پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

بررسی تأثیر همزمان اضافه کردن PPA و EBS بر عملکرد دمای بالا و پایین قیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محمد راهی 1
بهزاد رسولی اسفنجانی 2
یوسف یوسفی مزرعه 3
پوریا حاجی کریمی 4
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، مدیر واحد تحقیق و توسعه، شرکت نفت پاسارگاد، تهران، ایران
2 دانش آموخته کارشناسی‌، مدیر کنترل کیفی آزمایشگاه، شرکت نفت پاسارگاد، تبریز، ایران
3 دانش آموخته کارشناسی، کارشناس آزمایشگاه، شرکت نفت پاسارگاد، تبریز، ایران
4 استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، تهران، ایران
10.22034/tri.2023.391482.3142
چکیده
کاربرد بیس‌استئارامید اتیلن در قیر موجب کاهش دمای اختلاط و دمای تراکم آن و بالتبع کاهش مصرف انرژی در تولید مخلوط آسفالتی می‌شود. در این پژوهش، پلی‌فسفریک اسید (PPA) به منظور جبران اثرات مخرب EBS بر رفتار دمای پایین قیر مورد استفاده قرار گرفته و تأثیر آن بر رفتار دمای بالای قیر با استفاده از پروتکل سوپرپیو و همچنین آزمایش MSCR ارزیابی شده است. به این منظور PPA در سه درصد مختلف 5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی به قیر حاوی 3 درصد وزنی بیس‌استئارامید اتیلن اضافه شده و با استفاده از رئومتر برشی دینامیکی (DSR) آزمایش متداول پروتکل سوپرپیو و نیز آزمایش خزش ـ بازگشت در سطوح تنش چندگانه (MSCR) روی آن انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داده است اضافه کردن 5/0 درصد وزنی پلی‌فسفریک اسید در حالی که دمای اختلاط و تراکم قیر حاوی بیس‌استئارامید اتیلن را به طرز محسوسی افزایش نداده منجر به حفظ نسبی و مطلوب دمای بالای عملکردی قیر در مقایسه با صرفاً استفاده از PPA شده است. با این حال نتایج آزمایش MSCR نشان داده است که می‌بایست در این خصوص محافظه-کارانه‌تر برخورد نمود زیرا در سطوح ترافیکی موردنظر استاندارد قیر حاوی 3 درصد وزنی EBS و 5/0 درصد PPA نتایج مناسبی نظیر آنچه در معیار رده‌بندی عملکردی پیشین گزارش میشود ارائه نکرده است.
کلیدواژه‌ها
بیس‌استئارامید اتیلن
پلی‌فسفریک اسید
خزش ـ بازگشت
دمای عملکردی بالا و پایین
MSCR

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation on the Mutual Effect of PPA and EBS on High- and Low-Temperature Performance of Bitumen

نویسندگان English

Mohammad Rahi 1
Behzad Rasouli Esfanjani 2
Yousef Yousefi Mazrae 3
Pouria Hajikarimi 4
1 M.Sc., Grad., Director of Department of Research & Development, Pasargad Oil Company, Tehran, Iran.
2 B.Sc., Grad., Quality-Control Supervisor of Laboratory, Pasargad Oil Company, Tabriz, Iran.
3 B.Sc., Grad., Laboratory Expert, Pasargad Oil Company, Tabriz, Iran.
4 Assistant Professor, Department of Civil & Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran.
چکیده English

Using Ethylene Bis(Stearamide) (EBS) decreases mixing and compaction temperature of bitumen and consequently decreases energy consumption of asphalt mixture production. In this study, polyphosphoric acid (PPA) is added to EBS-modified bitumen to mitigate low-temperature deteriora-tion of EBS. Also, the effect of adding PPA and EBS on high-temperature behavior of bitumen is investigated using supepave protocol and multiple stress creep and recovery (MSCR) test. For this purpose, PPA is added to EBS-modified bitumen (having 3% of EBS) in three different dosages of 0.5, 1, and 1.5% (based on the original bitumen weight). Then, using a dynamic shear rheometer, both superpave protocol test and the MSCR test are performed on all samples at high temperatures. Also, using a bending beam rheometer, the low-temperature behavior of all samples are evaluated. The results showed that while adding 0.5% of PPA did not change mixing and compaction tempera-ture of EBS-modified bitumen significantly, it can improve high-temperature behavior of bitumen. However, MSCR results showed that it is required to consider the high-temperature behavior of modified bitumen conservatively as the bitumen modified with 0.5% PPA and 3% EBS cannot meet standard requirement for three traffic categories.

