پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

بررسی آزمایشگاهی تاثیر ماده جاذب آلاینده بی کربنات سدیم بر خواص زیست محیطی و مکانیکی آسفالت داغ حاوی گوگرد فرآوری شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، دانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران
2 مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق، تهران، ایران
3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه غیرانتفاعی صدرا، تهران، ایران
چکیده
امروزه استفاده از مواد ارزان قیمت و دورریختنی در راهسازی در جهت بهبود خواص آسفالت مدنظر محققان قرار گرفته است. گوگرد از جمله مواد ارزان و پایداری است که در صنایع مختلف جهان به خصوص در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این پژوهش بررسی خصوصیات مکانیکی – زیست محیطی مخلوط آسفالتی حاوی گوگرد و آسفالت گوگردی حاوی ماده جاذب آلاینده بی کربنات سدیم (از بین برنده بوی نسبتا نامطبوع گوگرد) می‌باشد. در این راستا آزمایش های مکانیکی-مقاومتی مخلوط آسفالتی شامل مدول برجهندگی، شیارشدگی، مقاومت مارشال، حساسیت رطوبتی و خستگی به روش کشش غیر مستقیم و همچنین آزمایش‌های زیست محیطی بررسی گازهای آلاینده (CO, SO2, H2S, NO2) بر روی مخلوط‌های آسفالتی شاهد، گوگردی و گوگردی دارای افزودنی جاذب آلاینده بی کربنات سدیم صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که آزمایش‌های عملکردی مخلوط آسفالتی حاوی گوگرد در مقایسه با نمونه شاهد افزایش قابل ملاحظه‌ای داشته؛ به طوری که عمق شیار شدگی آسفالت گوگردی نسبت به نمونه شاهد %42 کاهش یافته، مدول برجهندگی آسفالت گوگردی %6 افزایش یافته، عمر خستگی آسفالت گوگردی 3.63 برابر آسفالت شاهد شده و نهایتاً نسبت کشش غیر مستقیم بعد از سیکل ذوب و یخ به کشش غیرمستقیم در حالت خشک مخلوط آسفالتی اصلاح شده با گوگرد 20% بیشتر از آسفالت شاهد می‌باشد. همچنین به لحاظ زیست محیطی آسفالت گوگردی(بدون جاذب آلاینده) در رده استاندارد هوای پاک قرار گرفته و می‌توان از این نوع آسفالت در پروژه‌های راهسازی استفاده نمود؛ حال آنکه اثر بی کربنات سدیم بر خواص زیست محیطی و اکثر پارامترهای مکانیکی آسفالت حاوی گوگرد فرآوری شده مثبت بوده ولی باعث کاهش مقاومت در برابر سیکل ذوب و یخ می شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Laboratory Investigation of the Effect of Pollution Absorbing Nahco₃ on the Environmental and Mechanical Properties of Hot Mix Asphalt Containing Sulfur

نویسندگان English

Saeed Ahmadi 1
Behrooz Babakhani 2
Ali akbar Moshiri Amin 3
1 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Imam Hossein Comprehensive University, Tehran, Iran.
2 Lecturer, Islamic Azad University East Tehran Branch, Tehran, Iran.
3 M.Sc., Grad., Faculty of Civil Engineering, SADRA Institute of Higher Education, Tehran, Iran.
چکیده English

Nowadays, low-cost and waste materials in pavement industry have been used by researchers to improve the quality of road pavement. Sulfur is one of the cheap and durable materials that is used in different industries including construction engineering field. This project aimed to assess the characteristics (environmental and mechanical properties) of asphalt mixtures incorporating sulfur, in which the sulfur contains the Sodium Bicarbonate (eliminating the disgusting smell of sulfur). In this regard, the mechanical-strength based tests like rutting, elastic modulus, Marshal stability, moisture susceptibility, fatigue (indirect tensile test) and environmental-related tests about polluting gas emission (CO, SO2, H2S, NO2) were done on control specimens, sulfur modified asphalt mixture, sulfur modified asphalt mixture containing pollution absorbing additives. The results indicate that the performance tests of the asphalt mixture containing sulfur had a significant increase compared to the control sample; So that the rut depth of sulfur asphalt decreased by 42% compared to the control sample, the modulus of resistance of sulfur asphalt increased by 6%, the fatigue life of sulfur asphalt increased 3.63 times compared to the control asphalt and finally the ratio of indirect tension strength after freeze and thaw cycle, the modified asphalt mixture with sulfur is 20% more than the control asphalt The outcomes of this research showed that the sulfur enhanced the mechanical properties completely, and the environment-related test also revealed that sulfur modified asphalt mixture can be categorized as standard air and it is possible to use it in the pavement industry. While the effect of sodium bicarbonate on the environmental properties and most mechanical parameters of asphalt containing processed sulfur is positive, but reduces the resistance to the freeze and thaw cycle.

