ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر افزودنی نیمه‌گرم بر عملکرد قیر و مخلوط آسفالتی حاوی ضایعات پلی پروپیلن و نانورس

نویسنده

استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران

چکیده

بهبود مصالح آسفالتی جهت توسعه عملکرد کلی قیرها و مخلوط‌های آسفالتی، کانون تحقیقات متعددی بوده است که در چند دهه گذشته انجام شده است. استفاده از ضایعات پلاستیکی در اصلاح آسفالت یکی از اقدامات انجام شده در این راستا می­باشد. استفاده از مواد زائد در ساخت روسازی نه تنها خواص آسفالت را بهبود می­بخشد، بلکه باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه مصالح روسازی می­شود و به رفع مشکلات دفع این گونه مواد زائد کمک می­کند که تا آنجا که می­توانند باعث آلودگی آب، خاک و هوا شوند، خطرناک هستند. لذا در این تحقیق، اثر افزودنی­های آسفالت نیمه­گرم، نانورس و ضایعات پلی پروپیلن بر خصوصیات عملکردی قیر و مخلوط­های آسفالتی مورد ارزیابی قرار گرفت. در تحقیق حاضر، نانورس (۳٪ وزن قیر)، ضایعات پلی پروپیلن (۱٪، ۲٪ و ۳٪ وزن قیر) و 2 افزودنی نیمه گرم (۲٪ Sasobit و همچنین 0.3٪ Zycotherm) برای اصلاح قیر خالص (85/100) استفاده شد. چندین آزمایش رئولوژیکی قیر و آزمایش عملکردی مخلوط انجام شد. نتایج آزمون رفتار رئولوژیکی قیر نشان داد که افزودن افزودنی‌های ترکیبی منجر به افزایش رفتار دمای بالا ​​قیر می‌شود. آزمایش پایداری ذخیره­سازی قیر نیز نشان داد که با استفاده از نانورس، پایداری ذخیره­سازی قیرهای حاوی پلی پروپیلن بهبود می­یابد. مقاومت شیارشدگی قیرها با افزودن نانورس و پلی پروپیلن  افزایش می­یابد. علاوه بر این، نانورس و افزودنی نیمه­گرم می­تواند رفتار خستگی قیرهای اصلاح شده با پلی پروپیلن را افزایش دهد. نتایج آزمایش نمونه نشان داد که استفاده از پلی پروپیلن، افزودنی‌های نیمه گرم و نانورس خصوصیات عملکردی قیر و مخلوط­های آسفالتی را بهبود می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Laboratory Evaluation of the Effect of Warm Mix Asphalt Additive on the Performance of Bitumen and Asphalt Mixture Containing Polypropylene Waste and Nanoclay

نویسنده [English]

  • Rezvan Babagoli
Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Science and Technology of Mazandaran, Behshahr, Iran.
چکیده [English]

The improvement of asphalt materials to develop the overall performance of bitumen and asphalt mixtures has been the focus of several researches that have been carried out in the past few decades. Using plastic waste in asphalt modification is one of the measures taken in this direction. The use of waste materials in the construction of pavements not only improves the properties of asphalt, but also significantly saves the cost of pavement materials and helps to solve the problems of disposing of such waste materials that can cause water pollution. Become soil and air, they are dangerous. Therefore, in this research, the effect of semi-heated asphalt additives, nanoclay and polypropylene waste on the performance characteristics of bitumen and asphalt mixtures was evaluated. In the present research, nanoclay (3% bitumen weight), polypropylene waste (1%, 2% and 3% bitumen weight) and 2 semi-heated additives (2% Sasobit and also 0.3% Zycotherm) were used to modify pure bitumen (85/100). ) used. Several bitumen rheological tests and mixture performance tests were conducted. The results of the bitumen rheological behavior test showed that the addition of composite additives leads to an increase in the high temperature behavior of bitumen. Bitumen storage stability test also showed that using nanoclay improves the storage stability of polypropylene-containing bitumen. The rutting resistance of bitumen increases with the addition of nanoclay and polypropylene. In addition, nanoclay and semi-heated additive can increase the fatigue behavior of polypropylene modified bitumen. The results of the sample test showed that the use of polypropylene, semi-warm additives and nanoclay improves the performance characteristics of bitumen and asphalt mixtures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bitumen
  • Nanoclay
  • Asphalt Mix
  • Bitumen Rheology
  • Waste Polypropylene

