ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر پودر لاستیک ضایعاتی و پودر ضایعاتی پلی اتیلن بازیافتی بر خواص عملکردی قیر و مخلوط آسفالتی با رویکرد زیست محیطی

نویسنده

گروه ارزیابی و آمایش سرزمین، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

با توجه به افزایش چشمگیر حجم ترافیک، روسازی‌های آسفالتی به تدریج دچار خرابی می شوند و دو حالت خرابی اصلی آن‌ها عبارتند از شیاشدگی در دمای بالا و ترک خوردگی حرارتی در دمای پایین. این مقاله بر اصلاح قیر و مخلوط‌های آسفالتی با هدف بهبود عملکرد روسازی آسفالت به صورت همزمان در دماهای خدمت بالا و پایین تمرکز دارد. برای اصلاح خواص قیر، لاستیک خرد شده بازیافتی (CR۱) و پلی اتیلن (PE)۲ به عنوان عامل‌های پلیمری انتخاب شدند. تحلیل عملکرد خصوصیات رئولوژیکی قیر اصلاح شده نشان داد که افزودن CR سفتی خزشی قیر در دمای پایین را کاهش داد که در نتیجه شکست و خطر ترک خوردگی را کاهش داد. در همین حال، افزودن PE سفتی بیتومن در دمای بالا را افزایش داد که منجر به بهبود مقاومت در برابر زبری شد. در مورد بیتومن یکپارچه اصلاح شده، افزودن CR و PE به طور همزمان خواص قیر را در دو دمای بالا و پایین بهبود می‌بخشد. از نظر مخلوط آسفالتی، PE مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی در دمای خدمت بالا را افزایش می‌دهد در حالی که CR انعطاف‌پذیری در دمای خدمت پایین را افزایش می‌دهد. مخلوط یکپارچه اصلاح شده با CR و PE عملکرد بهبود یافته قابل توجهی در دو دمای خدمت بالا و پایین داشت. بنابراین، استفاده از این دو ماده بازیافتی قادر است خواص روسازی را به حد یا حتی بهتر از آن‌هایی که با استفاده از قیر اصلاح شده با استایرن-بوتادی- استایرن تهیه می‌شود، بهبود بخشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Laboratory Evaluation of the Effect of Waste Rubber Powder and Recycled Polyethylene Waste Powder on the Functional Properties of Bitumen and Asphalt Mixture with an Environmental Approach

نویسنده [English]

  • Azin Chitsazan
Department of Land Use Planning and Assessment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Due to the significant increase in traffic volume, asphalt pavements gradually deteriorate and their two main failure modes are delamination at high temperature and thermal cracking at low temperature. This paper focuses on the modification of bitumen and asphalt mixtures with the aim of improving the performance of asphalt pavement simultaneously at high and low service temperatures. To modify the properties of bitumen, shredded recycled rubber (CR1) and polyethylene (PE) 2 were selected as polymer agents. The performance analysis of the rheological properties of the modified bitumen showed that the addition of CR reduced the creep stiffness of the bitumen at low temperature, thereby reducing the risk of failure and cracking. Meanwhile, the addition of PE increased the high temperature stiffness of bitumen, which resulted in improved roughness resistance. In the case of modified integrated bitumen, the addition of CR and PE simultaneously improves bitumen properties at both high and low temperatures. In terms of asphalt mixture, PE increases the resistance to permanent deformation at high service temperature while CR increases ductility at low service temperature. The integrated mixture modified with CR and PE had significantly improved performance at both high and low service temperatures. Therefore, the use of these two recycled materials is able to improve the pavement properties to the extent or even better than those obtained by using bitumen modified with styrene-butadiene-styrene.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modified Asphalt Binder
  • Crumb Rubber
  • Performance Characteristics
  • Polyethylene
  • Mechanical Properties
  • Asphalt Mixture

مراجع

-Aflaki, S., & Hajikarimi, P. (2012). Implementing viscoelastic rheological methods to evaluate low temperature performance of modified asphalt binders. Construction and Building Materials, 36, 110–118.
-Ameri, M., Mansourian, A., & Sheikhmotevali, A. H. (2013). Laboratory evaluation of ethylene vinyl acetate modified bitumens and mixtures based upon performance related parameters. Construction and Building Materials, 40,
438–447.
-Chen, J. S., Huang, C. C., Chu, P. Y., & Lin, K. Y. (2007). Engineering characterization of recycled asphalt concrete and aged bitumen mixed recycling agent. Journal of Materials Science, 42(23), 9867–9876.
-Galooyak, S. S., Dabir, B., Nazarbeygi, A. E., & Moeini, A. (2010). Rheological properties and storage stability of bitumen/SBS/montmorillonite composites. Construction and Building Materials, 24, 300– 307.
-Islam, M. R., Hossain, M. I., & Tarefder, R. A. (2015). A study of asphalt aging using indirect tensile strength test. Construction and Building Materials, 95, 218–223.
-Jahanian, H. R., Shafabakhsh, G., & Divandari, H. (2017). Performance evaluation of hot mix asphalt (HMA) containing bitumen modified with Gilsonite. Construction and Building Materials, 131, 156– 164.
-Moghaddam, T. B., Soltani, M., & Karim, M. R. (2014a). Evaluation of permanent deformation charac- teristics of unmodified and polyethylene terephthalate modified asphalt mixtures using dynamic creep test. Materials and Design, 53, 317–324.
-Moon, K. H., Falchetto, A. C., & Hu, J. W. (2014). Investigation of asphalt binder and asphalt mixture low temperature creep properties using semi mechanical and analogical models. Construction and Building Materials, 53, 568–583.
-Nejad, F. M., Aghajani, P., Modarres, A., & Firoozifar, H. (2012). Investigating the properties of crumb rub- ber modified bitumen using classic and SHRP testing methods. Construction and Building Materials, 26, 481–489.
-Presti, D. L. (2013). Recycled tyre rubber modified bitumens for road asphalt mixtures: A literature review. Construction and Building Materials, 49, 863–881.
-Qiao, Y. N., Dawson, A., Huvstig, A., & Korkiala-Tanttu, L. (2015). Calculating rutting of some thin flex- ible pavements from repeated load triaxial test data. International Journal of Pavement Engineering, 16(6), 467–476.
-Zhang, J., Apeagyei, A. K., Airey, G. D., & Grenfell, J. R. A. (2015). Influence of aggregate mineralogical composition on water resistance of aggregate–bitumen adhesion. International Journal of Adhesion and Adhesives, 62, 45–54.
-Zhu, J. Q., Birgisson, B., & Kringos, N. (2014). Polymer modification of bitumen: Advances and challenges.  European Polymer Journal, 54, 18–38.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار