آدرس:

گیلان غرب کیلومتر 26 جاده قصر شیرین

تلفن:

09188346219-09186802060

پودر قیر معدنی و مخلوط آسفالتی

پودر قیر معدنی و مخلوط آسفالتی

پودر قیر معدنی در آسفالت

پودر قیر معدنی که در طبقه اصلاح کننده هاي قیر به گروه هیدروکربن ها تعلق دارد، یکی از مـوادي است که می توان از آن در اصلاح قیر و  اصلاح مخلوط آسفالتی استفاده کرد.


 با توجه به وجود معادن زیاد قیر در ایران وحجم بالاي قیر معدنی نسبت به سـایر اصلاح کننده هاي قیر، بررسی استفاده از این نوع قیر معدنی بیتومین در اصـلاح خـواص قیـر و آسـفالت امري ضروری است.


 همچنین می تواند در آینده اي نزدیک هم از لحاظ اقتصادي صرفه هـاي بسـیاري بـراي کشور به همراه داشته باشد و هم از لحاظ کیفیت روسازي وعمر آن و خواص قیر و مخلـوط هـاي آسفالتی ارزش بسیاري داشته باشد.


در تحقیقی که توسط سو و یونگ انجام شد، خصوصیات خستگی مخلوط هاي آسفالتی گرم، مخلوط با استخوان بندي سنگدانه اي و مخلوط بتن آسفالتی گرم اصلاح شده با پودر معدنی گیلسونایت مورد بررسی قرار گرفت.


نتایج آزمایش مدول برجهندگی و خستگی نشان داد، مخلوط آسفالتی حاوي پودر قیر معدنی داراي بیشترین مقدار مدول برجهندگی و عمر خستگی است.


 خصوصیات رفتاري قیر با درجه عملکردي 22-58 PG حاوي افزودنی هاي پودر لاستیک، پلیمر، گیلسونایت و اسید پلی فسفریک مورد بررسی قرار گرفت.


 نتایج نشان داد، افزودنی پودر قیر معدنی باعث بهبود مقاومت شیار شدگی قیر در دماي بالا می شود، به طـوريکـه 2 ، %4 ، %7% ، 10 ، %13 %گیلسونایت دماي عملکردي بالاي قیر پایه PG 22-58  9/20 ،7/15 ،1/11 ، 3/6 ، 8/3 ترتیـب بـه سانتی گراد درجه 58 از را درجه سانتیگراد افزایش می دهند.


 با این حال افزودنی بیتومن طبیعی باعث کاهش خصوصیات رفتار دماي متوسـط قیـر و در نهایـت کـاهش مقاومت ترك خوردگی خستگی قیر می گردد.

همچنین بررسی خصوصیات رفتاري قیر در دماي پایین نیز نشان داد افزودنی بیتومن طبیعی، در مقایسه با سایر افزودنی ها تأثیر منفی بر خصوصیات دماي پایین قیر دارد.


در تحقیقی که  انجام داده اند، مطالعـات تخصصـی بـر روي پودر قیر معدنی ایران به عنوان اصلاح کننده قیرهاي مورد استفاده در روسازي، مورد بررسی قرار گرفت.


 در این تحقیق دو نوع قیر عمده مورد اسـتفاده در عملیات راه سازي ایران شامل قیر70-60 و 100-85 با 3 درصد مختلف بیتومین طبیعی که شـامل درصدهاي 4و 8 و 12 %است، مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است.


افزودن پودر قیر معدنی به قیر باعث افزایش دماي عملکردي بالاي قیر می گردد.
همچنین افزودن بیتومین طبیعی باعث بهبود دماي متوسط و تأثیر منفی بر دماي پایین قیر دارد.

 همچنین افزودن قیر معدنی سبب کاهش درجه نفوذ، کاهش درجه اشتعال قیر،کاهش مقدار کشش قیر و افزایش نقطه نرمی قیر می گردد .


در تحقیق میدانی انجام شده توسط لیو و لی، تأثیر قیر معدنی بر مشخصات قیر آلاسکایی مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقق از قیر 28-PG52 با درصدهاي مختلف بیتومین طبیعی (0 %و 3 %و6%و 9 %و 12 %نسبت به وزن کل قیر) مورد بررسی قرار گرفت.


 نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد، با افزایش درصد قیر معدنی از 0 %تا 12 ، %PG دمـاي بـالاي قیـر از °52C به °70C می رسد.
واما PG دماي پایین قیر از °28C -به °22C -می رسد. نتایج این تحقیق مشخص مـی کنـد کـه افـزودن بیتومین طبیعی  بـه قیـر باعـث افـزایش مقاومـت شیارشدگی مخلوط آسفالتی می شود.


اما تمایل به ترکهاي خستگی در دماي پایین مخلوط آسفالتی را نیز افزایش می دهد.

 با این وجود افزودن درصدهاي کم پودر قیر معدنی (3 %نسبت به کل وزن قیر) باعث بهبود مقاومت شیارشدگی مخلوط شده، بدون اینکه مشکلی در ترکهاي دماي پایین براي مخلوط پیش  بیاید.


 در پروژه تحقیقاتی انجام شده در ایالت پنسیلوانیاي آمریکـا در سـال 1999 توسـط اندرسـن و همکاران تحت عنوان “ارزیابی عملکرد میدانی قیرهاي اصلاح شده با روش سوپرپیو”، اصلاح کننده هاي مختلفی از جمله :


 بیتومن طبیعی ، الیاف پلی استر، پلیمرهـاي SB ،SBS ،EVA بـراي رفـع مشکل شیار افتادگی روسازي هاي آسفالتی آن ایالت به صورت میدانی و آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفتند.


 نتـایج به دست آمده از آزمایش هاي شارپ بر روي قیر پایه و قیرهاي اصلاح شده بیانگر این مطلـب اسـت که پودر قیر معدنی تنها بر روي دماي بالاي عملکردي قیر پایه اثر مثبت داشته است .

مقاومـت شـیار شدگی قیر را افزایش داده است.

با این حال قیر معدنی نتوانسته است مقاومت قیر را در برابـر ترك خوردگی خستگی و همچنین ترك خوردگی دماي پایین  [David et al. 1999] افزایش دهد.


در تحقیق دیگري که توسط ونگ و هو انجام شد، تأثیر افزودنی بیتومین طبیعی بر حساسیت رطوبتی مخلوط هاي آسفالتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، بیتومن طبیعی باعث افـزایش مقاومـت کششـی نمونـه هـاي خشـک و تـر آسفالت  [Wong and Ho,1990]]می گردد.


شرکت Gilsonite American یکی از تولیدکننـده هـاي بـزرگ قیر معدنی در جهـان در سـال 1998 تحقیقات علمی و میدانی تحت عنوان “کاربرد پودر قیر معدنی در روسازي” بر روي این اصلاح کننده انجام داد. نتایج تحقیقات آنها در ادامه آورده شده است.


افزودن بیتومین معدنی به مخلوط آسفالتی باعث افزایش چشمگیري مقاومت مارشـال مخلـوط مـی شود.افزایش ( %8 نسبت به وزن قیر) قیر معدنی باعث افـزایش % 25 تـا % 40 مقاومـت مارشـال نمونه آسفالتی می شود.


 این تغییر باعث تبدیل یک روسازي استاندارد به یک روسازي بـاعملکـرد بالا می شود. نتایج نشان می دهد که نمونه هاي بدون افزودنی بیتومین طبیعی مقاومـت رطـوبتی کـافی ندارند، در حالی که حتی افزودن % 4 پودر قیر معدنی بـه مخلـوط آسـفالتی، میـزان مقاومـت رطـوبتی مخلوط را به طور قابل ملاحظه اي افزایش می دهد.


نتایج نشان می دهد افزودن قیر معدنی سبب افزایش مدول برجهندگی و عمر خستگی مخلوط هاي آزمایشگاهی می گردد.


در تحقیقی که توسط یاري انجام شد، تأثیر قیر معدنی بر خواص قیر و مخلوط آسفالتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها بر روي قیر نشان داد با افزودن قیر طبیعی بر قیر درجه نفوذ قیر کاهش می یابد. با انجام آزمایش خستگی به روش کشش غیرمستقیم بر روي مخلوط بتن آسفالتی، نتایج نشان داد با افزودن بیتومن مقاومت خستگی مخلوط ها افزایش می یابد.


در تحقیقی که توسط لودفی و همکاران انجام شد، تأثیر پودر قیر معدنی بر عملکرد مخلوط آسفالتی متخلخل حاوي مصالح بتنی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد استفاده از مصالح بازیافتی بتنی به عنوان بخشی از مصالح سنگی سبب بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی می گردد.


