این امر مقدار استفاده از مصالح خرده آسفالت در بازیافت را محدود می­کند. در تکنولوژِی آسفالت نیمه گرم با استفاده از کاهش ویسکوزیته قیر با افزایش حجم آن، کاهش دمای اختلاط و تراکم ممکن می­شود. کاهش دما در این مخلوط­ها می­تواند راهکار خوبی برای حل مشکل حرارت زیاد در بازیافت گرم باشد تا بدین ترتیب بتوان ضمن کاهش آلودگی های زیست محیطی درصد استفاده از مصالح خرده آسفالت در مخلوط­های آیفالتی را افزایش داد. در این پژوهش از دو واکس آلی ساسوبیت و رئوفالت برای تولید مخلوط های بازیافتی نیمه گرم استفاده شد و خواص عملکردی این مخلوط­ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. بدین منظور چهار مخلوط بازیافتی با استفاده از 100 درصد
RAP و یک مخلوط شاهد با استفاده از مصالح سنگی  RAP که قیر آن جدا شده است، ساخته شد. مخلوط­های بازیافتی شامل یک نمونه بازیافتی گرم و سه نمونه بازیافتی نیمه گرم (­یکی بدون افزودنی، یکی با افزودنی ساسوبیت، یکی با افزودنی رئوفالت) می­باشد. آزمایش­های مختلفی جهت ارزیابی عملکردی نمونه­های مختلف انجام گردید، از جمله: استفامت مارشال، کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی، خزش دینامیکی و شیار جای چرخ­. نتایج نشان داد که افزودنی­های ساسوبیت و رئوفالت تاثیر مثبتی در بهبود تراکم و خواص عملکردی مخلوط­ها داشته است. حساسیت رطوبتی و پتانسیل شیارشدگی در مخلوط­های بازیافتی نیمه گرم با افزودنی، کمتر از مخلوط بازیافتی گرم
بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Performance properties of Reclaimed Asphalt pavement (RAP) mixtures containing Warm Mix Asphalt (WMA) additives

نویسندگان [English]

  • A. Choubdar 1
  • A. R. Ameli 2
  • A. Farajollahi 2
1 M.Sc.,Grad., Department of Civil Engineering, Malard Branch, Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Malard Branch, Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The use of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) helps us save our natural resources and money. Of the different types of asphalt pavements that can be built, HMA pavements are considered the best in the terms of strength and durability. But the production temperature limits the amount of RAP used in the new mixture because this production`s high temperature requirement causes the deterioration of the aged binder of RAP and increases greemhouse gas emission. In the recent years there has been much focus on Warm Mix Asphalt (WMA) technology, because the aim of this approach is to reduce the production temperature by using additives which increase the workability of the binder at a lower temperature. The use of WMA additives helps us reduce the temperature while preserving the desired workability, thus enables HMA to contain higher percentages of RAP. The purpose of this experimental study was to evaluate the effect of production temperature reduction by using WMA additives on the performance properties of asphalt mixture containing 100% RAP. To reach this goal, five mixes were prepared and tested: a control mix (100% RAP-mixing temperature 150°C), three mixes with Sasobit, Rheofalt and without additives (mixing temperature of 130°C), and one virgin mix with extracted aggregate (mixing temperature of 160°C). The performance properties of the mixtures were evaluated based on indirect tensile strength, resilient module, four point beam fatigue test, and dynamic creep test etc. The results showed that the mixtures with WMA additives had better performance according to their moisture susceptibility and rutting potential, but the control mix had better performance in fatigue and low temperature cracking.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recycling
  • Warm Mix Asphalt
  • RAP
  • aging
  • fatigue
  • Sasobit
  • Rheofalt
-      "آیین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران"، (1390)، نشریه شماره 234، پژوهشکده حمل و نقل، دفتر نظام فنی و اجرایی، معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور.

 

-       زیاری، ح. طباطبایی، س. ع. و خبیری، م.م.­، (1385)، "راهنمای کاربردی آزمایش­های قیر و آسفالت"، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.

 

-       سازمان برنامه و بودجه، معاونت فنی، (1380)، نشریه 110، "­مشخصات فنی عمومی راه­".

 

-      گروه مهندسین مشاور هرازراه، (1385)،­" روش­های بازیافت سرد و گرم و امکانسنجی اقتصادی آن در ایران "، معاونت آموزش، تحقیقات، فناوری پژوهشکده حمل و نقل.­

 

-      طباطبایی، ا. م.، (1380)، "روسازی راه"، مرکز نشر دانشگاهی، تهران.

 

- Feipeng Xiao and Serji N Amirkhanian, (2007), “Laboratory Investigation of Moisture Damage in Rubberized Asphalt Mixtures Containing Reclaimed Asphalt Pavement,” Int.J. Pavement Engineering, Vol.10, Issue 5.

- He Gui-Ping , Wong Wing-Gun, (2008), “Effects of moisture on strength and permanent deformation of foamed asphalt mix incorporating RAP materials,” Construction and Building Materials. Vol. 22, Issue 1, pp.30–40.

- Joe W. Button, Cindy Estakhri, and Andrew Wimsatt, (2007), “A Synthesis of Warm-mix Asphalt,” Technical Report: 0-5597-1Project, performed in cooperation with the Texas Department of Transportation and the Federal Highway Administration.Us.

- Karen A. O’Sullivan­, Phyllis A. Wall, (2009), “­The Effects of Warm Mix Asphalt Additives on Recycled Asphalt Pavement,” B.S. thesis, Major Qualifying Project, Number: MQPRBM0903, Worcster Polytechnic Institute, US.

- Mallick, R. B., Bergendahl, J., & 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.

- Mallick, R; Kandhal, P & 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.

- Soon-Jae Lee a, Serji N. Amirkhanian b, Nam-Won Park c, Kwang W. Kim., (2009), “Characterization of warm mix asphalt binders is containing artificiallylong-term aged binders,” Int.J. Construction and Building Materials, Vol. 23, Issue 6,
pp. 2371–2379.

- Young S. Doh, Jin C. Kim, Min Y. Ryu, (2007), “Evaluation of selected warm-mix additives for asphalt recycle,” Transportation Research Board Annual Meeting 2010 Paper #10-1063.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-Jesse D.Doyl, Isaac L.Howard P., (2010), “Compactibility and bitumen utilization of 100% warm mixed RAP,” Transportation Research Board Annual Meeting 2010
Paper #10-0279.

-Kai su, Ryota Maekawa,Yoshitaka Hachiya. (2009), “­laboratory evaluation of WMA mixture for use in airport pavement rehabilitation,” Int.J. Construction and building materials, Vol. 23, Issue 7, pp. 2709– 2714.

-Mihai O. Marasteanu, Xue Li, Timothy R. Clyne, Vaughan R. Voller, David H. Timm, David E. Newcomb, (2004), “Low Temperature Cracking Of Asphalt Concrete Pavements,” Technical Report: MN/RC – 2004-23, University of Minnesota Department of Civil Engineering.