آدرس:

گیلان غرب کیلومتر 26 جاده قصر شیرین

تلفن:

09188346219-09186802060

گیلسونایت طبیعی در آسفالت

گیلسونایت طبیعی در آسفالت

گیلسونایت طبیعی در بهبود خصوصیات مکانیکی مخلوطهای آسفالتی

برای مخلوط کردن گیلسونایت طبیعی در اسفالت روشهای گوناگونی برای بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر خرابی های مختلف وجود دارد که یکی از متداولترین آنها استفاده از افزودنیهای جایگزین سنگدانه، فیلر یا اصلاح کننده قیر هستند.

با توجه به استفاده  از فیلرهایی مانند سیمان و اثرات ملی اقتصادی و زیست محیطی آنها، در این پژوهش سعی شده به بررسی تاثیر افزودنی گیلسونایت طبیعی، به عنوان جایگزین بخشی از فیلر سنگدانه ها به میزان 0 ،00 ،
00 ،00 و 00 درصفد فیلر پرداخته شود .  تاثیر این مقدار افزودنی بر پارامترهای عملکردی مخلوط آسفالتی بررسی گردد. در این راستا، ابتدا اختلاط به روش مارشال برای نمونه های کنترل انجام شد. تست ، آزمایشهای خستگی به روش مقاومت کششی غیرمستقیم ،  شیارشدگی به روش خزش دینامیکی و بارگذاری تکراری برای تعیین مدول برجهندگی انجام شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که استفاده از گیلسونایت مقدار مدول برجهندگی مخلوط های آسفالتی را افرایش داده است.

 همچنین، مقدار عمر خستگی نمونه های مخلوط آسفالتی در اثر استفاده از گیلسونایت بهبود یافته است. نتایج آزمایش خزش دینامیکی نیز نشان می دهد که مقدار تغییرشکل ماندگار نمونه های مخلوط آسفالتی  حاوی  گیلسونایت طبیعی در سبکهای  مختلف بارگذاری کمترین مقدار را از خود نشان داده اند.به این ترتیب، می توان انتظار داشت که استفاده از افزودنی گیلسونایت می تواند باعث بهبود در خصوصیات مکانیکی مخلوط آسفالتی شود.

.مقدمه
در بسیاری از كشورهای صنعتی پیشرفته از حدود سه دهه قبل در چارچوب قوانین سختگیرانه زیست محیطی، مقررات خاصی برای میزان مجاز گرد و غبار متصاعد شده از كارخانه های آسفالت وضخ گردید. این قوانین كارخانه ها را مجبور به نصب صافی های غبارگیر از نوع كیسه ای نمود. در نتیجه غبار جمع آوری شده در این نوع غبارگیرها كه اغلب ریزتر از فیلتر متعارف بوده و بخش زیادی از آن را ذرات ریز تر از 81 میكرون تشكیل می دهد، خود منب جدید و جایگزینی برای تامین فیلر گردید. تعیین خصوصیات غبار جمع آوری شده و كیفیت عملكرد آن در آسفالت خود موضوع تحقیقات گسترده ای در چند دهه اخیر بوده است.
در كشور ایران علی رغم كافی نبودن فیلر تولید شده در روند فرآوری مصالح سنگی غالباً تمام و یا بخش زیادی از غبار ایجاد شده در فرآیند تولید مخلوط آسفالت به هدر رفته و موجب آلودگی محیط می گردد. فیلر بخش بسیار ریزدانه مصالح سنگی بتن آسفالتی است كه به طور معمول در روند فرآوری مصالح  سنگی بدست می آید. فیلر به عنوان یكی از اجزای تشكیلدهنده مخلوطهای آسفالتی نقش مهمی در مشخصات و رفتار مخلوط ایفا می كند. فیلر نقشی ماده داخلی برای پركردن خالی بین مصالح درشت دانه در مخلوط را دارد. از جهت دیگر، فیلر به خاطر نرمی و مشخصات سطحی خود نقش یک ماده فعال را ایفا می كند.