کلیدواژه‌ها English

Sulfur Asphalt
Pollution Absorbing
Mechanical Properties
Environmental Properties
-Baig, M. G., & Wahhab, A. A. (2013). Assesment of sulfur containing air pollutants in utilizing the sulfur extended asphalt concrete mixes in Saudi Arabia. Int. J. Dev. Res., 4(1), 144-152.‏
-E. Papirer, G. Fritschy, and A. Eckhardt, (1980). Structural modes of sulphur in sulphur-bitumen composites as studied by electron microscopy. Fuel, Vol. 59, No. 9, 617–620.
-E.H. Fini, I.L. Al-Qadi, Z. You, B. Zada, J. Mills-Beale, (2012). Partial replacement of asphalt binder with bio-binder: characterization and modification, Inter. J. Pave. Eng. 13 (6). 515-522.
-Elkholy, S. A., El-Rahman, A. A.,El-Shafie, M., & Abo-Shanab, Z. (2018). Physical and rheological properties of modified sulfur asphalt binder. Int. J. Pavement Res. Technol.‏
-Gladkikh, V., Korolev, E., Smirnov, V., & Sukhachev, I. (2016). Modeling the rutting kinetics of the sulfur-extended asphalt. Procedia Engineering, 165, 1417-1423.‏
-GAWEL, (2000). Sulphur-modified asphalts. Dev. Pet. Sci., no. in: Asphaltenes and asphalts, Vol. 2. Ed. by Teh Fu Yen, George V. Chilingarian, 515–535.
-G. J. Kennepohl and L. J. Miller, (1978). Sulfur-Asphalt Binder Technology for Pavements. Adv. Chem. Ser.
-G. Polacco, J. Stastna, Z. Vlachovicova, D. Biondi, L. Zanzotto, (2004). Temporary networks in polymer-modified asphalts, Polym. Eng. Sci. 44 (12) 2185–2193.
-Hoidal, C. R., Hall, A. H., Robinson, M. D., Kulig, K., & Rumack, B. H. (1986). Hydrogen sulfide poisoning from toxic inhalations of roofing asphalt fumes. Annals of Emergency Medicine, 15(7),826-830.
-Kavussi, A., Azarnia, M., Ayar, P., Pedram, M., (2019). The fatigue behavior of polymeric sulfur-modified asphalt mixtures subjected to freeze thaw conditioning, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 0892705719889985.
-M.A. Notani, F.M. Nejad, A. Khodaii, P. Hajikarimi, (2018). Evaluating fatigue resistance of toner modified asphalt binders using the linear amplitude sweep test, Road Mater. Pave. Des. 1-14.
-Masoud Faramarzi, Behnam Golestani, K. Wayne Lee, (2017). Improving moisture sensitivity and mechanical properties of sulfur extended asphalt mixture bynano-antistripping agent, Construction and Building Materials 133. 534–542.
-Nazmus Sakib, Md. Amit Bhasin, Kamrul Islam, Kaffayatullah Khan, Muhammad Imran Khan, (2019). A review of the evolution of technologies to use sulphur as a pavement construction material, International Journal of Pavement Engineering. 1–12.
-Nguyen, V. H., & Le, V. P. (2019). Performance evaluation of sulfur as alternative binder additive for asphalt mixtures. International Journal of Pavement Research and Technology, 12, 380-387.‏
-Parvez, M, A., Al-Mehthel, M., Al-Abdul Wahhab, H., Hussein, I., (2014). I Utilization of sulfur and crumb rubber in asphalt modification. Journal of Applied Polymer Science, 131(7).
-Ruiz, J. M., Carden, B. M., Lena, L. J., Vincent, E. J., & Escalier, J. C. (1982). Determination of sulfur in asphalts by selective oxidation and photoelectron spectroscopy for chemical analysis. Analytical Chemistry, 54(4), 688-691.‏
-S. M. PRINCE, (1978). Construction and Performance of a Sulfur-Asphalt Road in Texas.
-The Sulphur Institute, (2003). Sulphur Outlook 2003. TSI Publication.