اثر افزودنی لاستیکی RAR بر عملکرد آسفالت با دانه‎بندی پیوسته و میان‎تهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 دانش آموخته دکتری، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

4 دانش آموخته دکتری، مدیر عامل، شرکت مهندسین مشاور Consulpav، لیسبون، پرتغال

10.22034/tri.2021.106959

چکیده

تولید و اجرای آسفالت با قیر لاستیکی به روش اختلاط تر در سراسر دنیا با دشواری زیادی همراه است. در سال‎های اخیر، افزودنی لاستیکی RAR برای کاهش دشواری تهیه و مصرف قیرهای لاستیکی طراحی و به صنعت آسفالت معرفی شده است. این افزودنی متشکل از قیر خالص، پودر لاستیک و فیلرهای مختلف است که از طریق مخلوط کردن گرم و فعال‎سازی لاستیک درون قیر تولید شده و به روش اختلاط خشک مستقیماً به میکسر کارخانه آسفالت اضافه می‎شود. اثر RAR بر عملکرد آسفالت در نقاط مختلف جهان با نتایج مطلوب ارزیابی شده است، لیکن برای نشان دادن عملکرد آن در آسفالت‎های با دانه‎بندی متقاوت به تحقیقات بیشتری نیاز است. در این تحقیق سعی بر آن شده است که آسفالت لاستیکی با دانه‎بندی پیوسته و میان‎تهی به روش اختلاط تر با استفاده از پودر لاستیک و به روش اختلاط خشک با استفاده از RAR با توجه به مشخصات حجمی مربوط به نمونه‎های متراکم دستگاه تراکم چرخشی سوپرپیو طراحی شود و با انجام آزمایشهای عملکردی در مقایسه با آسفالت معمولی بدون افزودنی مورد ارزیابی قرار گیرد. تغییرشکل دائمی، خستگی و نیز شکست آسفالت‎های حاوی RAR ارزیابی شده و با آسفالت‎های اصلاح‎نشده و اصلاح‎شده با پودر لاستیک مقایسه گردید. نتایج نشان داد که اصلاح آسفالت با مواد لاستیکی باعث افزایش سفتی و کاهش تغییرشکل‎های دائمی شده و افزودنی RAR در شیارافتادگی به اندازه قیر لاستیکی مؤثر است. عمر خستگی آسفالت‎های اصلاح‎شده با پودر لاستیک بیشتر از آسفالت‎های بدون افزودنی است و عملکرد خستگی آسفالت‎های حاوی RAR به نوع دانه‎بندی بستگی دارد. همچنین استفاده از افزودنی‎های لاستیکی باعث کاهش شاخص انعطاف‎پذیری و افزایش ترک‎خوردگی آسفالت می‎شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Reacted and Activated Rubber on the Performance of Gap and Dense Graded Asphalt Mixtures

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Sahebzamani 1
  • Nader Mahmoodi Nia 2
  • Koorosh Naderi 3
  • Jorge Sousa 4
1 Ph.D., Grad., Faculty of Civil Engineering, University of Tehran, Iran.
2 M.Sc., Grad., K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
3 Ph.D., Grad., Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran.
4 Ph.D., Grad., President, Consulpav International, Lisbon, Portugal.
چکیده [English]

Production and implementation of wet-process rubber modified asphalt is associated with several difficulties all around the world. In recent years, Reacted and Activated Rubber, RAR, has been designed and introduced to the asphalt industry to alleviate the problems involved with the production and implementation of rubber modified bitumen. It is composed of soft bitumen, fine Crumb Rubber and different fillers including hydrated lime and AMBS and is produced by hot blending and activation of rubber particles with an asphalt binder. RAR is added directly to the pug-mill in asphalt plant via a dry mixing process. Although the effect of RAR on asphalt performance has been evaluated with desirable results in different parts of the world, further investigation is required to show its performance for asphalt mixtures with different gradation types. It is attempted in this research to design the dry-method RAR and the wet-process crumb rubber modified asphalts of dense and gap gradations based on the volumetric properties of Superpave gyratory compactor specimens and to evaluate them by performance testing compared to unmodified asphalts. Permanent deformation, fatigue as well as fracture properties of RAR modified asphalts were evaluated and compared to those of unmodified and crumb rubber modified asphalts. The results revealed that rubber modification of asphalt mixtures increases stiffness, decreases permanent deformation and the RAR is as effective in rutting as the rubber modified bitumen. The fatigue life of CR modified asphalts is more than unmodified ones and the fatigue performance of RAR modified asphalts is sensitive to mix gradation. Furthermore, rubber modification reduces flexibility index, increasing asphalt fracture cracking potential. Changing aggregate gradation and mix design characteristics is essential for rubber modified asphalts with an enhanced performance against all pavement distresses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rubber asphalt
  • RAR
  • Super pave
  • fatigue
  • Flexibility index
-California Department of Transportation, (2003), "Asphalt rubber usage guide", Office of Flexible Pavement Materials, Materials Engineering and Testing Services.
 