 استفاده از فیلر در ایجاد چسبندگی بین قیر و توده سنگی نقش مهمی دارد. این خصوصیات اثر زیادی بر اصالت خواص
مخلوط بتن آسفالتی همچون رفتار مكانیكی، درصد قیر بهینه، دوام و قابلیت نفوذ این مخلوط دارد. در هر نقطه از كشور متناسب با وضعیت آب و هوایی و وضعیت جغرافیایی آن و باتوجه به مصالح موجود محلی می توان با انتخاب قیر، مصالح و فیلر مناسب به اصالت خصوصیات بتن آسفالتی پرداخت كه با توجه به حجم عظیم مصرف بتن آسفالتی در كشور نتیجه هر تجربه كوچكی در این زمینه می تواند باعث صرفه جویی های بسیار بزرگ در سطح ملی شده و با عنایت به این موضوع كه در سطح كشور تحقیقات گسترده ای در زمینه كاربرد انواع مختلف فیلر در بتن آسفالتی
صورت نگرفته است، توجه به این مطلب از اهمیت خاصی برخوردار است . مهمترین نقش فیلر در بتن آسفالتی افزایش عمر روسازی و ازدیاد مقاومت آن در برابر نفوذ آب است. علاوه  بر این، استفاده از فیلر در بتن آسفالتی سبب ازدیاد قدرت باربری، كاهش تغییر شكل نسبی، افزایش مقاومت در برابر ضربه، افزایش مقاومت برشی و فشاری، افزایش كندروانی قیر و كاهش شكنندگی آن می شود.

ضمن این كه مصرف زیاد فیلر در بتن آسفالتی باعث سخت شدن مخلوط و مشكل شدن عملیات تراكم می شود، به طوری كه اگر فیلر را بدون افزایش قیر استفاده نمایند،مقاومت مارشال كاهش می یابد.
در سالهای اخیر، محققان جهت بهبود خواص رئولوژیكی قیر از روشهای مختلفی استفاده نموده اند. یكی از روشهای بهبود خواص عملكردی قیر استفاده از افزودنیهای مناسب است.
تاكنون افزودنیهای رایجی مانند افزودنیهای پلیمری و واكسها برای اصلاح  رفتار قیر در دماهای بالا  و پایین مورد استفاده قرار گرفته اند. با ظهور نانو فناوری، این مواد جهت اصلاح  خصوصیات قیر و مخلوطهای آسفالتی توسط محققان بكار گرفته شدند. نانو فناوری دارای سابقه ی زیادی نیست. تحقیقات انجام شده نشان داده كه استفاده از نانو مواد به علت داشتن سط مخصوص بالا و ایجاد شبكه ای قوی در قیر، باعث سخت شدگی قیر، افزایش مقاومت در برابر شیارشدگی تا 6/8 برابر ، افزایش مدول برجهندگی آسفالت تا 2/4 برابر و در برخی موارد باعث افزایش عمر خستگی قیر و مخلوط آسفالتی تا 7/8 برابر ارزیابی تاثیر گیلسونایت طبیعی بر بهبود خصوصیات مکانیکی مخلوطهای آسفالتی فیلرها بیشتر به منظور پركردن فضای خالی بین دانه های مصالح سخنگی و بهبود بخشیدن به دانه بندی مصال ، پایدار كردن آسفالت حاصل و افزایش چسبندگی بین مصالح به كار می روند. از جمله مواد پر كننده، می توان گرد سن سیمان، خاكستر ذغال سن ،نرمه ذغال سن مرغوب، گوگرد را نام برد.

علاوه  بر پركردن فضای خالی مصالح ، مواد مذكور هر یک بستگی  به ویژگیهای خود، تاثیرات متفاوتی بر عملكرد مخلوط خواهند داشت. عمل مخلوط كردن پركننده ها با مصالح باید با درصد صحیح و به طور یكنواخت انجام گیرد تا آسفالت حاصل یكنواخت شود. بكار بردن مقدار بیش از حد پر كننده ها باعث پرشدن كامل فضای خالی بین مصالح شده و این سبب می شود كه قیر كافی در مخلوط وارد نشده و آسفالت حاصل مقاومت و دوام لازم  را نداشته باشد. آیین نامه ها حدود درصد مجاز پركننده ها را مشخص می كنند، معمولا نسبت وزن پركننده به وزن آسفالت حدود 5 تا
84 درصد است.. یكی از مصالحی كه  می توان از آن به عنوان پركننده استفاده نمود، فیر طبیعی یا  گیلسونایت
است.
مطالعات متعددی به بررسی تاثیر استفاده از گیلسونایت بر خصوصیات رفتاری قیر و مخلوط آسفالتی پرداخته اند. در
پژوهشی به بررسی تاثیر استفاده از گیلسونایت بر خصوصیات مخلوط آسفالتی با دانه بندی باز پرداخته شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد كه استفاده از گیلسونایت باعث بهبود خصوصیات  اختلاط مخلوط آسخفالتی مخصوصاً استقامت مارشال شده است. البته استفاده از این ماده مقدار نفوذپذیری مخلوط آسفالتی با دانه بندی باز را كاهش داده كه ی نكته منفی  محسوب می شود .
مطالعه دیگری به بررسی تاثیر استفاده از گیلسونایت بر روی خصوصیات عملكردی مخلوط آسفالت سنگدانهای پرداخته است.
در این پژوهش گیلسونایت به عنوان افزودنی قیر اضافه شده است و آزمایشهای قیر و مخلوط بر روی نمونه های ساخته شده با قیر اصلاح شده انجام گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد كه اصصلاح قیر با استفاده از 5 ،81 و 85 درصخد گیلسونایت باعث بهبود عملكرد مخلوط آسفالت سنگدانه ای شده است.
 پژوهش دیگری كه عملكرد مخلوط آسفالتی سنگدانه ای اصلاح شده با گیلسونایت مورد بررسی قرار گرفت، نشان داده شد كه با افزودن 85 درصد گیلسونایت مقاومت مارشال، مقاومت كششی غیرمستقیم و مقاومت در برابر خرابی رطوبتی كاهش یافته اما مقاومت در مقابل شیارشدگی افزایش یافته است.
[2016 در پژوهشخی مشابه، استفاده از گیلسونایت در مخلوط آسفالتی سنگدانه ای مورد بررسی قرار گرفت. نتاین این پژوهش نشان داده است كه استفاده از گیلسونایت پارامترهای مدول برجهندگی و مقاومت در برابر شیارشدگی را بهبود داده اس ت.
(2017, Yamac and Yilmaz ]در پژوهشی دیگر به بررسی تاثیر نحوه اضافه كردن گیلسونایت به مخلوط آسفالتی به روشی دیگر  پرداخته شده است. نتاین این پژوهش نشان می دهدكه گیلسونایت باعث افزایش سختی مخلوط آسفالتی و بهبود عملكرد آن در دماهای باال می شود. بررسی خصوصیات مخلوط آسفالتی گرم اصلاح شده با گیلسونایت در پژوهشی دیگر مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، گیلسونایت به عنوان افزودنی قیر مورد استفاده قرار گرفته است. نتاین این پژوهش نشان می دهد كه نمونه های اصلاح  شده با گیلسونایت دارای مقادیر بیشتر استقامت مارشال و مدول سختی بوده اند. همچنین، مقدار عدد  روانی در نمونه های اصلاح  شده افزایش یافته كه نشان دهنده افزایش مقاومت در برابر شیارشدگی می باشد.

در  پژوهشی دیگر نشان داد كه افزایش گیلسونایت باعث افزایش مقاومت خستگی و مدول سختی مخلوط آسفالتی شده است. همچنین، این ماده در مخلوط های آسفالتی ساخته شده با سنگدانه های سیلیسی كه مستعد حساسیت رطوبتی هستند، باعث افزایش مقاومت مخلوط در برابر خرابی رطوبتی شده است.
بررسی و مقایسه خصوصیات قیرهای خالص و اصال شده با گیلسونایت در مطالعه ای توسط قطب و همكاران انجام شد. نتایج پژوهش ایشان نشان می دهد كه افزودن گیلسونایت باعث شده است ویسكوزیته و نقطه نرمی قیر افزایش یابد و درجه نفوذ قیر كاهش پیدا نماید. در كل، افزودن گیلسونایت باعث بهبود حساسیت رطوبتی قیر پایه شده است.در پژوهشی با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی به تعیین درصد بهینه افزودنی گیلسونایت در قیر خالص پرداخته شده است. در این تحقیق نمونه هایی با درصدهای1 ،4 ،2 ،6 ،1 و 81
درصد گیلسونایت ساخته شده و آزمایش های قیر برای آنها انجام شده است. پس از آن ضمن مدلسازی، درصد افزودنی بهینه با استفاده از تخلخل سلسه مراتبی تعیین شده است.

همانطور كه مشاهده می شود در مطالعات پیشین عمدتاً از گیلسونایت به عنوان اصلاح كننده قیر استفاده شده است. اصلاح قیر در كارخانه معمولا با سختی های اجرایی همراه است و كنترل همگنی قیر اصلاح شده بسیار سخت به نظر می رسد. بر این اساس در این پژوهش بر خلاف  مطالعات پیشین، گیلسونایتی كه كاملا در ابعاد میكرونیزه پودر شده است به عنوان فیلر استفاده شده است. این مطلب باعث می شود تا پروسه اصلاح قیر با استفاده از گیلسونایت حذف شود و استفاده اجرایی آن ساده تر شود.
هدف كلی این پژوهش، بررسی امكان بهبود خصوصیات عملكردی مخلوط آسفالتی با استفاده از افزودنی گیلسونایت كه جایگزین فیلر اصلاحی شده است، می باشد.

 مهمترین هدفهای این پژوهش عبارتند از:
8 .بررسی تاثیر فیلر گیلسونایت طبیعی بر مدول برجهندگی مخلوطهای آسفالتی
4 .بررسی تاثیر فیلر گیلسونایت بر عمر خستگی مخلوطهای آسفالتی
9 .بررسی تاثیر فیلر گیلسونایت بر مقاومت در برابر شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی
2 .مقایسه نتایج با مطالعات پیشین كه در آنها از گیلسونایت به عنوان افزودنی قیر استفاده شده اند.
روش تحقیق
در این پژوهش سنگدانه سیلیسی به همراه قیر 71-61 به عنوان مخلوط آسفالت كنترل استفاده شده اند. در اختلاط این مخلوط آسفالتی به روش مارشال انجام شده است كه بدین منظور 81
نمونه مخلوط آسفالتی ساخته شده است. از گیلسونایت طبیعی به عنوان افزودنی جایگزین فیلر در مقادیر 1 ،41 ،21 ،61 و 11 درصد جرم فیلر استفاده شده است. با تركیب مواد ذكرشده تركیب مختلف مخلوط آسفالتی ایجاد می شود كه برای هر كدام 6 نمونه برای تعیین پتانسیل خستگی، 6 نمونه برای تعیین پتانسیل شیارشدگی و 9 نمونه برای تعیین مدول برجهندگی ساخته شده است. در مجموع 75 نمونه مخلوط آسفالتی برای آزمایشهای عملكردی و 81 نمونه برای  اختلاط ساخته شده است . قابل ذكر است كه درصد قیر بهینه فقط در نمونه های با قیر كنترل انجام شده است تا در بین نمونه های با درصد گیلسونایت متفاوت، درصد قیر متفاوت نباشد تا امكان بررسی تاثیر درصد گیلسونایت به شكل دقیق فراهم گردد.
برنامه آزمایشگاهی مربوط به ساخت و آزمایش نمونه های آسفالتی ساده و اصلاح  شده نشان داده شده است.

 مصالح سنگی و آزمایشهای مربوطه
در این پژوهش از سنگدانه سیلیسی گرانیت معدن خرم آباد در بخش سلفچگان استان قم استفاده شده است. سنگدانه های سیلیسی مورد استفاده در این پژوهش دارای درصد بالایی از كانی دی اكسید سیلیكا است كه خصوصیات اسیدی دارد. كانیهای تشكیل دهنده این سنگدانه ها در جدول ارائه شده است.
جدول  .مشخصات کانیهای سنگدانه های مورد استفاده سنگدانه CaO MgO Fe2O3 Al2O3 R2O3 SiO2
4/2 1/1 8/2 2/1 86/4 61/8 سیلیسی

– دانه بندی مصالح سنگی
در پژوهش حاضر، دانه بندی پیوسته شماره 2 آستر و رویه آیین نامه روسازی راههای ایران نشریه 492 مورد استفاده قرار گرفت.