همچنین افزودن بیتومن طبیعی به میزان 10-8% سبب بهبود مقاومت مارشال مخلوط گردیده است.
در تحقیق دیگري که توسط شارپ انجام شد، تاثیر افزودنی آهک و بیتومین بر حساسیت رطوبتی مخلوط آسفالتی گرم مورد ارزیابی قرار گرفت.


نتایج نشان داد استفاده از بیتومن طبیعی سبب بهبود مقاومت در برابر رطوبت می شود .در سال 2008 سازمان تحقیقاتی حمل و نقل سوئد تحقیقاتی میـدانی تحـت عنـوان ” ارزیـابی عملکرد ترکهاي خستگی در روسازي هاي انعطاف پذیر ” بر روي یکی از اتوبان هاي خـود کـه در سال 1996 ساخته شده بودانجام داده است.


 در این آزمایش  که طی 10 سال ترافیک عبـوري از آن صورت گرفت دو نوع مقطع روسازي استفاده شد . در یکی از این مقاطع از روسازي با استخوان بندي سنگدانه اي (SMA) و در دیگري از روسازي مخلوط آسفالتی معمولی اسـتفاده شد.


در ساخت روسازي معمولی از اصـلاح کننـده قیر معدنی بـه میـزان 10 %وزنـی قیـر   100-  70استفاده شد.

فرآیند پیش بینی عملکرد روسازي ها بر پایه استحکام و مشخصـات خسـتگی نمونـه هاي برداشت شده و انجام آزمایش هاي FWD انجام شد.


در این پژوهش هدف از استفاده از قیر معدنی براي ساخت مخلوط آسفالتی با قیـري سـخت تـر جهت داشتن مقاومت شیارشدگی بیشتر و پخش بار بهتر در سازه و در نتیجـه تنشـهاي کمتـر در روسازي است.



در تحقیق دیگري که توسط ایلماز انجام شد، تأثیر استفاده از پلیمر SBS و بیتومین  آمریکایی و بیتومین ایرانی جهت اصلاح قیر مورد ارزیابی قرار گرفت. آهک هیدراته نیز به عنوان فیلر در مخلوط مورد استفاده قرار گرفت.


نتایج نشان داد استفاده از افزودنی ها سبب بهبود خصوصیات دماي بالاي قیر گردید. نتایج نشان داد افزودن افزودنیها و آهک سبب افزایش مقاومت در برابر رطوبت و شیارشدگی مخلوط گردیده است.


قیر معدنی یک هیدروکربن رزینی طبیعی است که براي اولین بار در حوالی آبگیـر یوتا در آمریکا یافت گردید.


قیر معدنی در حلال هاي معطر نفتـی و حـلال هـاي چـرب همانند قیر نفتی حل می شود . قیر معدنی در میـزان انبـوه مـاده اي سـیاه رنـگ و درخشان و شبیه مواد معدنی شیشه اي است . این ماده شکننده است و بسیار آسان تبدیل به پودر قهوه اي تیره می شود.


بیتومن طبیعی در رگه هـاي عمـودي زیـر سـطح زمین یافت می شود . اندازه عرض رگه ها 1/8 – 0/6 متر است که حتی این اندازه گـاهی بـه 8/4 متر می رسد.


رگه ها معمولا موازي یک دیگرند و طول رگه ها ممکن است بسیار زیـاد بـوده و عمق آن ها حتی به اندازه اي در حدود 2413/5کیلومتر می رسد . عرض رگه ها در نزدیک سطح کم است و هرچه به عمق می رویم بیشتر می شود.


1-1ضرورت انجام تحقیق

با توجه به ساختار مخلوط با استخوان بندي سنگدانه اي که داراي دانه بندي از نوع میان تهی که در نتیجۀ آن مقدار فضاي خالی این نوع مخلوط بسیار زیاد است، مقاومت آن کاهش خواهد یافت.
در نتیجه به منظور جلوگیري از این مشکل باید فضاي خالی اضافی را با قیر، فیلر و افزودنی (ماستیک قیر) پرکرده تا به مقدار مجاز درصد هوا برسیم.


دلایل استفاده از افزودنی در این مخلوط ها در درجه اول جلوگیري از پدیده ریزش قیر و در درجه دوم افزایش خصوصیات فنی و مقاومتی آسفالت SMA است. از انواع افزودنی هایی که در قسمت مروري بر منابع بر آن اشاره شد، میتوان به پلیمرها (SBS،پلی اتیلن، پلی پروپیلن، SBR و…) و همچنین به الیاف (آلی،معدنی، فلزي، پلیمري و…) اشاره کرد.



