بررسی تأثیر اضافه کردن پودر لاستیک بر مشخصات ویسکوالاستیک غیرخطی قیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 واحد تحقیق و توسعه، شرکت نفت پاسارگاد، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

تغییر رفتار رئولوژیکی و مکانیکی قیر خالص یکی از مهمترین انتظارات مصرف کنندگان افزودنی های مختلف است. پودر لاستیک یکی از شناخته شده ترین و مطلوب ترین افزودنی های مورد استفاده جهت افزایش مقاومت قیر در برابر شیارافتادگی، خستگی و ترک های حرارتی دمای پایین است. تغییرات رفتاری ناشی از اضافه کردن افزودنی های مختلف معمولاً در محدوده رفتار ویسکوالاستیک خطی صورت می‌پذیرد. این در حالی است که بررسی رفتار غیرخطی در دماهای بالاتر، تنش های بیشتر و نرخ های بارگذاری زیادتر از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این پژوهش آزمایش خزش ـ بازگشت پذیری با استفاده از دستگاه رئومتر برش دینامیکی در راستای ارزیابی خواص رئولوژیکی قیرهای اصلاح شده با پودر لاستیک با سه درصد وزنی متفاوت 10، 15 و 20 در محدوده ویسکوالاستیک غیرخطی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی بر اساس نظریات ساده مرتبط با رفتار ویسکوالاستیک خطی و غیرخطی و نیز مدل ویسکوالاستیک غیرخطی کسری تعمیم یافته تجزیه و تحلیل شده و نشان داده‌اند که اضافه کردن پودر لاستیک به قیر خالص موجب افزایش رفتار غیرخطی آن می شود. این افزایش رفتار غیرخطی توأم با کاهش پتانسیل بازگشت پذیری قیر در دمای 40 درجه سانتیگراد بوده که به معنای افزایش مقاومت آن در برابر شیارافتادگی است. افزایش درصد پودر لاستیک مصرفی منجر به افزایش این روند گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on the Effect of Crumb Rubber Modification on Non-linear Viscoelastic Characteristics of Asphalt Binder

نویسندگان [English]

  • Pouria Hajikarimi 1
  • Mohammad Rahi 2
  • Sahar Maniei 2
  • Fereidoon Moghadas Nejad 3
1 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 R&D Department, Pasargad Oil Company, Tehran, Iran
3 Department of Civil & Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the most important expectations of asphalt binder additives consumers is a reasonable change in rheological and mechanical behavior of original asphalt binder. Crumb rubber is a well-known modifier commonly used to enhance rutting resistance, fatigue behavior and thermal cracking at low temperatures of neat asphalt binder. Generally, rheological and mechanical changes of neat asphalt binder in presence of different types of additives are investigated within linear viscoelastic range. However, evaluating non-linear behavior of neat and modified asphalt binders at higher temperatures, higher stress levels and higher loading rates is important as well. In this study, implementing dynamic shear rheometer (DSR), the creep – recovery test was performed to evaluate rheological behavior within non-linear viscoelastic range of asphalt binders modified with three different dosages of crumb rubber including 10, 15 and 20%. The experimental results were analyzed based on simple theoretical related to non-linear viscoelastic behavior as well as generalized non-linear fractional viscoelastic model. The analysis showed that adding crumb rubber to neat asphalt binder causes an increasing non-linear behavior which means improvement of rutting resistance at 40 degree of centigrade. Also, increasing the dosage of crumb rubber amplifies this trend.

کلیدواژه‌ها [English]

  • crumb rubber
  • non-linear viscoelastic
  • Creep
  • Recovery
  • dynamic shear rheometer