گیلسونایت طبیعی چیست؟

گیلسونایت طبیعی هیدروكربن طبیعی است كه در برخی كشورها مثل اردن، عراق، استرالیا و آمریكا وجود دارد. گیلسونایت مثل  قیرهای نفتی در حلالهای های آروماتیكی یونیتایت یا آلیفاتیكی حل شده و به علت داشتن خواص مشابه، بعنوان قیر با نقطه نرمی بالاتر از آن یاد می گردد. گیلسونایت یک توده مشكی و مثل برخی از مواد معدنی براق است. مقدار گیلسونایت مورد استفاده به عنوان جایگزین 41 ،21 ،61 و 11 درصد فیلر بوده است كه در نتایج به صورت G20 ،G40 ،G60 و G80 نشان داده شده است.
نمای ظاهری گیلسونایت طبیعی در شكل نمایش داده شده است.

گیلسونایت-در-آسفالت
شکل .نمای ظاهری گیلسونایت

ساخت نمونه های مارشال و تعیین درصد قیر بهینه در این پژوهش از طر اختلاط به روش مارشال  با ضوابط
آیین نامه روسازی آسفالتی راههای ایران )نشریه شماره 492 ،)برای تعیین درصد قیر بهینه استفاده شده است.
 آزمایش خستگی
عمرخستگی مخلوط های آسفالتی به وسیله آزمایش كشش غیر  مستقیم بدست می آید. در آزمایش خستگی كشش غیرمستقیم بارگذاری بصورت تكراری بر ی نمونه سیلندری وارد می شود.بطوریكه بار فشاری بر وجه های استوانه ای و بصورت موازی و قائم اعمال می شود. این شكل بارگذاری سبب تنش كششی یكنواختی در نمونه شده كه عمود بر جهت بارگذاری و در طول نمونه استوانه خواهد بود.
آزمایش خستگی به دو صورت می باشد: كنترل تنش و كنترل كرنش. در حالت كنترل تنش، بزرگی تنش در طول آزمایش ثابت می ماند. در این حالت بارگذاری، تعریف وضعیت شكست آسان می باشد زیرا نمونه در انتهای آزمایش می شكند. در آزمایش كنترل كرنش، بزرگی كرنش در طول آزمایش ثابت نگه داشته می شود. تعریف دقیق شكست در شكل كرنش ثابت قدری مشكل است. زیرا جهت ثابت نگهداشتن كرنش در طول آزمایش  بایستی تنش كاهش یابد. در نتیجه بعد از سیكلهای زیاد، تنش بسیار كوچ گردیده و شكست نمونه مشكل است. تعدادی از محققین شكست را در حالت كرنش ثابت، كاهش 51 درصدی سختی اولیه و بعضی دیگر كاهش51 درصدی تنش یا نیروی اولیه تعریف كرده اند.
با داشتن كرنش كششی معین برای هر میزان از تنش می توان رابطه بین كرنش كششی و تعداد سیكل های منجر به شكست را رسم كرد. در نتیجه اعمال تنش عمودی فشاری در آزمایش خستگی، تنش و كرنش كششی غیر مستقیم به صورت افقی اتفاق می افتد و تكرار بارگذاری در نهایت منجر به ایجاد ترک عمودی در مركز نمونه خواهد شد. نحوه بارگذاری در آزمایش خستگی نیز به مانند آزمایش مدول سختی، به صورت خطی و در امتداد محور قطرهای
نمونه صورت می پذیرد. روابط و پارامترهای مربوط به خستگی، از جمله عمر خستگی و تعداد سیكلهای لازم برای شكست ناشی از خستگی به وسیله آزمایش خستگی به روش كشش غیر مستقیم (ITFT )تعیین می شود.