مراجع

-AASHTO T., (2012), “Standard test method for multiple stress creep recovery (MSCR) test of asphalt binder using a dynamic shear rheometer”, Washington, DC: American Association of State Transport and Officials.
-Arabani, Mahyar, Seyed Amid Tahami, and Gholam Hossein Hamedi, (2018), "Performance evaluation of dry process crumb rubber-modified asphalt mixtures with nanomaterial." Road Materials and Pavement Design 19, No. 5, pp. 1241-1258.
-Bala, Nura, Ibrahim Kamaruddin, Madzlan Napiah, and Nasiru Danlami, (2017), "Rheological and rutting evaluation of composite nanosilica/polyethylene modified bitumen." In IOP conference series: materials science and engineering, Vol. 201, No. 1, pp. 012012, IOP Publishing.
-Bala, Nura, Madzlan Napiah, and Ibrahim Kamaruddin, (2018), "Effect of nanosilica particles on polypropylene polymer modified asphalt mixture performance, " Case studies in construction materials 8, pp.447-454.
-Brown ER, Cooley LA., (1999), “Designing stone matrix asphalt mixtures for rut-resistant pavements”, Transport Res Board.
Buruiana, Daniela Laura, Puiu Lucian Georgescu, Gabriel Bogdan Carp, and Viorica Ghisman. (2023), "Recycling micro polypropylene in modified hot asphalt mixture", Scientific Reports 13, No. 1, 3639.
-Fattah, Mohammed Y., Wissam Abdulkhabeer, and Miami M. Hilal, (2021), "Characteristics of asphalt binder and mixture modified with waste polypropylene, "­Engineering and Technology Journal 39, No. 8, pp.1224-1230.
-Kim, Sungun, Jiyong Park, Sungjin Lee, and Kwang Kim, (2014), "Performance of modified WMA Mixtures prepared using the same class pg binders of HMA mixtures",  Journal of Testing and Evaluation 42, No. 2, pp. 347-356.
-Obaid, Hayder Abbas, (2009), "Characteristics of warm mixed asphalt modified by waste polymer and nano-silica." International Journal of Pavement Research and Technology 14, pp. 397-401.
-Robjent, Lyndon, and Wayne Dosh, (2009), "Warm-mix asphalt for rural county roads", In Cold Regions Engineering 2009, Cold Regions Impacts on Research, Design, and Construction, pp. 438-454.
-Şengöz, Burak, Ali Topal, and Cagri Gorkem, (2013), "Evaluation of moisture characteristics of warm mix asphalt involving natural zeolite", Road materials and pavement design 14, No. 4, pp. 933-945.
-Vidal, Rosario, Enrique Moliner, Germán Martínez, and M. Carmen Rubio, (2013), "Life cycle assessment of hot mix asphalt and zeolite-based warm mix asphalt with reclaimed asphalt pavement", Resources, Conservation and Recycling 74, pp.101-114.
-Wang, Y., C. Wang, H. Bahia, (2017), “Comparison of the fatigue failure behaviour for asphalt binder using both cyclic and monotonic loading modes, Constr. Build. Mater”, 15, pp.767–774.
-Yidirim Y., (2007), “Polymer modified asphalt binders, Constr Build Mater,” 21(1), pp.66–72.
-Zhao, Wenbin, Feipeng Xiao, Serji N. Amirkhanian, and Bradley J. Putman, (2012), "Characterization of rutting performance of warm additive modified asphalt mixtures", Construction and Building Materials 31, pp.265-272.
-Zhang, L.F. Walubita, A.N. Faruk, P. Karki, G.S. Simate, (2015), “Use of the MSCR test to characterize the asphalt binder properties relative to HMA rutting performance–A laboratory study, Constr. Build. Mater,” 94, pp. 218–227.
-Zhang F, Yu JY., (2010), “The research for high-performance SBR compound modified asphalt”, Constr Build Mater, 24(3),
pp.410–8.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار