ارزیابی مقاومت شیارشدگی قیر حاوی خاکستر پسماند زغال‌سنگ با استفاده از آزمایش رئومتر برشی دینامیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشجوی مقطع‌ دکتری، گروه عمران، واحد آیت‌ا...‌آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران.

3 دانش آموخته

10.22034/tri.2023.389570.3138

چکیده

روسازی‌ها سرمایه ملی کشورها محسوب می‌شوند که سالیانه بخش عمده‌ای از بودجه عمرانی سازمان‌های ذی‌ربط صرف طراحی، ساخت، تعمیر و نگهداری آن‌‌ها می‌شود. شیارشدگی ازجمله خرابی‌های سازه‌ای به شمار می‌آید که به‌صورت شیار فرورفته در مسیر چرخ وسایل نقلیه دیده می‌شود. توسعه شیارافتادگی باعث ایجاد ترک، به‌ویژه ترک پوست‌سوسماری ‌می‌شود و نهایتاً به گسیختگی کلی روسازی منجر می‌شود. قیر مصرفی در مخلوط‌های آسفالتی، بایستی دارای سختی کافی جهت مقابله با پدیده شیارشدگی و از سوی دیگر انعطاف‌پذیری لازم جهت اجتناب از ترک‌های حرارتی در دماهای پایین باشد. با توجه به اینکه قیرهای معمولی قابلیت تأمین چنین خاصیتی را ندارند، استفاده از اصلاح‌کننده‌هایی جهت بهبود خواص عملکردی قیرها، الزامی است. از جمله موادی که میتوان از آن به ‌عنوان فیلر در قیر مورد استفاده و آزمایش قرارداد، خاکستر پسماند زغال‌سنگ (CWP) است که در حجم‌های زیادی در اطراف معادن زغال‌سنگ و... مشاهده می‌شود. هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی مقاومت شیارشدگی قیر حاوی خاکستر پسماند زغال‌سنگ با استفاده از دستگاه رئومتر برشی دینامیکی (DSR) است. در پژوهش حاضر، از قیر 70-60 به‌صورت خالص و همچنین قیر حاوی خاکستر پسماند زغال‌سنگ به میزان 3 و 6 درصد، استفاده‌ شده است و مقاومت مخلوط در برابر خرابی شیارشدگی با استفاده از دستگاه رئومتر برشی دینامیکی در دماهای (52، 58، 64 و 70 درجه سانتیگراد) و در فرکانس‌های 23/2 تا 100 هرتز مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از خاکستر پسماند زغال‌سنگ به میزان 3 و 6 درصد، سبب افزایش قابل‌توجه مقاومت قیر در برابر خرابی شیارشدگی در دماهای بالا نسبت به قیر خالص می‌شود. بدین ترتیب، با استفاده بهینه از این ماده در مخلوط آسفالتی، علاوه بر کاهش عمق شیارشدگی، از انباشته شدن این مواد ضایعاتی در محیط زیست جلوگیری می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Rutting Resistance of Bitumen Containing Coal Waste Ash Using Dynamic Shear Rheometer Test

نویسندگان [English]

  • Hassan Divandari 1
  • pouyan nazarian 2
  • mohammad amin youseftabar 3
1 Department of civil Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 PhD Student, Department of Civil Engineering, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran,
3 postgraduate
چکیده [English]

Pavements are the national capital of countries that annually attract a bulk of the relevant organizations budgets for their designing, constructing, repairing and maintaining. The Rutting is one of the structural failures that is seen in the groove in the direction of the vehicle's wheel. The development of ruts causes cracks, especially alligator cracks, and ultimately leads to the general rupture of the pavement. The bitumen used in asphalt mixtures must have sufficient hardness to deal with the phenomenon of rutting, and on the other hand, the necessary flexibility to avoid thermal cracks at low temperatures. Considering that normal bitumens are not able to provide such properties, it is necessary to use modifiers to improve the functional properties of bitumens. Among the materials that can be used and tested as a filler in bitumen is coal waste ash, which can be seen in large quantities around coal mines. The main goal of the current research was to investigate the rutting resistance of bitumen containing coal waste ash using a dynamic shear rheometer. In this research, bitumen 60-70 was used in pure form and also contained 3% and 6% coal waste ash, and the resistance of the mixture against rutting failure was measured using a dynamic shear rheometer at temperatures of (52°C, 58°C, 64°C and 70°C), and at frequencies of 2.23 to 100 Hz were examined and tested. The results showed that the use of coal waste ash at the rate of 3 and 6% significantly increased the resistance of bitumen against rutting damage at high temperatures compared to pure bitumen. In this way, with the optimal use of this material in the asphalt mixture, in addition to reducing the depth of rutting, the accumulation of these waste materials in the environment was prevented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coal Waste
  • Ash
  • Dynamic Shear Rheometer Rutting
  • Bitumen