-Chen, X. and Solaimanian, M., (2019), "Evaluating Fracture Properties of Crumb Rubber Modified Asphalt Mixes", International Journal of Pavement Research and Technology, Volume 12, No. 4, pp. 407-415.
 
-Ishai, I., Amit, M., Kesler, T. and Peled, R., (2015), "New Advancements in Rubberized Asphalt Using an Elastomeric Asphalt Extender - Three Case Studies", 6th Rubberized Asphalt Rubber Conference (RAR2015), Las Vegas,
4-7 October.
 
-Kandhal, P. S., Foo, K. Y. and Mallick, R. B., (1998), "A Critical Review of VMA Requirements in Superpave", National Center for Asphalt Technology, NCAT Report No. 98-1.
 
-Kedarisetty, S., Biligiri, K. P., and Sousa, J. B., (2016), "Advanced Rheological Characterization of Reacted and Activated Rubber Modified Asphalt Binders", Construction and Building Materials, Volume 122, PP 12-22.
 
Kedarisetty, S., Saha, G., Biligiri, K. P. and Sousa, J. B., (2017), "Performance Characterization of Reacted and Activated Rubber Dense Graded Asphalt Mixtures", Transportation Research Board 96th Annual Meeting, Washington, 8-12 January.
 
-Mamlouk, M. and Mobasher, B., (2004), "Cracking Resistance of Asphalt Rubber Mix Versus Hot Mix Asphalt", Journal of Road Materials and Pavement Design, Volume 5, No. 4, pp. 435-452.
 
-Medina, J., Kaloush, K. and Underwood, S., (2015), "Properties of Activated Crumb Rubber Modified Binders", 6th Rubberized Asphalt Rubber Conference (RAR2015), Las Vegas,
4-7 October.
 
-Plati, C., Cliatt, B. and Loizos, A., (2019), "Preliminary Study on the Mechanical Properties of an Asphalt Mixture Containing RAR Modifiers", 5th International Symposium on Asphalt Pavements & Environment (APE), Radova, 11-13 September.
 
-Shah, J., (2018), "Superpave Mix Design and Laboratory Testing of Reacted and Activated Rubber Modified Asphalt Mixtures", Thesis for the Degree Master of Science, Arizona State University.
 
-Sousa, J. B., Vorobiev, A., Rowe, G. M. and Ishai, I., (2013), "Reacted and Activated Rubber", Transportation Research Record, Journal of the Transportation Research Board, Volume 2371, No. 1, pp. 32-40.
 
-Sousa, J. B., Vorobiev, A., Ishai, I. and Svechinsky, G., (2012), "Elastomeric Asphalt Extender - A New Frontier on Asphalt Rubber Mixes", 5th Asphalt Rubber Conference (AR2012), Munich, 23-26 October.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Sousa, J. B., Miranda, H. B. and Silva, F. (2015), "Development of new asphalt mixture ThinGap 9.5 mm with Reacted and Activated Rubber", 6th Rubberized Asphalt Rubber Conference (RAR2015), Las Vegas, 4-7 October.
 
-Sousa, J. B., Purwadi, A. and Way, G., (2018), "Road Pavement Preservation Trial with Reacted and Activated Rubber at JORR W2 Toll Road- Indonesia", 7th Rubberized Asphalt Rubber Conference (RAR2018), Kruger Park, South Africa, 25-28 September.
 
-Wang, H., Dang, Z., Li, L. and You, Z., (2013), "Analysis on Fatigue Crack Growth Laws for Crumb Rubber Modified (CRM) Asphalt Mixture", Journal of Construction and Building Materials, Volume 47, pp.­1342-1349.
 
Witczak, M. W., Kaloush, K. E., Pellinen, P. K., El-Basyouny, M. and Von Quinus, H. L., (2002), "Simple Performance Test for Superpave Mix Design", Transportation Research Board, NCHRP Report 465.
 
Zeiada, W., Souliman, M., Stempihar, J., Biligiri, K. P., Kaloush, K., Said, S. and Hakim, H., (2012), "Fatigue Resistance and Crack Propagation Evaluation of a Rubber-Modified Gap Graded Mixture in Sweden", 7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements, Delft, 20-22 June.