عمرخستگی نمونه ها به روش كنترل تنش اندازهگیری شده است.بخارگذاری تكراری با زمانبندی 8/1 ثانیه بارگذاری و 2/1 ثانیه استراحت به نمونه ها اعمال گردید. همچنین از نمونه های استوانه ای شكل (با ابعاد 6/818میلیمتر قطر و 21 میلیمتر ارتفاع) با شرایط دمایی 5 و 41 درجه سانتیگراد و سطح تنش 51
كیلوپاسكال جهت ارزیابی رفتار خستگی مخلوطهای آسفالتی استفاده شده است. نكته قابل ذكر این است كه نتایج در آزمایشهای كرنش ثابت و تنش ثابت در بررسی پتانسیل عمر خستگی ممكن است متفاوت باشند. نكته ای كه مد نظر محققان بوده این مطلب است كه استفاده از آزمایشهای خستگی با تنش ثابت برای لایه های آسفالتی ضخیم (ضخامت بیش از 51 میلیمتر)نتایج بهتری به همراه دارد.
با توجه به اینكه اكثر لایه های مخلوط آسفالتی با ضخامت بیش از 51 میلی متر اجرا می شوند، لذا در این پژوهش از آزمایش كنترل تنش استفاده شده است.
 آزمایش خزش دینامیکی
 آزمایش خزش دینامیکی تک محوره، مدت زمان زیادی است كه در تعیین پتانسیل شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی مورد استفاده قرار می گیرد. علت آن، سهولت نسبی آزمایش و ارتباط منطقی آن 1 با تغییرشكل دائم در مخلوطهای آسفالتی است. هدف اصلی از انجام این آزمایش به مقایسه انواع مخلوطها از لحاظ پتانسیل شیارشدگی محدود می شود. به عبارت دیگر، بوسیله این آزمایش نمیتوان عمر شیار را پیشبینی نمود. مهمترین خروجی آزمایش خزش دینامیكی، نمودار كرنش تجمعی در برابر تعداد سیكلهای بارگذاری بوده كه به نوعی به مقاومت شیارشدگی مخلوط وابسته است.

 آزمایش مدول برجهندگی
مدول برجهندگی پارامتر مهمی است كه در طراحی مكانیستی روسازی مورد استفاده قرار می گیرد. این پارامتر ی ورودی مهم در تئوریهای الاستی چند لایه ای یا مدلهای اجزای محدود برای محاسبه پاسخ  روسازی تحت بارگذاری ترافیكی است. برجهندگی خاصیتی از یک ماده است كه میزان انرژی جذب شده را هنگامی كه به صورت الاستی تغییرشكل می یابد، نشان می دهد. به علت سادگی و آسان بودن كاربرد در مورد نمونه های مخلوط آسفالتی آزمایشگاهی و میدانی، آزمایش كشش غیرمستقیم معمولترین روش آزمایش تحت بارگذاری تكراری برای محاسبه مدول برجهندگی است. این آزمایش مانند مقاومت كشش غیرمستقیم شامل بارگذاری در راستای قطر نمونه است. در پژوهش حاضر، این آزمایش مطاب با استاندارد D7369 ASTM
انجام شده است. در آزمایش مدول برجهندگی بارگذاری سینوسی با دوره بارگذاری 8/1 ثانیه و دوره استراحت 3/1 ثانیه به نمونه های در دمای 45 درجه سانتیگراد در 51 سیكل پیش بارگذاری و 5 سیكل بارگذاری اصلی انجام می شود.

 نتایج آزمایش خستگی
 همانطور كه مشاهده می شود عمر خستگی نمونه های كنترل 89762 سیكل بوده است. استفاده از 41 درصد گیلسونایت باعث بهبود چشمگیر در عمر خستگی نمونه های اصلاح شده گشته و مقدار عمر خستگی را به 42534 افزایش داده است. استفاده از درصدهای بیشتر گیلسونایت نیز باعث بهبود در عمر خستگی شده است.
مشابه با نمونه های آزمایش شده در دمای 45 درجه سانتیگراد، در نمونه های آزمایش شده در دمای 5 درجه سانتیگراد نیز استفاده از گیلسونایت باعث بهبود چشمگیر در مقدار عمر خستگی نمونه مخلوطهای آسفالتی اصلاح  شده در مقایسه با مخلوط آسفالت كنترل شده است. مقدار بهبود در عمر خستگی نمونه های این گروه در مقایسه با نمونه های 45 درجه سانتیگراد، چشمگیرتر است.