از طرفی ایران در منطقه اي ازجهان قرار دارد که منابع فراوانی از قیر معدنی  در آن قرار دارد. با در نظر گرفتن قیمت پایین بیتومن طبیعی نسبت به دیگر افزودنی ها و وجود منابع فراوان آن در ایران، ارزیابی قیر اصلاح شده با پودر قیر معدنی از اهداف اصلی تحقیق حاضر است.
هدف تحقیق حاضر بررسی تأثیر افزودنی بیتومن بر عملکرد مخلوط آسفالتی با استخوان بندي سنگدانه اي است.


2 .روش تحقیق


روش انجام تحقیق شامل انتخاب مصالح، ساخت نمونه هاي قیر با درصدهاي مختلف پودر قیر معدنی و انجام آزمایش هاي قیر، ساخت نمونه هاي مخلوط آسفالت با استخوان بندي سنگدانه اي با درصدهاي مختلف افزودنی و در نهایت انجام آزمایش هاي مارشال، مدول برجهندگی، کشش غیرمستقیم و تغییر شکل هاي دائمی بر روي نمونه هاي شاهد و نمونه هاي حاوي بیتومین طبیعی

بود.


در این پژوهش از سنگ شکسته کوهی، معدن اسب چران رودهن و همچنین 5 درصد فیلر پودرسنگ استفاده شد.
بهترین مرجع براي انتخاب دانه بندي این نوع مخلوط ها میتواند دانه بندي پیشـنهادي توسـط NCHRP باشد.


 در این پژوهش حد وسط دانه بندي با بزرگترین اندازه 5،9 میلیمتـر  جهـت سـاخت نمونـه هـاي SMA انتخـاب شـد و پودر معدنی  مورد استفاده در این پژوهش از معدن قیر ماد مـابین شهرستان هاي قصرشیرین و گیلان غرب تهیه شد.


 مشخصات فیزیکی و مواد تشکیل دهنده ایـن پودر قیر معدنی در  زیر آورده شده است.لازم به ذکر است که پودر قیر معدنی رد شده از الک شماره 200 براي استفاده در این پژوهش استفاده شده است.


پودر قیر معدنی

مشخصات فیزیکی پودر قیر معدنی مورد استفاده

ASTM-D5291 74 (%) کربن 1
 هیدروژن 2 (%)
 ASTM-D5291 7,1
 ASTM-D5291 0,67 (%) نیتروژن 3
 ASTM-D5291 3,1 (%) اکسیژن 4
 LEEO Analyser 4 (%) سولفور 5


در این پژوهش پودر قیر معدنی به مقدار 5 %و10 %و15 %وزن ASTM درجه نفوذ 1-0 D5ASTM نقطه نرمی 221 D36قیر ،به قیر 70 -60 که تا دماي °140C گرم شده اضافه شده و به مدت 150 دقیقه با سرعت 150 دور در دقیقه در میکسر مخلوط شده.


 سپس دماي مخلوط به °180C رسیده و فرآیند هم زدن در این دمـا بـه مدت 30 دقیقه و با سرعت 4500 دور در دقیقه توسط دسـتگاه مخلـوط کـن بـرش بـالا (Shear High ) مخلوط شده تا مخلوط یک دستی از قیر خالص و اصلاح کننده بیتومین طبیعی به دست آید.


3 .روش کار آزمایش


3-1 آزمایش کشش غیرمستقیم


در آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم،  یک نمونه استوانه اي به صورت قطري بارگذاري می شود. آزمایش کشش غیرمستقیم براي تعیین مقاومت کششی مخلوط هاي آسفالتی و پیش بینی ظهور شکستگی ها در مخلوط آسفالتی استفاده می شود. همچنین میتوان از این آزمایش براي ارزیابی عمر خستگی نیز استفاده کرد.



 آزمایش کششی غیر مستقیم بر اساس آیین نامه 12-D6931 ASTM با نرخ ثابت 8/50 میلیمتر بر دقیقه و دماي 20 درجه سانتی گراد انجام شد.


 مدول برجهندگی آزمایش مدول برجهندگی در دماهاي پایین به نحوي مرتبط با شکستگی حرارتی است. تحقیقات متعددي نشان داده است که مخلوط هاي سخت تر در دماهاي پایین تر بیشتر مستعد ترك خوردگی حرارتی هستند. براي تعیین مدول برجهندگی از استاندارد 1995-1-13-2891 AS استفاده شد.


ابتدا نمونه ها به مدت 24ساعت در محفظه دستگاه در دماي °C25 قرار داده شد.


شکل بارگذاري نیمه سینوسی، مدت اعمال بار 1/0 ثانیه، زمان استراحت 9/0ثانیه و ضریب پواسون 35/0 فرض گردید. در این آزمایش به ازاي هر مخلوط، 3نمونه آسفالتی تهیه و روي هر نمونه 5 پالس تکرار شد و میانگین نتایج به وسیله دستگاه نمایش داده شد.


3-3 آزمایش حساسیت رطوبتی


این آزمایش براساس استاندارد T283-AASHTO انجام می گیرد. نسبت مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه ها بر طبق این استاندارد در شرایط اشباع و غیر اشباع باید بیش از 75/0 باشد.

براي اشباع شدن، نمونه ها به مدت 24 ساعت در آب 60 درجه قرار گرفتند.


3-4 خزش دینامیکی


جهت بررسی شیارشدگی نمونه ها از آزمایش خزش دینامیکی استفاده شد. آزمایش خزش دینامیکی یکی از معیارهاي مقاومت مخلوط آسفالتی در برابر تغییر شکل هاي دائم است.


 آزمایش با استفاده از دستگاه 5P-UTM در دماي ثابت 50 درجه سانتیگراد و تحت تنش ثابت 450 کیلو پاسکال که به صورت شبه سینوسی اعمال شد، انجام گرفت.


در این آزمایش یک تنش ثابت در دماي ثابت با مدت بارگذاري 1/0 ثانیه و زمان استراحت 9/0 ثانیه، توسط یک صفحه صلب به صورت عمودي به نمونه وارد می شود .


نتایج آزمایش بر حسب عدد روانی برداشت شد که معیاري براي نشان دادن مقاومت مخلوط در برابر تغییر شکلهاي دائمی است. یعنی هر قدر عدد روانی بزرگتر باشد، مقاومت نمونه در برابر تغییر شکل هاي دائم بیشتر است.


3-5 شیار جاي چرخ


این آزمایش توسط دستگاه شیار جاي چرخ موجود در آزمایشگاه قیر و آسفالت دانشگاه علم و صنعت ایران انجـام شـد.


 بـراي هـر نوع مخلوط سه نمونه مارشال در دستگاه قرار می گیرد و توسط دو چرخ که حول مرکزشان دوران مـی کننـد بـا فشـار حـدود 10کیلوگرم برسانتیمتر مربع مورد بارگذاري قرار می گیرند.

 فرکانس بارگذاري براي هـر نمونـه 1 هرتـز و دمـاي آزمـایش 50 درجـه سانتی گراد است.


 در مجموع نمونه ها تحت 800 سیکل بارگذاري قرار گرفتند و پس از آن بیشینه عمق شیار بوجـود آمـده در هر نمونه اندازه گیري و میانگین سه نمونه به عنوان عمق شیار هر مخلوط به دست آمد.

 

4 .تحلیل نتایج آزمایش ها


4-1 نتایج آزمایش هاي قیر


نتایج حاصل ازآزمایشها نقطه نرمی، درجه نفوذ، ویسکوزیته، نشانه درجه نفوذ (PI )بـه عنـوان پارامترهاي حاصله از آزمایشهاي رایج قیر در اشکال زیر نشان داده شده است.

با افزایش درصد پودر قیر معدنی مقدار درجه نفوذ کاهش یافته است.


ایـن اتفاق به این معنی است که پودر قیر معدنی باعث افزایش میزان سفتی قیر خواهد شـد. کـاهش درجـه نفوذ به معناي کاهش روانـی و افـزایش قـوام در دماهـاي بـالا و متوسـط است و در نتیجـه بیتومن طبیعی در دماي بالا از شیارشدگی آسفالت جلوگیري می کند.


درجـه نفوذ کمتر قیر باعث بهبود رفتار الاستیک آن شده است که در نتیجه افزایش مقاومت آسـفالت در برابر تغییر شکل هاي دائمی و شیار افتادگی را به همراه خواهـد داشـت و بـراي منـاطق بـا درجـه حرارت بالا (گرمسیر) بسیار مناسب است.


