ارزیابی مقاومت شیارشدگی و خستگی قیرلاستیکی ترکیب‌شده با قیر بازیابی شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران

2 کارشناسی ارشد‌، گروه عمران- راه و ترابری، واحد تهران شمال، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد‌، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

4 گروه عمران- راه و ترابری، واحد تهران شمال، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

استفاده از پودر لاستیک مستعمل به عنوان افزودنی قیر یکی از موضوعات مورد توجه پژوهشگران در دو دهه اخیر بوده است. استفاده از مواد ضایعاتی به عنوان یک راهکار حفظ محیط زیست و در عین حال بهبود قابل توجه در عملکرد قیر و مطرح نمودن پودر لاستیک به عنوان جایگزین ارزان قیمت تر نسبت به سایر پلیمرها بر اهمیت موضوع افزوده است. در این پژوهش، علاوه بر پودر لاستیک سعی شده از قیر بازیابی شده از خرده آسفالت که یک ماده ضایعاتی محسوب می­شود. نیز به عنوان جایگزین قیر تازه استفاده شود. لذا، یک نمونه قیر لاستیکی تهیه و با درصدهای مختلف قیر بازیابی شده ترکیب و مورد آزمایش قرار گرفت. هدف از آزمایشات، بررسی عملکرد شیارشدگی و خستگی قیر حاصل به روش­های جدیدتری مانند روش بازگشت خزشی در چند سطح تنش، جاروب دما­، فرکانس و دامنه خطی بوده است. قیربازیابی به نسبت وزنی قیر لاستیکی پایه، جایگزین بخشی از آن شده است. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش 15 تا 25 درصد قیر بازیابی شده به قیر لاستیکی پایه در افزایش مدول مختلط برشی و کاهش زاویه اختلاف فاز نقش قابل توجهی داشته است. بطوریکه باعث بهبود رفتار الاستیک قیر لاستیکی و در نتیجه بهبود عملکرد شیارشدگی قیر گردید ولی به دلیل ماهیت سخت­کنندگی قیر بازیابی، مقاومت خستگی قیر لاستیکی را کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Rutting and Fatigue Properties of Rubberized Bituminous Binder Containing Recycled Asphalt

نویسندگان [English]

  • Shahin shabani 1
  • R. Afra 2
  • M. Ghasemi 3
  • D. Mirzaei 4
1 assistance professor. civil engineering department, Factuly of engineering, payam noor university of tehran
2 Civil Engineering Department, Faculty Of Engineering, Payam-e- Noor University Of Tehran, Iran.
3 Civil Engineering Department, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 M.Sc. Grad., Civil Engineering Department, Faculty Of Engineering, Payam-e- Noor University Of Tehran, Iran.
چکیده [English]

Applying the tire rubber powder as an additive of bitumen has been one of the considerable topics for the researches. The use of the recycled tire rubber as a measure for protecting the environment moreover the considerable improvement in the bitumen performance and cheaper than the other polymers make the topic more important. In this research, in addition to the tire rubber powder, it has been tried to use the asphalt recycled from reclaimed asphalt pavement as an alternative for replacing bitumen. So, a sample of rubber modified bitumen was prepared and combined with different percentages of the recycled asphalt and tested. The aim of the tests has been examining the rutting and fatigue performance of the bituminous binder by the newer methods such as multiple stress creep recovery, temperature and frequency sweep and linear amplitude sweep. The test results showed that adding 15 to 25 percent of the recycled asphalt to the base rubber bitumen has a considerable effect in increasing complex shear modulus and decreasing the phase angle. So, the recycled asphalt improved the elastic behavior of the rubber bitumen and increased rutting resistance of the bitumen. But, the fatigue resistance of the rubber bitumen was decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rubberized Bituminous Binder
  • Rutting
  • fatigue
  • multiple stress creep recovery
  • linear amplitude sweep

-آقاجانی، پ. و مقدس نژاد، ف.، (1390)، "اصلاح مشخصات قیر با استفاده از افزودنی پودر لاستیک،" ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان، دانشگاه سمنان.

 

-حمیدی، ی. و صرافی، ا. و طهمورسی، م. و جمشیدی، ر.، (1387)، "تأثیر شرایط مختلف بر فرآیند اختلاط قیر و پودر لاستیک،" نخستین همایش تخصصی و کاربردی مخلوط آسفالتی، تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران.

-طباطبایی، ن. و کمالی ابیانه، ز.، (1383)، "بررسی رفتار کندروانی قیر VB اصلاح شده با پودر لاستیک،" دومین همایش قیر و آسفالت ایران، تهران، موسسه قیر و آسفالت ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران.

-عامری، م. و تقی­نژاد عمران، ع.، (1387)، "بررسی آزمایشگاهی تأثیر تراشه‌های خرده آسفالت بر روی خصوصیات قیر و مخلوط‌های آسفالتی گرم"، پژوهشنامه حمل و نقل، دوره 5، شماره 2، ص. 157-165.

