Experimental Investigation on the Effect of Fly Ash on Mechanical Properties of Polymer Modified SMA

Document Type : Original Article

Authors

Abstract

The main purpose of this paper is evaluating the impacts of fly ash additive on mechanical and functional properties of polymer modified stone matrix asphalt (SMA). Fly ash was used as a filler in various percentages as 0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10% by weight of aggregates. In this research to defining mechanical and functional properties of modified asphalt mixture, moisture sensitivity, Marshall stability, resistance to permanent deformation and resilient modulus were carried out on the SMA mixes. The results show that , use of fly ash as a filler has no effect on drain down of the mix and this property just improve by bitumen modifying (by means of fiber or polymer). The results of moisture sensitivity test show that the most positive effect was related to use SBS polymer as a modifier and in samples with 7.5%FA. Also results of dynamic creep test show that, the value of flow number for prepared samples with fiber is significantly lower than polymer modified samples.
 
 
 
 
 

Keywords

References

-         ایران، وزارت راه و شهرسازی، معاونت امور فنی، دفتر امور فنی و تدوین معیارها، مرکز تحقیقات و آمـوزش (1379) "طراحـی و  ارزیـابی آزمایشـگاهی مخلوط‌های آسـفالتی بـا اسـتخوان بنـدی سنگدانه­ای"، نشریه شماره 206، چاپ اول، سـازمان مـدیریت و برنامه­ریزی کشور، مرکز مدارک علمی و انتشارات.
-         بهبهانی. ح.، زیاری. ح.، و ارجمندپور، ج.، (1392)، "مقایسه نتایج حاصل از آزمایش حساسیت رطوبتی در مخلوط‌های آسفالتی با استخوان بندی سنگدانه­ای (SMA) اصلاح شده با ترموپلاستیک الاستومرها"­، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
-      زیاری، ح. ایمانی نسب، ر.، (1392)،" مقایسه ی بهبود مقاومت خزشی مخلوط‌های آسفالتی با استخوان بندی سنگدانه­ای (SMA) با استفاده از پلیمرهای الاستومر-ترموپلاستیک"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران.
-    زیاری، ح. گلی، الف. (1386)، "اثر پلیمر SBS در اصلاح مخلوط آسفالتی بر اساس پهنه­بندی آب و هوایی استان اصفهان"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
-    غنی­زاده، ع.ر. و فخری، م. (1392)، "تأثیر پارامترهای پالس بارگذاری بر مدول برجهندگی مخلوط­های آسفالتی با استفاده از نظریه  ویسکوالاستیک". مهندسی حمل و نقل،  سال پنجم، شماره اول،  پاییز، ص. 49-70.
-     مختاری، ع. (1390)، "بررسی تاثیر افزودنی رئوفالت (RheoFalt WKR-2) به مخلوط‌های آسفالتی با استخوان بندی سنگدانه­ای (SMA) و مقایسه­ی آن با افزودنی‌های دیگر"، پایان نامه ی کارشناسی ارشد، دانشکده­ی مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، ایران.
-          مدرس، الف. و حامدی، ح. ر. (1393)، "­خصوصیات سختی وخستگی مخلوط آسفالتی اصلاح شده با ضایعات بطری­های پلاستیکی (PET)" مهندسی حمل و نقل، سال پنجم، شماره چهارم، تابستان، ص. 533-546.
-Ali N, Chan JS, Simms S, Bushman R, Bergan AT. “Mechanistic Evaluation of Fly Ash Asphalt Concrete Mixtures”. J Mater Civil Eng 1996; 8(1): pp.19–25.
 -Asi, I. M. (2006) "Laboratory comparison study for the use of stone matrix asphalt in hot weather climates", Journal of Construction and Building Materials, No. 20, Issue 10, pp. 982-989.
-Brown, E. R., & Cooley, L. A. (1999), Designing of SMA for rut resistant pavements, NCHRP Report 425. National Cooperative Highway Research program.
 -Brown, E. R. and Manglorkar, H. (1993), "Evaluation of laboratory properties of SMA mixtures", National Center for Asphalt Technology Auburn University, Research Report, Sponsored by NAPA and the NAPA Education Foundation.
-Brown, E, et al, Development of a Mixture Design Procedure for Stone Matrix Asphalt (SMA). Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 1997.66:pp.1-30.
-Churchill EV, Amirkhanian SN. “Coal Ash Utilization in Asphalt Concretemixtures”.
J Mater Civil Eng 1999; 11(4):pp.295–301.
-Faheem AF. “Conceptual Phenomenological Model for Interaction of Asphalt Binders with Mineral Fillers”. Doctoral dissertation, University of Wisconsin Madison; 2009.
 -Georgia Department of Transportation, Homepage (2002), "SMA Research", Website: http://www.dot.state.ga.us/dot/construction/material- research/b-admin/research/onlinereport/r-SMA 2002.pdf.
-National Cooperative Highway Research Program. (2002), “Simple Performance Test for Superpave Mix Design”, Report 465.
Pierce, L.M. (2000), "Stone matrix asphalt -SR-524­, 64th Avenue West to I-5", State Pavement Engineer Washington State Department of Transportation, Post Construction Report, WA-RD 504.1.
 -Putman, B. J. and Amirkhanian, S. N. (2004), "Utilization of waste fibers in stone matrix asphalt mixtures", Journal of Resources Conservation and Recycling, No. 42, pp. 265- 274.
 -Ramme, B. W., Wen, H., Naik, T. R., and Kraus, R. (2005), “The Use of Fly Ash for in Situ Recycling of AC Pavements into Base Courses”. Geotechnical Applications for Transportation Infrastructure featuring the Marquette Interchange Project in Milwaukee, Wisconsin 181:10.
 -State of Ohio Department of Transportation (1998), "Asphalt concrete with fibers", SupplementalSpecification826.Website:www.dot.state.oh.us/Divisions/ConstructionMgt/default.html.
 -Sureyya Tayfur, Halit Ozen, Atakan Aksoy (2007), “Investigation of Rutting Performance of Asphalt Mixtures Containing Polymer Modifiers”, Construction and Building Materials 21, pp.328-337.
 -Troutbeck, R., Kennedy, C. (2005), “Review of the use of Stone Mastic Asphalt (SMA) surfacings by the Queen-sland Department of Main Roads”, Queensland University of Technology.
 
Journal of Transportation Research
Volume 14, Issue 1
March 2017
Pages 96-113

Files

Share

How to cite

Statistics