پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

ارزیابی بهبود عملکرد اسلاری‌سیل با استفاده از پودر فروفسفر به‌عنوان جایگزین فیلر سنگدانه طبیعی: بررسی عملکرد و اثرات زیست‌محیطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده عمران،دانشگاه علوم و تحقیقات تهران
2 دانشکده مهندسی عمران-دانشگاه صنعتی اصفهان
3 دانشکده عمران و محیط زیست-دانشگاه تربیت مدرس
10.22034/tri.2025.548468.3381
چکیده
یکی از شیوه‌های کارآمد در نگهداری پیشگیرانه و حفظ رویه‌های آسفالتی جاده و فرودگاه، استفاده به‌موقع از آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل است. با توجه به تشدید دغدغه‌های زیست‌محیطی و کاهش روزافزون منابع طبیعی، بهره‌گیری از مواد ضایعاتی صنعتی در پروژه‌های راهسازی به یک ضرورت تبدیل شده است. در همین راستا، این تحقیق به ارزیابی قابلیت استفاده از پودر فروفسفر به‌عنوان فیلر در مخلوط‌های اسلاری‌سیل پرداخته و عملکرد آن در مقایسه با فیلرهای حاصل از سنگدانه‌های طبیعی بررسی گردید. در این خصوص، در مرحله اول ویژگی‌های مصالح سنگی و پودر فروفسفر بررسی گردید. در مرحله بعد، به‌منظور تحلیل عملکرد مخلوط‌های اسلاری‌سیل، پنج ترکیب حاوی صفر، 15، 30، 45 و 60 درصد پودر فروفسفر به‌عنوان جایگزین فیلر طبیعی تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون‌های چسبندگی، سایش در شرایط مرطوب، چرخ بارگذاری–چسبندگی ماسه و چرخ بارگذاری–جابجایی، به‌منظور سنجش ویژگی‌های فنی نمونه و بر اساس استاندارد ASTM D3910 انجام شد. پس از آن، تحلیل آماری برای بررسی تأثیر پودر فروفسفر بر عملکرد اسلاری‌سیل و آزمایش TCLP برای ارزیابی اثرات زیست‌محیطی مخلوط‌ها صورت گرفت. نتایج نشان داد که در میان نمونه‌های آسفالتی، مخلوط حاوی ۴۵ درصد پودر فروفسفر دارای مناسب‌ترین عملکرد است. این مخلوط نسبت به نمونه شاهد، چسبندگی را تا ۳۰ درصد افزایش داد. همچنین، حساسیت رطوبتی مخلوط به میزان ۳۶ درصد و قیرزدگی آن به میزان ۵۰.۴ درصد کاهش یافت. علاوه بر این، میزان جابه‌جایی عمودی در برابر بارگذاری ترافیکی نیز ۲۹.۷ درصد کاهش پیدا کرد. تحلیل آماری نیز تأیید کرد که پودر فروفسفر اثر معناداری بر شاخص‌های عملکرد دارد، به‌طوری‌که نتایج P-value نشان‌دهنده اثر مهم بر بهبود چسبندگی و افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل بود. همچنین، نتایج TCLP نشان داد که میزان آبشویی فلزات سنگین در تمام نمونه‌های حاوی پودر فروفسفر کمتر از حدود مجاز بود که ایمنی زیست‌محیطی این مخلوط‌ها را از این منظر تأیید می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of slurry seal performance enhancement using ferrophosphorus powder as an alternative to natural aggregate filler: performance and environmental impact assessment

نویسندگان English

hossein Fallahi Abandansari 1
Ahmad Goli 2
Parham Hayati 3
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan,Iran
3 Department of Civil and Enviromental Engineering, Tarbiat Modares University,Tehran,Iran
چکیده English

Timely application of slurry seal is one of the effective methods for preventive maintenance and preservation of asphalt pavement on roads and airport runways. With growing environmental concerns and the declining availability of natural resources, the utilization of industrial waste materials in road construction projects has become an essential necessity. In this context, the present study evaluates the feasibility of using ferro-phosphorus powder (FPP) as a filler in slurry seal mixtures, comparing its performance with fillers derived from natural aggregates. Initially, the physical and chemical characteristics of the aggregates and FPP were analyzed. Subsequently, five slurry seal mixtures containing 0%, 15%, 30%, 45%, and 60% FPP as a replacement for natural filler were prepared and tested. Wet cohesion test, wet track abrasion test (WTAT), loaded wheel test (LWT)–sand adhesion, and LWT–displacement tests were conducted in accordance with ASTM D3910 to evaluate the technical characteristics of the mixtures. Furthermore, statistical analysis was performed to determine the effect of FPP on slurry seal performance, and the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) test was applied to assess environmental impacts. The results indicated that the mixture containing 45% FPP exhibited the optimal performance: increasing cohesion by 30%, reducing moisture susceptibility by 36%, reducing bleeding by 50.4%, and decreasing vertical displacement under traffic loading by 29.7% compared to the control sample. The statistical analysis confirmed that FPP had a significant effect on performance indicators, with P-values revealing its strong influence on improving cohesion and resistance to deformation. Moreover, the TCLP test confirmed the environmental safety of all FPP-containing mixtures, as heavy metal leaching levels in all samples were below permissible limits.

کلیدواژه‌ها English

Slurry seal
Ferro-phosphorus powder
Performance evaluation
Statistical analysis
TCLP test

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 21 مهر 1404