تغییرات حاصله در نقطه نرمی قیرخالص با افزایش درصد پودر قیر معدنی نشان از کاهش حساسیت حرارتی قیرهاي اصلاح شده دارد.


افزایش نقطه نرمی به این معناست که عملکـرد رفتار ویسکوز قیر با افزایش دما به تاخیر می افتد.
با توجه به افـزایش شـاخص PI پس از افزودن پودر قیر معدنی می توان نتیجه گرفت که قیر معدنی باعث بهبود حساسیت حرارتی قیر خالص 70-60 می گردد. نتایج آزمایش کندروانی کینماتیکی نیز در شکل 6 آورده شده است.


با افزایش درصد بیتومن طبیعی، ویسکوزیته قیر افزایش می یابد.


4-2 تحلیل نتایج آزمایشهاي مخلوط آسفالتی


4-2-1 آزمایش مقاومت مارشال


نتایج حاصل از آزمایش هاي تعیین مقاومت مارشال ساخته شده با درصدهاي مختلف پودر قیر معدنی در ادامه ارائه شده است.  بـا افـزایش درصـد پودر قیر معدنی، مقاومت مارشال نمونه ها افزایش یافته است.


4-2-2 نتایج آزمایش کشش غیرمستقیم


نتایج حاصل  نشان داد، افزایش درصد قیر معدنی باعث بهبود عملکرد مخلوط هاي ساخته شـده در آزمایش کشش غیرمستقیم شد. افزایش مقاومت مخلوطهاي آسفالتی در برابر تنش هـاي کششـی وارد شده بر آن بر اثر بار ترافیک، در نهایت باعث افزایش عمر روسازي خواهد شد.



 این امر بیشتر بر این دلالت دارد که نمونه هاي حاوي افزودنی مستعد تحمل تنش کششی بیشتر قبل از ترك خوردگی هستند.


4-2-3 نتایج آزمایش حساسیت رطوبتی


با افزایش درصد پودر قیر معدنی در نمونـه آسـفالتی SMA حساسـیت رطوبتی نمونه آسفالتی کم می شود.


4-2-4 نتایج آزمایش مدول برجهندگی


مدول برجهندگی، یکی ازعوامل موثر در تعیین ضخامت رویه هاي آسفالتی است. نتایج به دست آمده از انجام آزمایش تعیین مدول برجهندگی توسط دستگاه UTM ،در شکل 11 نشان داده شده است.


همانطور کـه مشـاهده می شود، افـزایش درصـد پودر قیر معدنی باعـث افـزایش مـدول برجهندگی نمونه ها می گردد، که این امر به دلیل افزایش سفتی قیر و در نتیجه سختی آسفالت در حضور افزودنی ها است.


با توجه به اینکه میزان مدول برجهندگی تاثیر مستقیمی بـر تعیـین ضخامت لایه آسفالتی دارد، افزایش مدول برجهندگی نمونه هاي حاوي پودر قیر معدنی، نشـان دهنـده تاثیر مثبت اصلاح کننده قیر معدنی است.


 هرچند افزایش بیش از حد مدول برجهندگی باعـث شکننده شدن روسازي خواهد شد.


4-2-5 نتایج آزمایش خزش دینامیکی


پس از انجام آزمایشها خزش دینامیکی بر روي نمونه هاي SMAبا درصدهاي مختلف پودر قیر معدنی، عدد روانی مربوط به هر یک تعیین شد و نتایج حاصله مورد بررسی قرارگرفت. نتـایج نهـایی در شکل 12 براي مقایسه بهتر نشان داده شده است.


همانطور که انتظار مـیرفـت بـا افـزایش درصد پودر قیر معدنی، مقاومت شیار شدگی نمونه ها افزایش یافته و نمونه هـاي SMA سـاخته شـده قادر به تحمل سیکل هاي بیشتري از بارگذاري شدند. این امر ناشی از سختی بیشتر قیرها با  افزایش درصد بالاتر بیتومن معدنی است که سختی بیشتر مخلوط را منجر می شود.


4-2-6 نتایج آزمایش شیار جاي چرخ

 
نتایج مربوط عمق شیار حاصله در آزمایش شیار جاي چرخ را مشاهده می کنید. مشاهده می شود که نمونه هاي حاوي افزودنی پودر قیر معدنی داراي عمق شیار کمتري نسبت به نمونه هاي شاهد هستند که نشان دهنده اثر افزودنی ها در کاهش پتانسیل شیارشدگی است. این اثر میتواند ناشی از بهبود تراکم و سختی قیر باشد.