کلیدواژه‌ها English

Polyphosphoric Acid
Ethylene Bis(Stearamide)
Creep-Recovery
High and Low Performance Temperature
MSCR
-Aflaki, S., & Hajikarimi, P. (2012). Implementing Viscoelastic Rheological Methods to Evaluate Low Temperature Performance of Modified Asphalt Binders. Construction and Building Materials, 36, 110–118.
-Aflaki, S., & Tabatabaee, N. (2009). Proposals For Modification of Iranian Bitumen To Meet The Climatic Requirements of Iran. Construction And Building Materials. Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2008.12.014
-Anderson, D. A., Christensen, D. W., Dongre, R., Sharma, M. G., Runt, J., & Jordhal, P. (1990). Asphalt behavior at low service temperatures. final report.
-ASTM-D6648-08. (2001). Standard Test Method for Determining the Flexural Creep Stiffness of Asphalt Binder Using The Bending Beam Rheometer (BBR).
-Bahia, H. U., Anderson, D. A., & Christensen, D. W. (1992). The Bending Beam Rheometer; A Simple Device For Measuring Low-Temperature Rheology Of Asphalt Binders (With Discussion). Journal of The Association of Asphalt Paving Technologists, 61.
-Baldino, N., Gabriele, D., Rossi, C. O., Seta, L., Lupi, F. R., & Caputo, P. (2012). Low Temperature Rheology Of Polyphosphoric Acid (PPA) Added Bitumen. Construction And Building Materials, 36, 592–596.
 Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2012.06.011
-D’Angelo, J. A. (2009). The Relationship Of The MSCR Test To Rutting. Road Materials And Pavement Design, 10(Sup1), 61–80. Doi.Org/10.1080/14680629.2009.9690236
-D’Angelo, J. A. (2010). Effect Of Poly Phosphoric Acid On Asphalt Binder Properties. Journal of The Association of Asphalt Paving Technologists, 79.
-D’ANGELO, J., & Dongr, R. (2002). Superpave Binder Specifications And Their Performance Relationship To Modified Binders. Proceedings of The Forty-Seventh Annual Conference of The Canadian Technical Asphalt Association (CTAA): Calgary, Alberta.
-Dongre, R., & D’Angelo, J. (2003). Evaluation Of Different Parameters For Superpave High Temperature Binder Specification Based On Rutting Performance In The Accelerated Loading Facility At FHWA. Transportation Research Record, TRB.
-Lei, Z., Tian-Shuai, L., Fei, G., & Yi-Qiu, T. (2016). Rheological And Physical Properties Of Asphalt Mixed With Warm Compaction Modifier. Construction And Building Materials, 123, 309–316.Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2016.07.021
-Li, X., Zhou, Z., & You, Z. (2016). Compaction Temperatures Of Sasobit Produced Warm Mix Asphalt Mixtures Modified With SBS. Construction And Building Materials, 123, 357–364. Doi.Org/Https://Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2016.07.015
-Nakhaei, M., Naderi, K., Nasrekani, A. A., & Timm, D. H. (2018). Moisture Resistance Study On PE-Wax And EBS-Wax Modified Warm Mix Asphalt Using Chemical And Mechanical Procedures. Construction And Building Materials, 189, 882–889.Doi.Org/Https://Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2018.08.216
-Rubio, M. C., Martínez, G., Baena, L., & Moreno, F. (2012). Warm Mix Asphalt: An Overview. Journal of Cleaner Production, 24, 76–84. Doi.Org/Https://Doi.Org/10.1016/J.Jclepro.2011.11.053
-Shin-Che, H., P., M. F., William, S., Stephen, S., Michael, F., & Ryan, B. (2011). Rheological And Chemical Properties Of Hydrated Lime And Polyphosphoric Acid–Modified Asphalts With Long-Term Aging. Journal Of Materials In Civil Engineering, 23(5), 628–637.Doi.Org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000219
-Wu, S., & Li, X. (2017). Evaluation Of Effect Of Curing Time On Mixture Performance Of Advera Warm Mix Asphalt. Construction and Building Materials, 145, 62–67.   Doi.Org/Https://Doi.Org/10.1016/J.Conbuildmat.2017.03.240
پژوهشنامه حمل و نقل
دوره 21، شماره 2 - شماره پیاپی 79
تابستان 1403
صفحه 233-242