بررسی آزمایشگاهی تاثیر نانوکامپوزیت اتیلن وینیل استات-مونتموریلونیت بر خصوصیات شیارشدگی و خستگی مخلوط آسفالتی

نویسندگان

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

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، واحد ملارد، دانشگاه آزاد اسلامی، ملارد، تهران، ایران

چکیده

روسازی­های آسفالتی یکی از پرکاربردترین اجزای مورد استفاده برای روسازی بزرگراه هستند که در طول عمر خود دچار
خرابی­های مختلفی مانند شیار­شدگی، خستگی و ترک­های حرارتی می­شوند. بنابراین، باید برای بهبود عملکرد قیر از افزودن اصلاح‌کننده‌هایی مانند پلیمرها و نانورس‌ها (NC1) استفاده شود. در میان مواد افزودنی پلیمری مختلف مورد استفاده برای بهبود عملکرد قیر، اتیلن وینیل استات (EVA2) یکی از مفیدترین و موثرترین مواد برای روسازی است. در این مطالعه، رفتار رئولوژیکی قیر حاوی EVA/Nc و پلیمر EVA مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ارزیابی رفتار دمای متوسط ​​و بالای مخلوط، آزمایش‌های تیر خمشی چهار نقطه‌ای، خزش دینامیکی و آزمایش شیار جای چرخ روی مخلوط‌ها انجام شد. EVA/NC و EVA تولید شدند و با قیر مخلوط شدند. نتایج آزمون پایداری ذخیره سازی نشان داد که قیر اصلاح شده با EVA/NC نسبت به قیر اصلاح شده با EVA پایدارتر است. نتایج آزمون خستگی مخلوط­ها نشان داد که مخلوط­های آسفالتی ساخته شده از قیر اصلاح شده با نانوکامپوزیت نسبت به قیرهای اصلاح شده با پلیمر EVA مقاومت بیشتری در برابر خستگی دارند. نتایج نشان داد افزودن 6% EVA/NC و 6% EVA سبب افزایش عمر خستگی به ترتیب برابر با ۴۳ درصد و ۲۰ درصد گردید. نتایج آزمایش­های مقاومت شیارشدگی نشان داد با افزایش پلیمر EVA مقاومت شیارشدگی نمونه­ها افزایش یافت. همچنین افزودن مونتموریلونیت نیز سبب افزایش مقاومت مخلوط­های پلیمری در برابر شیارشدگی گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Evaluation of the Effect of Ethylene Vinyl Acetate-Montmorillonite Nanocomposite on Fatigue and Rutting Behavior of Asphalt Mixture

نویسندگان [English]

  • Amin Farajollahi 1
  • Alireza Ameli 1
  • Farzin Poorheydari Mamaghani 2
1 Department of Civil Engineering, Malard Branch,Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
2 M.Sc., Grad., Department of Civil Engineering, Malard Branch, Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Asphalt pavements are one of the most widely constituents utilized to pave highway pavement which experience various failures during their lifetime, such as rutting, fatigue and thermal cracking. Therefore it should be used to improve the bitumen performance by addition of modifiers such as polymers and Nano Clays (NC). Among the various additives used to improve the bitumen performance, Ethylene Vinyl Acetate (EVA) is one of the most useful and effective materials for paving. In this study, the rheological behavior of bitumen and rutting and fatigue behavior of mixture containing EVA/Nanoclay and EVA latex were evaluated. EVA/NC and EVA latex were made and mixed with bitumen. Results of storage stability test shown that EVA/NC-modified bitumen is steadier than EVA-latex-modified bitumen. The results of the fatigue test of the mixtures showed that the asphalt mixtures made of bitumen modified with nanocomposite are more resistant to fatigue than bitumen modified with EVA polymer. The results showed that the addition of 6% EVA/NC and 6% EVA increased the fatigue life by 43% and 20%, respectively. The results of the rutting resistance tests showed that the rutting resistance of the samples increased with the increase of EVA polymer. Also, the addition of montmorillonite increased the resistance of polymer mixtures against rutting.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ethylene Vinyl Acetate (EVA)
  • Rheology
  • Rutting
  • Asphalt Mixture
  • Fatigue

مراجع

-Aghapour, M., & Babagoli, R., (2018), “Effect of high reclaimed asphalt pavement on performance of Rubberized Asphalt Mixtures”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Construction Materials,
pp.1-50.
-Ahmadinia E., et al., (2011), “Using waste plastic bottles as additive for stone mastic asphalt”, Mater Des, 32(10), pp.4844–9.
-Airey GD., (2004), “Fundamental binder and practical mixture evaluation of polymer modified bituminous materials”, Int J Pavement Eng., 5(3), pp.137–51.
-Ameri, Mahmoud, Ahmad Mansourian, and Amir Hossein Sheikhmotevali, (2016), "Laboratory evaluation of ethylene vinyl acetate modified bitumen and mixtures based upon performance related parameters," Construction and Building Materials 40 (2013): 438-447.Saboori, Nikhil, and Praveen Kumar. "Optimum blending requirements for EVA modified binder." Transportation Research Procedia 17, pp. 98-106.
-Babagoli, R., & Mohammadi, R., (2017), “Laboratory evaluation of the effect of styrene-butadiene-styrene–montmorillonite nanocomposite on rheological behavior of bitumen and performance of stone matrix asphalt mixtures”, Canadian Journal of Civil Engineering, 44(9), pp.736-742.
-Gonzalez O et al., (2004), “Rheology and stability of bitumen/EVA blends.”, Eur Polymer J. 40(10), pp.2365–72.
-Hussain, F., Roy, S., Narasimhan, K., Vengadassalam, K., and Lu, H., (2007),
E-Glass—Polypropylene pultruded nanocomposite: manufacture, character- ization, thermal and mechanical properties, Journal of Thermoplastic Compos- ite Materials, 20(4),  pp.411–434. Doi:10.1177/0892705707079604.
-Siddig, Elfadil AA, Cheng Pei Feng, and Li Yi Ming., (2018),"Effects of ethylene vinyl acetate and nanoclay additions on high-temperature performance of asphalt binders", Construction and Building Materials 169, pp.276-282.
 
-Ziari, H., Mirzababaei, P., & Babagoli, R., (2016), “Properties of bituminous mixtures modified with a nano-organosilane additive”, Petroleum Science and Technology, 34(4), pp.386-393.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار