پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

بررسی اثر ضایعات تونر کارتریج بر حساسیت رطوبتی آسفالت ماستیک درشت دانه و آسفالت متخلخل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان
2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
10.22034/tri.2026.597735.3500
چکیده
در این تحقیق، 0، 4، 8، 12 و 16% از وزن قیر تونر ضایعاتی به آن اضافه گردیده و خصوصیات درجه نفوذ، نقطه نرمی، درجه انگمی، زاویه تماس و مولفه‌های انرژی آزاد سطحی قیرها مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. همچنین، دو نوع مخلوط آسفالتی متخلخل و ماستیک درشت دانه (SMA) با قیرهای اصلاح شده ساخته شده و حساسیت رطوبتی، ریزش قیر و سایش کانتابرو آنها مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که میزان درجه نفوذ و درجه انگمی قیر تا مقدار 12% از افزودنی تونر کاهش و بعد از آن افزایش می‌یابد. نقطه نرمی و شاخص نفوذ قیر نیز تا 12% ازمقدار تونر افزایش و بعد از آن کاهش می‌یابد. ارزیابی انرژی آزاد سطحی قیرها نشان می‌دهد که با افزودن تونر تا 12% انرژی سطحی کل افزایش و بعد از آن کاهش می یابد. کار پیوستگی قیر و کار چسبندگی بین قیر و سنگدانه نیز با افزایش تونر تا 12% افزایش و سپس کاهش می‌یابد. افزودن تونر مقاومت کششی مخلوطهای آسفالت متخلخل و SMA را تا مقدار 12% افزایش می‌دهد و بعد از آن روند معکوس می‌شود. تاثیر تونر بر افزایش مقاومت در مخلوط متخلخل بیشتر از مخلوط SMA می‌باشد. همچنین، تاثیر تونر بر بهبود مقاومت کششی در شرایط مرطوب بهتر از شرایط خشک می‌باشد. تونر باعث بهبود مقاومت در برابر آسیب رطوبتی در هر دو مخلوط می‌گردد و این تاثیر در آسفالت متخلخل بیشتر است. همچنین، نتایج بیانگر کاهش افت وزنی کانتابرو مخلوط متخلخل و کاهش ریزش قیر در مخلوط متخلخل و SMA می‌باشد. نسبت مقاومت کششی مخلوطهای آسفالتی نیز تا 12% افزودنی تونر افزایش و بعد از آن کاهش می-یابد. نتایج تحقیق همچنین مشخص می‌کند که همبستگی خوبی بین پارامترهای نسبت انرژی به دست آمده از انرژی آزاد سطحی و نتایج آزمایش حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی با نسبت مقاومت کششی به دست می‌آید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the effects of waste toner on the moisture damage susceptibility of porous asphalt and stone mastic asphalt (SMA)

نویسندگان English

Hasan Taherkhani 1
Mehdi Faraji 2
1 Civil Engineering department, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Civil Engineering Department, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده English

In this research, 0, 4, 8, 12 and 16% of asphalt binder has been replaced with waste toner powder and the properties such as penetration grade, softening point, ductility, Contact angle and free surface energy components of the binders have been evaluated. Furthermore, porous asphalt and stone matrix asphalt (SMA) mixtures made by asphalt binders containing different dosages of toner have been made and the moisture damage resistance, binder drain-down and Cantabro loss have been evaluated. Also, the energy ratios obtained from free surface energy results of the binders and aggregates have been computed and their correlation with tensile strength ratio (TSR) results has been investigated. Results reveal that penetration grade and ductility of asphalt binder decrease with increasing toner content, up to 12%, beyond which the trend reverses. Evaluation of free surface energy of the binders shows that the total free surface energy increases up to 12% of toner content, beyond which, it decreases with increasing toner content. Cohesion work and adhesion work of asphalt binder and aggregates increase with increasing toner content up to 12%, beyond which they decrease with increasing toner content. Results reveal that tensile strength of asphalt mixtures increases with increasing toner content up to 12%. The effects of toner on the enhancement of porous asphalt tensile strength is more than that of the SMA mixture. Furthermore, the effect of toner on the tensile strength in wet conditioned mixtures is more than that in dry condition. Results reveal that toner addition into asphalt binder enhances the moisture damage resistance of the mixtures with more enhancement for the porous asphalt than the SMA Mixture. Toner addition decreases asphalt drain down in both mixtures and Cantabro loss in porous asphalt. Good correlation was found between the energy ratio parameters and the TSR results for the asphalt mixtures.

کلیدواژه‌ها English

waste toner
moisture damage
porous asphalt
stone matrix asphalt
free surface energy

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 شهریور 1405