 نتایج آزمایش خزش دینامیکی
 همانطور كه مشاهده می شود مخلوطهای حاوی درصدهای مختلف گیلسونایت دارای تغییرشكل ماندگار كمتر و درنتیجه پتانسیل شیارشدگی كمتری هستند. با افزایش مقدار درصدهای مختلف گیلسونایت، تغییرشكل ماندگار كاهش می یابد و تا مقدار %11 یک روند نزولی دارد. استفاده از درصدهای مختلف گیلسونایت طبیعی موجب كاهش حساسیت حرارتی قیر می شود. زیرا گیلسونایت، سختی قیر را افزایش میدهد. همانطور كه مشاهده می شود در دمای 21 درجه سانتیگراد، مخلوط حاوی 41 درصد گیلسونایت در مقایسه با مخلوط كنترل تقریباً 4/84 %تغییرشكل ماندگار كمتری دارد كه این مقدار برای میزان 21 درصد گیلسونایت برابر 51/86 %ا سخت. این روند كاهش در مقدار تغییر شكل ماندگار در درصدهای بیشتر گیلسونایت نیز افزایش می یابد.

نتایج آزمایش مدول برجهندگی
  افزودن ماده افزودنی گیلسونایت طبیعی باعث شده است تا مقدار مدول برجهندگی نمونه های مخلوط آسفالتی افزایش یابد. مقخدار مدول برجهندگی در نمونه های كنترل بدون گیلسونایت مقدار 8444 مگاپاسكال بوده است. این پارامتر در نمونه های حاوی 41 ،21 ،61 و 11 درصد گیلسونایت به ترتیب به 8938 ،8217 ،8527 و 8649 مگاپاسكال افزایش یافته است. مهمترین دلیل این رخداد را می توان چسبندگی بین قیر و سنگدانه ها و سفت شدن قیر در اثر استفاده از گیلسونایت دانست. همانطور كه مشاهده می شود، ابتدا به ازای 41 درصد گیلسونایت، مقدار مدول برجهندگی حدود 87 درصد افزایش یافت.

 بحث در نتایج آزمایش خستگی
با توجه به نمودارهای فوق، مشاهده می شود كه نمونه های آسفالتی اصلاح شده با درصدهای مختلف گیلسونایت به طور قابل  مشاهده  عملكرد خستگی بهتری در مقایسه با نمونه های آسفالتی كنترل از خود نشان می دهند. زیرا در اثر اختلاط قیر با فیلر گیلسونایت، خصوصیات اسیدی قیر به سمت خصوصیات غیر قطبی پیش می رود كه باعث تشكیل پیوندهای غیرقطبی بیشتر بین قیر و سنگدانه می شود. این چسبندگی بهتر بین قیر و سنگدانه نیز باعث می گردد كه جابجایی ذرات مصالح  سنگی نسبت به هم به حداقل رسیده و بنابراین عمر خستگی به سبب تاخیر در روند ایجاد و گسترش ترک بهبود یابد. علاوه  براین باقیمانده ذرات گیلسونایت كه در واكنش شیمیایی وارد نمی شوند، می توانند دانه بندی مصالح  فیلر را كامل كنند و بخش بسیار ریز منحنی دانه بندی را پوشش دهند. در نتیجه با كاهش فضای خالی در مخلوطهای آسفالتی می تواند به افزایش عمرخستگی آنها منجر گردد. از طرف دیگر، اضافه كردن درصدهای مختلف گیلسونایت به قیر موجب افزایش سختی قیر می گردد. اگر در آزمایش خستگی سطج تنش ثابت باشد، با افزایش سختی نمونه ها كرنش كششی كاهش یافته و عمر خستگی متناظر افزایش می یابد.
 بحث در نتایج آزمایش خزش دینامیکی
با توجه به نمودارهای نتایج آزمایش خزش دینامیكی در دمای21 درجه سانتی گراد مشابه با نمونه های 61 درجه سانتی گراد مقدار پتانسیل شیارشدگی نمونه های ساخته شده با مخلوط آسفالتی كنترل بیشترین پتانسیل شیارشدگی را از خود نشان می دهد. این مخلوط آسفالتی به صورت كامل وارد فاز سوم شیارشدگی شده است. استفاده از گیلسونایت باعث شده است تا مقدار پتانسیل شیارشدگی مخلوط های آسفالتی، به میزان قابل مشاهده ای كاهش یابد.
با مقایسه مقادیر تغیی شكل ماندگار نمونه ها در 21 و 61 درجه سانتی گراد مشاهده می شود كه افزایش دما باعث شده است تا پتانسیل شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی افزایش یابد كه مورد انتظار نیز بوده است. دلیل اصلی این رخداد را می توان افزایش در سختی در نتیجه استفاده از فیلر گیلسونایت نسبت به فیلرهای معدنی دانست.
نتایج این پژوهش با نتایج  مطالعات پیشین در زمینه استفاده از گیلسونایت سازگار است. در واقع ، در مطالعات پیشین نیز مشاهده شده است كه استفاده از گیلسونایت باعث افزایش مقاومت در برابر [Quintana, Noguera and Bonells, می شود.
 بحث در نتایج آزمایش مدول برجهندگی
نتایج آزمایش مدول برجهندگی نشان می دهد كه استفاده از گیلسونایت طبیعی باعث افزایش در میزان مدول برجهندگی شده است.
این تغییر را می توان ناشی از افزایش در خاصیت االستیسیته ماستی و نیز كاهش انرژی مستهل شده در سیكلهای بارگذاری دانست. همچنین، افزایش چسبندگی بین قیر-سنگدانه نیز می تواند باعث افزایش در مدول برجهندگی مخلوط آسفالتی شود.
یافته های مطالعات پیشین نیز نشان داده بود كه استفاده از گیلسونایت مقدار مدول برجهندگی مخلوطهای آسفالتی را افزایش می دهد.