-Airey, G.D. Rahman, M.M. & Collop, A.C. (2003), "Absorption of bitumen into crumb rubber using the basket drainage method". International Journal of Pavement Engineering, 4(2), pp. 105-119.

-AASHTO:T 315., (2010), “Standard Method of test for  determining the rheological properties of asphalt binder Using dynamic shear rheometer (DSR)”, AASHTO designation T315-10.

-AASHTO: TP 101. (2014), “Estimating damage tolerance of asphalt binders using the linear amplitude sweep”. American association of state highway and transportation officials’ standards for tests, 2014. pp. 1–7.

-Anderson, D. A., Christiensen, D. W., Bahia, H. U., Dongre, R., Sharma, M. G., Antle, C. E. & Button, J., (1994), “Binder characterization and evaluation, National academy of sciences”, Vol. 3, (SHRP-A-369).

-ASTM D7405, (2010), “Standard test method for multiple stress creep and recovery (MSCR) of asphalt binder using a dynamic shear rheometer”. Pennsylvania, USA: American Society for Testing and Materials.

-ASTM D1513-05, (2017), “Standard Test Method for Carbon Black, Pelleted—Pour Density, ASTM International, West Conshohocken”, PA, www.astm.org.

-ASTM D2172 / D2172M-17e1,  (2017), “Standard Test Methods for Quantitative Extraction of Asphalt Binder from Asphalt Mixtures, ASTM International, West Conshohocken”, PA, www.astm.org.

-ASTM D5404 / D5404M-12, (2017), “Standard Practice for Recovery of Asphalt from Solution Using the Rotary Evaporator”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, www.astm.org.

-Bahia, H.U. & Davies, R., (1994), "Effect of crumb rubber modifiers (CRM) on performance related properties of asphalt binders". Asphalt paving technology, 63,
pp. 414-414.

-Celauro B., Celauro C., Presti DL., Bevilacqua A., (2012), "Definition of a laboratory optimization protocol for road bitumen improved with recycled tire rubber". Construction and Building Materials, 37. pp.562-572

-Dong, D., Huang, X., Li, X., Zhang, L., (2012), "Swelling process of rubber in asphalt and its effect on the structure and properties of rubber and asphalt". Construction and Building Materials. 29, pp.316–322.

-Federal Highway Administration, (2002), "User Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction. Washington", D.C.

-Mathias Leite, LF, Almeida da Silva, P. Edel, G. Goretti da Motta, L. & Herrmann do Nascimento, LA. (2003), "Asphalt rubber in Brazil: Pavement performance and laboratory study ". Paper presented at the Proceedings of the Asphalt Rubber 2003 Conference, Brasilia, Brazil.

-McDaniel, R. & Anderson, R.M., (2001), "Recommended use of reclaimed asphalt pavement in the Super pave mix design method": Guidelines: Transportation Research Board, National Research Council.

-Palit, SK, Reddy, K.S. & Pandey, BB., (2004), "Laboratory evaluation of crumb rubber modified asphalt mixes". Journal of materialsin civil engineering, 16(1), pp. 45-53.

-Shen J., and Amirkhanian S., and Xiao F. and Tang B., (2009), "Influence of surface area and size of crumb rubber on high temperature properties of crumb rubber modified binders", Construction and Building Materials, 23, pp304–310.

-Shen, JN, Amirkhanian, SN, & Xiao, FP., (2006), "HP-GPC characterization of aging of recycled CRM Binders containing rejuvenating agents­". Transportation Research Board, Washington, DC (1962), pp. 21-27.

-Te Chiu, C., and Cheng Lu, L., (2007), "A laboratory study on stone matrix asphalt using ground tire rubber" Construction and Building Materials, May, Vol. 21, pp.1027.

-Tortum, A. Çelik, C. & Cüneyt Aydin, A., (2005),­ "Determination of the optimum conditions for tire rubber in asphalt concrete". Building and environment, 40(11),
pp. 1492-1504.

-Tortum, A. Çelik, C. & Cüneyt Aydin, A., (2005), "Determination of the optimum conditions for tire rubber in asphalt concrete". Building and environment, 40(11),
pp. 1492-1504.

-Vahidi S., Mogawer W., Booshehrian A., (2014), "Effects of GTR and treated GTR on asphalt binder and high-RAP mixtures". Journal of Materials in Civil Engineering. 26, pp.721-727.

-Way, GB., (2003), "The rubber pavements association, technical advisory board leading the way in asphalt rubber research". Paper presented at the Proceedings of the asphalt rubber 2003 conference, Brasilia, Brazil.

-Xiao, F. Putman, B.J. & Amirkhanian, S.N., (2006), "Laboratory investigation of dimensional changes of crumb rubber reacting with asphalt binder". Paper presented at the Proceedings of Asphalt Rubber 2006 Conference.

-Yousefi Kebria, D and Moafimadani, S. r. and Goli, Y., (2015), "Laboratory investigation of the effect of crumb rubber on the characteristics and rheological behavior of asphalt binder", Road Materials and Pavement Design, Vol. 16, issue4, pp. 946-956.