ارزیابی عملکرد آسفالت گرم اصلاح شده با خاکستر پوسته برنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران

چکیده

امروزه با افزایش میزان بار و حجم ترافیک عبوری از روسازی­های آسفالتی، افزایش دوام و مقاومت این نوع مخلوط­ها بیشتر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته­است. از عوامل مؤثر در افزایش کیفیت آسفالت تولیدی، به­کارگیری فیلر مناسب می­باشد. اگرچه فیلر در مقادیر کم برای تهیه مخلوط­های آسفالتی استفاده می­شود، اما تأثیر بسزای آن­ کاملاً مشخص گردیده و تحقیقات وسیعی نیز در این مورد انجام شده است. فیلربه­عنوانبخش ریزدانه،نقشمؤثریدرخصوصیاتمکانیکیورفتاریمخلوطآسفالتیبرعهدهدارد و  قفل ­و ­بست مصالح را به شدت تحت تأثیر­ قرار می­دهد. از طرفی، نتایج تحقیقات نشان می‌دهند که اغلب خاکسترهای زیست‌توده دارای عناصر متعددی هستند که برای آسفالت مفیدند. خاکستر پوسته برنج که یک خاکستر زیست توده محسوب می­شود یکی از محصولات ضایعاتی به­دست­آمده از کوره­ها در نیروگاه­ها است که در اثر سوختن پوسته برنج به­دست می­آید. در حال حاضر خاکستر پوسته برنج، به­دلیل داشتن خصوصیات مفید در صنایع تولید بتن به­طور گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد. در این تحقیق از خاکستر پوسته برنج به عنوان جایگزین بخشی از فیلر (پودر سنگ) در مخلوط آسفالتی گرم استفاده شد. ابتدا نمونه­های مارشال برای تعیین میزان قیر بهینه بر اساس دانه­بندی شماره 4 و 5 در درصدهای 0، 25، 50، 75 و 100 درصد خاکستر پوسته برنج، جایگزین پودر سنگ به­عنوان فیلر، ساخته شد. سپس نمونه­های جدیدی با درصد قیر بهینه به­دست­آمده و بر اساس دانه­بندی­های قبلی آماده شد. در پایان میزان تاثیر استفاده از خاکستر پوسته برنج در پدیده­ی شیارشدگی، حساسیت رطوبتی و مدول برجهندگی مخلوط آسفالتی گرم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از این افزودنی به میزان بهینه، عملکرد آسفالت را به طور چشمگیری بهبود می­بخشد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance Evaluation of Hot Mix Asphalt Modified with RHA

نویسندگان [English]

  • H . Divandari 1
  • S.R. Sajadi 2
1 Department of Civil Engineering, Nowshahr Branch, Islamic Azad University, Nowshahr, Iran.
2 M.Sc. Grad., Department of Civil Engineering, Nowshahr Branch, Islamic Azad University, Nowshahr, Iran.
چکیده [English]

Nowadays, by increasing of the load and volume of traffic passing through asphalt pavements, increase in the durability and resistance of these types of mixtures have become more of interest to researchers. Using appropriate filler is of the factors affecting the quality of asphalt production. Although low amounts of fillers are used for preparing asphalt mixtures, their significant influence has become specified and wide researches have been performed on this subject. As the fine part, filler has an effective role on the mechanical and behavioral properties of asphalt mixture and influences the interlock of materials, intensively. Some results indicate that most of biomass ashes are of various elements that are useful for asphalt. Rice husk ash, which is considered as a biomass ash, is one of the waste products obtained from furnaces at power plants, which is obtained due to the burning of rice husk. Currently, rice husk ash is widely used due to its beneficial properties in the concrete production industry. In this research, rice husk ash was used as a replacement for a part of filler (rock powder) in hot mix asphalt. First, Marshall Samples were prepared to determine the optimum bitumen content based on grading No. 4 and 5 in the percentages of 0, 25, 50, 75 and 100 of rice husk ash, as the replacement of the rock powder. Then, new samples with optimum bitumen content were obtained and prepared according to the previous gradation. Finally, the effect of using rice husk ash on rutting phenomena, moisture sensitivity and resilient modulus of hot mix asphalt was investigated. The results showed that using this additive by an optimum extent improves the asphalt performance, significantly.
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hot Mix Asphalt
  • Rice Husk Ash
  • Moisture Sensitivity
  • Resilient Modulus
  • Rutting

-      اکبرزاده، م. (1394) "بررسی تأثیر خاکستر پوسته برنج بر مقاومت فشاری ملات­های ساخته شده با سیمان­های پرتلند کارخانجات شرق کشور"، کنفرانس بین المللی دستاوردهای نوین در عمران، معماری، محیط زیست و مدیریت شهری.   

 

-      بهبهانی، ح. و ایازی، م.ج. و شجاعی، م.ح. (1394) "ارزیابی آزمایشگاهی حساسیت رطوبتی و پتانسیل شیارشدگی مخلوط­های آسفالتی نیمه گرم"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال هفتم، شماره 3، بهار 1395.  

 

-      رمضانیانپور، ع. و ضرابی گل خطمی، ک. و مهدی خانی، م. و احمدی بنی، غ. (1387) "تولید بهینه خاکستر پوسته برنج و بررسی اثر بتن­های ساخته شده با این خاکستر در پدیده واکنش قلیائی"، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

 

-      رمضانیانپور، ع. و مهدی­خانی، م. و پوربیک، پ. و کیومرثی، م. م. و زمانی، م. (1388) " ارزیابی دوام و خصوصیات مکانیکی بتن­های حاوی خاکستر پوسته برنج"، اولین کنفرانس ملی بتن، گروه بین المللی راهبران.

 

-      زارعی، س. و شاه­بابایی، م. و سلطانی، ا. و علاء، م. (1394) "بررسی آزمایشگاهی تأثیر فیلرهای معدنی بر خصوصیات فیزیکی قیر"، دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، تبریز، اردیبهشت 1394.

 

-      زارعی، پ. و ملکی، م و الیاسی، م. (1394) "بررسی خصوصیات آسفالتی گرم در نوع فیلر استفاده شده"، اولین کنگره علمی پژوهشی افق­های نوین در حوزه مهندسی عمران، معماری، فرهنگ و مدیریت شهری ایران.

 

-      عامری، م. و وامق، م. و روح الامینی، ح. و بمانا، ک. (1393) "ارزیابی حساسیت رطوبتی در مخلوط­های آسفالتی گرم (HMA) حاوی نانو رس"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال ششم، شماره 4، تابستان 1394.

 

-      غفارپور جهرمی، س. و خدایی، ع. (1388) "تأثیر خصوصیات فیزیکی– هندسی فیلرهای نوین و سنتی بر مشخصات مکانیکی مخلوط­های آسفالتی"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال ششم، شماره 1، بهار 1388،  صفحه 41-52.

 

-      کاووسی، ا. و بختیاری، ج. (1392) "بررسی تأثیرات دما و فیلر آهک هیدراته در مقاومت شیارشدگی مخلوط­های آسفالتی"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال پنجم، شماره 1، پاییز 1392.

 

-      گلشنی، ه. و قلعه نوی، م. و صحاف، س.ع. (2015)، "بررسی تأثیر کاربرد پودر میکروسیلیس در بهبود مقاومت شیارشدگی مخلوط­های آسفالتی داغ"، هفتمین همایش ملی قیر و آسفالت ایران.

-      مدرس، ا. و رحمان­زاده، م. (1395)، "مقایسه تأثیر فیلر پسماند زغال­سنگ با فیلرهای پوزولانی بر ویژگی­های مکانیکی مخلوط آسفالت گرم"، پژوهشنامه حمل و نقل، دوره 13، شماره 3، شماره پیاپی 48، پاییز 1395،
ص.86-103.

 

-   یوسف­دوست، س. و فرزانه، ا. و اسماعیلی، ع.م و احمدی، ا. (1390)، "بررسی آزمایشگاهی مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم و فشاری
تک­محوری مخلوط­های آسفالت بازیافت­شده با استفاده از کف قیر"، نشریه مهندسی عمران و نقشه­برداری، دوره 45، شماره 7، صفحه 803-825.

 

-       Al-Hdabi, A. (2016),­"­(Laboratory investigation on the properties of asphalt concrete mixture with Rice Husk Ash as filler"­. Construction and Building Materials, 126, pp. 544-551.

 

-       Abdulfatai Adinoyi, M., and Lawal, S. (2014), "Partial replacement of cement with rice husk ash (RHA) as filler in asphalt concrete design". Journal of Engineering and Applied Sciences, 10, pp. 30 – 40.

 

-       Akter, R., and Hossain, M. K. (2017), "Influence of Rice Husk Ash and Slag as Fillers in Asphalt Concrete Mixes", American Journal of Engineering Research (AJER), Vol. 6, no. 1, pp. 303-311.

 

-       Bhattacharya, S. C., Salam, P. A., Pham, H. L., and Ravindranath, N. H. (2003), "Sustainable biomass production for energy in selected Asian countries". Biomass and Bioenergy, Vol. 25, no. 5, pp. 471-482.