جمع بندی و نتیجه گیری
در این بخش، مهمترین نتاین حاصل شده از ا ین پژوهش ارائه می گردد:
– .نمونه های آسفالتی اصلاح  شده با درصدهای مختلف گیلسونایت به طور قابل مالحظه ای عملكرد خستگی بهتری
در مقایسه با نمونه های آسفالتی كنترل از خود بروز می دهند.
زیرا در اثر اختالط قیر با فیلر گیلسونایت طبیعی خصوصیات اسیدی قیر به سمت خصوصیات غیرقطبی پیش می رود كه
باعث تشكیل پیوندهای غیرقطبی بیشتر بین قیر و سنگدانه می شود.
– .افزایش در درصد گیلسونایت در هر دو دمای 5 و 45 درجه سانتیگراد، عمر خستگی مخلوط های آسفالتی را افزایش داده است. عمر خستگی نمونه های اصال شده با گیلسونایت در دمای 5 درجه سانتیگراد تفاوت بسیار زیادی با عملكرد
مخلوطهای كنترل در همین دما دارد.
– .مخلوطهای حاوی درصدهای مختلف گیلسونایت دارای تغییرشكل ماندگار كمتر و درنتیجه پتانسیل شیارشدگی
كمتری هستند.
-.با افزایش مقدار درصدهای مختلف گیلسونایت، تغییرشكل ماندگار كاهش می یابد و تا مقدار %11 ی روند نزولی دارد.
افزایش در دمای مخلوط آسفالتی باعث شده است تا حساسیت مخلوط های آسفالتی در برابر شیارشدگی بیشتر
شود. همچنین، تفاوت عملكرد مخلوط آسفالت كنترل و اصلاح شده با گیلسونایت در برابر شیارشدگی در دماهای بالا
بیشتر بوده است.
-.افزودن ماده افزودنی گیلسونایت طبیعی باعث شده است تا مقدار مدول برجهندگی نمونه های مخلوط آسفالتی افزایش یابد.
مقدار مدول برجهندگی در نمونه های كنترل بدون گیلسونایت( مقدار 8444 مگاپاسكال) بوده است. این پارامتر
در نمونه های حاوی 41 ،21 ،61 و 11 درصد گیلسونایت به ترتیب به مقادیر 8938 ،8217 ،8527 و 8649 مگاپاسكال
افزایش یافته است.

1 نظر

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.


آخرین مقالات

نفت خام سرچشمه قیر

نفت خام سرچشمه قیر

گوگرد قیر معدنی و استحکام آسفالت

گوگرد قیر معدنی و استحکام آسفالت

مش چیست؟

مش چیست؟


دسته بندی مقالات


آخرین پروژه ها

Call Now Button