ارزیابی آزمایشگاهی خصوصیات عملکردی مخلوط آسفالتی حاوی مواد پوزولان مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

10.22034/tri.2023.171464

چکیده

در این مقاله، استفاده از خاکستر پوسته برنج (۱RHA) در مخلوط آسفالت گرم (۲HMA) به عنوان فیلر مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف اصلی جایگزینی فیلر معدنی، افزایش عملکرد مخلوط آسفالتی و تولید یک مخلوط آسفالتی اقتصادی است. برای این منظور، پنج مخلوط مختلف تهیه شد. اولی یک مخلوط کنترل (مخلوط سنتی) حاوی 100٪ پودر سنگ آهک (۳LSD) به عنوان فیلر و 0٪ RHA بود. در حالی که سایر مخلوط ها حاوی 25، 50، 75 درصد و 100 درصد RHA به عنوان درصدی از وزن فیلر هستند. محتوای بهینه قیر (۴OBC) با استفاده از آزمون مارشال تعیین شد، همچنین تمام پارامترهای مارشال (پایداری، درصد هوا، فضاهای خالی در سنگدانه‌های معدنی، وزن واحد و عدد روانی) مورد بررسی قرار گرفت. تست مقاومت کششی غیرمستقیم (۵ITST) و تست شیارجای چرخ (۶WTT) انجام شد و نتایج آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مدول دینامیکی (E*) یک پارامتر مهم مورد استفاده در طراحی مکانیکی-تجربی روسازی در نظر گرفته می‌شود. E*| در ترکیبات مختلف دما/فرکانس اندازه­گیری می­شود. مدول دینامیکی (E*) و زاویه فاز (δ) برای توصیف خصوصیات ویسکوالاستیک HMA استفاده می­شود. بنابراین، این خواص برای مخلوط با و بدون RHA اندازه­گیری شد. نتایج نشان می دهد که RHA پتانسیل استفاده به عنوان جایگزین جزئی فیلر معدنی LSD در ساخت و ساز روسازی را دارد. افزودن RHA سفتی مارشال را افزایش می­دهد، عمق شیار را کاهش می­دهد و مقادیر مقاومت کششی غیرمستقیم را افزایش می­دهد. علاوه بر این، یک تغییر قابل توجه در OBC برای همه مخلوط­ها رخ داده است و نسبت جایگزینی بهینه به عنوان 50٪ RHA: 50٪ LSD ثبت شده است. در نهایت، مخلوط‌های حاوی RHA مقادیر مدول دینامیکی و عدد روانی بالاتری را نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Artificial Pozzolanic Material on the Performance of Hot Asphalt Mixes

نویسندگان [English]

  • Hamin Chobdar
  • Amin Farajollahi
  • Alireza Ameli
Department of Civil Engineering, Malard Branch,Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this paper, using rice husk ash (RHA) in hot mix asphalt (HMA) as filler was evaluated. The main aim of replacing mineral filler is enhancing the performance of asphalt mixes and producing an economical asphalt mix. For this purpose, five different mixes were prepared; the first was a control mix (traditional mix) containing 100% Lime Stone Dust (LSD) as filler and 0% RHA. While, the other mixes contain 25%, 50%, 75% and 100% of RHA as a percentage of the filler weight. Optimum bitumen content (OBC) was determined using Marshall test, also all Marshall parameters (Stability, Air Voids, Voids in Mineral Aggregate, Unit Weight and Flow) were examined. Indirect Tensile Strength Test (ITST) and Wheel Tracking Test (WTT) were conducted and their results were analyzed. Dynamic modulus (│E*│) is considered an important parameter used in mechanistic-empirical pavement design. The │E*|is measured at different temperature/frequency combinations. Dynamic modulus (│E*│) and phase angle (δ) are used for the visco- elastic characterization of HMA. Thus, these properties were measured for mixes with and without RHA. The results indicate that RHA has the potential to be used as partial substitution of mineral filler LSD in pavement construction. Adding RHA enhances Marshall stiffness, reduces rut depth and increases indirect tensile strength values. Further, a significant change has been occurred in OBC for all mixes and the optimum replacement ratio is recorded as 50% RHA: 50% LSD. Finally, mixes containing RHA show higher dynamic modulus values and flow number.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice Husk Ash
  • Hot Asphalt Mixes
  • Dynamic Modulus (E*)
  • Marshall Test
  • Rut Depth
  • Indirect Tensile Strength
-Abdelmagid, Alaaeldin AA., and Cheng Pei Feng., (2019), "Evaluating the effect of rice-husk ash and crumb-rubber powder on the high-temperature performance of asphalt binder", Journal of Materials in Civil Engineering 31, No. 12, 04019296.
-Al-Hdabi, Abbas, (2016), "Laboratory investigation on the properties of asphalt concrete mixture with Rice Husk Ash as filler", Construction and Building Materials 126, pp.544-551.
-Akter, Rocksana, and Md Kamal Hossain, (2018), "Influence of rice husk ash and slag as fillers in asphalt concrete mixes." American Journal of Engineering Research (AJER) 6, No. 1, pp.303-311.
-Ameli, Alireza, Rezvan Babagoli, Navid Norouzi, Farhang Jalali, and Farzin Poorheydari Mamaghani, (2020), "Laboratory evaluation of the effect of coal waste ash (CWA) and rice husk ash (RHA) on performance of asphalt mastics and Stone matrix asphalt (SMA) mixture", Construction and Building Materials 236,117557.
 
-Behnood, Ali, Mahsa Modiri Gharehveran, Farhad Gozali Asl, and Mahmoud Ameri,  (2015), "Effects of copper slag and recycled concrete aggregate on the properties of CIR mixes with bitumen emulsion, rice husk ash, Portland cement and fly ash", Construction and Building Materials 96, pp. 172-180.
-Goh, Boon Hoe, Pushan Sunnasee, Kok Hon Chin, Byung Gyoo Kang, and Sien Ti Kok, (2014), "Utilisation of rice husk ash in asphaltic concrete pavement." In Advanced Materials Research, Trans Tech Publications Ltd., Vol. 1030, pp. 961-964.
-Mistry, Raja, Sandip Karmakar, and Tapas Kumar Roy, (2019), "Experimental evaluation of rice husk ash and fly ash as alternative fillers in hot-mix asphalt", Road Materials and Pavement Design 20, No. 4, pp.979-990.
-Scherocman, J. A., (1991), "Stone mastic asphalt reduces rutting", Better Roads 61,
No. 11.
-Scherocman, James A., (1992), "Construction of Stone Mastic Asphalt Test Sections in the US (With Discussion), " Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists 61.
-Sargın, Şebnem, Mehmet Saltan, Nihat Morova, Sercan Serin, and Serdal Terzi, (2013), "Evaluation of rice husk ash as filler in hot mix asphalt concrete", Construction and Building Materials 48, pp.390-397.
 
-Sadeeq, Jaafar Abubakar, Jibrin Mohammed Kaura, Ochepo Joshua, and Ahmad Rabilu, (2014), "Recycling of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) with Rice Husk Ash (RHA)", Jordan Journal of Civil Engineering 8, No. 4.