پودر قیر طبیعی

5 .جمع بندي و نتیجه گیري


این پژوهش در برگیرنده بررسی عملکرد قیر و مخلوط آسفالتی با استخوان بندي سنگدانه اي است که با درصدهاي مختلف پودر قیر معدنی (5 %و10 %و 15 % نسبت به وزن قیر) اصلاح شد.در ایـن پژوهش آزمایش هاي رایج قیر بر روي قیر خالص 70-60 و قیر 70-60 اصلاح شده با بیتومین انجام شد.


همچنین بر روي مخلوط هاي آسفالتی SMA نیز آزمـایش هـاي مارشـال، کشـش غیـرمستقیم و حساسیت رطوبتی، مدول برجهندگی، خزش دینامیکی و شیار جاي چرخ انجام شد که خلاصه اي از نتایج آن در این بخش ارائه شده است:


– نتایج آزمایش هاي فیزیکی قیر نشان می دهد افزودن پودر قیر معدنی، سبب کاهش درجه نفوذ و افزایش نقطه نرمی،کندروانی کینماتیکی و شاخص نفوذ شد.


– با توجه به نتایج آزمایش مارشال می توان نتیجـه گرفـت کـه پودر قیر معدنی باعـث افـزایش مقاومت مارشال نمونه ها می شود ، به طوري که مثلاً افزودن 10 %بیتومن بـه قیـر خالص 70-60 سبب افزایش 22 %در مقاومت مارشال مخلوط SMA می شود.

 
– نتایج حاصل از آزمون کشش غیرمستقیم نشان دهنده بهبود عملکرد مخلوط هاي SMA ساخته شده با بیتومن طبیعی است.


افزایش 15 %پودر قیر معدنی به قیر خالص، مقاومت کششی  غیرمستقیم مخلوط آسفالتی را از KPa 433 بـه KPa 658مـی رسـاند . افـزایش مقاومـت مخلوط آسفالتی در برابر تنش هاي کششی وارد شده به آن بر اثر بـار ترافیـک، در نهایـت سبب افزایش عمر روسازي و کاهش هزینه هاي ترمیم و   نگهداري می شود.


– نتایج حاصل از آزمایش حساسیت رطوبتی نشان دهنـده ایـن مطلـب اسـت کـه افـزودن بیتومن طبیعی به مخلوط آسفالتی با استخوان بنـدي سـنگدانه اي سبب کـاهش حساسـیت رطوبتی مخلوط SMA می شود، به طوري که شاخص TSRمخلوط SMA ساخته شـده بـا قیر خالص 70-60 با افزودن 15 %بیتومین طبیعی به قیر خـالص 70-60 از 71 %به 95 %می رسد.


نمونه هاي آسفالتی حاوي پودر قیر معدنی در آزمایش مدول برجهندگی عملکرد بهتري نسبت به مخلوط ساخته شده با قیر خالص 70-60 داشتند.


 این موضوع به دلیل وابستگی ضـخامت رویه هاي آسفالتی به مدول برجهندگی می تواند از اهمیت زیادي در طراحی اقتصادي تر راه ها داشته باشد – نمونه هاي ساخته شده با درصـدهاي بیشـتر بیتومین معدنی شـرایط بهتـري جهـت تحمـل نیروهاي وارده و مقاومت در برابر شیارشدگی از خود نشان دادند.


هرچند که ایـن تسـت جهت مقایسه بین نمونه هاي مختلف با درصدهاي متفاوت اصلاح کننده قیر معدنی است، زیرا شرایط مهار جانبی که در واقعیت وجود دارد در آزمایش میسر نیست و بنابراین تغییـر مکان هاي بیشتري در مقابل نیروي وارده از خود نشان می دهند و ایـن امـر در مخلـوط هاي SMA که تحمل نیروي بار آنها از مقاومت سنگدانه بر سنگدانه است، بیشتر بروز پیدا می کند.



اما با این وجود می توان نتیجه گرفت که افزودن پودر قیر معدنی باعـث افـزایش مقاومت در برابر شیار شدگی مخلوطهاي SMA می شود و می تواند جـایگزین مناسـبی براي انواع اصلاح کننده هاي پلیمري مانند: EVA ، SBS و . . . و غیر پلیمري باشد.

1 نظر

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.