 

-       Borhan, M. N., Ismail, A., and Rahmat, R. A. (2010), "Evaluation of palm oil fuel ash (POFA) on asphalt mixtures", Australian Journal of Basic and Applied Sciences, Vol. 4, no. 10, pp. 5456-5463.

 

-       Chen, M. Z., Lin, J. T., Wu, S. P., and Liu, C. H. (2011), "Utilization of recycled brick powder as alternative filler in asphalt mixture", Construction and Building Materials, Vol. 25, no. 4, pp. 1532-1536.

-       De Assis, S. R. H., de Queiroz, B. O., Araújo, C. C., Nunes, K. K. F., de Melo, R. A., and Lucena, L. C. D. F. L. (2017), "Evaluation of limestone crushed dust aggregates in hot mix asphalt", Construction and Building Materials, 148, pp. 659-665.

 

-       Goh, B. H., Sunnasee, P., Chin, K. H., Kang, B. G., and Kok, S. T. (2014) "Utilisation of Rice Husk Ash in Asphaltic Concrete Pavement", In Advanced Materials Research, Vol. 1030, pp. 961-964, Trans Tech Publications.

 

-       Gupta, K., Kumar, M., and Chopra, T. (2013), "Laboratory Investigation Of Dense Bituminus Macadam (GRADE 1) Mix Using Different Types Of Additives", Thapar University, Patiala 147004.

 

-       Jordan, C. A., and Akay, G. (2012), "Speciation and distribution of alkali, alkali earth metals and major ash forming elements during gasification of fuel cane bagasse", Fuel, Vol.  91, no. 1,
pp. 253-263.

 

 

-       Karaşahin, M., and Terzi, S. (2007), "Evaluation of marble waste dust in the mixture of asphaltic concrete". Construction and Building Materials, Vol. 21, no. 3, pp. 616-620.

 

-       Khan, R., Jabbar, A., Ahmad, I., Khan, W., Khan, A. N., and Mirza, J. (2012), "Reduction in environmental problems using rice-husk ash in concrete. Construction and Building Materials", 30, pp. 360-365.

 

 

-       Li, C., Chen, Z., Wu, S., Li, B., Xie, J., and Xiao, Y. (2017), "Effects of steel slag fillers on the rheological properties of asphalt mastic". Construction and Building Materials, 145, pp. 383-391.

 

-       Muniandy, R., Aburkaba, E., and Mahdi, L. M. (2013), "Effect of Mineral Filler Type and Particle Size On Asphalt-Filler Matrix And Stone Matrix Asphalt Laboratory Measured Properties". Australian Journal of Basic and Applied Sciences, Vol. 7, no. 11, pp. 475-487.

 

-       Park, D. W., Seo, W. J., Kim, J., & Vo, H. V. (2017), "Evaluation of moisture susceptibility of asphalt mixture using liquid anti-stripping agents", Construction and Building Materials, 144, pp. 399-405.

 

-       Ramezanianpour, A. A. (2014), "Cement Replacement Materials", Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

 

 

-       Sangiorgi, C., Tataranni, P., Mazzotta, F., Simone, A., Vignali, V., and Lantieri, C. (2017), "Alternative Fillers for the Production of Bituminous Mixtures: A Screening Investigation on Waste Powders", Coatings, Vol. 7, no. 6, pp.76.

 

-       Sargın, Ş., Saltan, M., Morova, N., Serin, S., and Terzi, S. (2013), "Evaluation of rice husk ash as filler in hot mix asphalt concrete", Construction and Building Materials, 48, pp. 390-397.

 

-       Vassilev, S. V., Baxter, D., Andersen, L. K., and Vassileva, C. G. (2010), "An overview of the chemical composition of biomass", Fuel, Vol. 89, no. 5, pp. 913-933.

 

 

-       West, R. C., and James, R. S. (2005), "Evaluation of a Lime Kiln Dust as a Mineral Filler For Stone Matrix Asphalt", Transportation Research Board, Washington.

 

-       Xue, Y., Hou, H., Zhu, S., and Zha, J. (2009), "Utilization of municipal solid waste incineration ash in stone mastic asphalt mixture: pavement performance and environmental impact", Construction and Building Materials, Vol. 23, no. 2, pp. 989-996.

 

 

-       Yilmaz, M., Kök, B. V., and Kuloğlu, N. (2011), "Effects of using asphaltite as filler on mechanical properties of hot mix asphalt", Construction and Building Materials, Vol. 25, no. 11, pp. 4279-4286.