جلوگیری از پیری آسفالت نیمه‌گرم با شیوه محققان ایرانی
محققان دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به تحلیل خصوصیات مخلوط های آسفالتی نیمه‌گرم در اثر پیرشدگی و ارایه مدل شیارشدگی شدند.
به گزارش بنانیوز (BanaNews.ir) به گفته محققان در سالهای اخیر، فناوری جدیدی در صنعت راهسازی با نام «آسفالت نیمه‌گرم» معرفی شده که علاوه بر کاهش مصرف سوخت و انتشار آلایندگی در مقایسه با آسفالت گرم متداول، در برخی موارد باعث بهبود خصوصیات عملکردی کوتاه‌مدت نیز شده است. نظر به اینکه فناوری آسفالت نیمه‌گرم جدید است، روسازی‌های قدیمی به منظور ارزیابی و مطالعه رفتار درازمدت این تکنولوژی و مشاهده اثرات پیرشدگی بر آن وجود ندارد.
در این پایان‌نامه تأثیر پیرشدگی (کوتاه‌مدت و بلندمدت) بر رفتار مکانیکی مخلوط آسفالتی نیمه‌گرم در مقایسه با آسفالت گرم متداول مورد بررسی قرار گرفته و تحلیل آماری به منظور یافتن رابطه‌ای شامل پارامتر عدد روانی (حاصل از انجام آزمایش خزش) برای پیش‌بینی عمق شیار از طریق مشاهده ارتباط بین این دو متغیر صورت پذیرفته است.
به منظور شبیه‌سازی پیرشدگی کوتاه‌مدت و بلندمدت بر اساس استاندارد آشتو، نمونه‌های آزمایشگاهی به صورت مصنوعی در گرمخانه و در مراحل عمل‌آوری مختلف تهیه شدند. آزمایش‌های مارشال، کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی، تیر خستگی چهارنقطه‌ای، تعیین چقرمگی شکست در دمای ۱۰- درجه سانتی گراد، خزش استاتیکی و خزش دینامیکی به منظور بررسی عملکرد مکانیکی مخلوطهای آسفالتی در دو حالت پیرشده و پیرنشده صورت پذیرفت.
بر اساس این تحقیق مشخص شد که پیرشدگی تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر عملکرد مخلوطهای آسفالتی مورد مطالعه داشته و این تأثیر بر عملکرد مخلوطهای آسفالتی گرم بیشتر بوده است. استفاده از افزودنی‌های کاهنده ویسکوزیته در تولید مخلوطهای نیمه‌گرم تأثیر قابل توجهی بر پارامترهای مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم، چسبندگی و پیوستگی، عمر خستگی، چقرمگی شکست و مقاومت در برابر بروز تغییرمکانهای برگشت‌ناپذیر داشته‌اند. در دماهای کمتر از صفر درجه سانتیگراد، رفتار آسفالت نیمه‌گرم ترد‌تر بوده که به تبع آن امکان بروز ترک‌های افت حرارت و خستگی را در مقایسه با آسفالت گرم بیشتر می‌شود.
در راستای تحقیق، به منظور یافتن مدلی که از خروجی آزمایش عملکردی ساده (عدد روانی) به عدد عمق شیار برسد، مشخص شد بین پارامتر عمق شیار به عنوان متغیر وابسته و عدد روانی به عنوان متغیر مستقل رابطه خطی برقرار است. توجیه رفتار مخلوطهای آسفالتی گرم و نیمه‌گرم بر اساس نتایج حاصل از انجام آزمایش‌های قیر شامل میکروسکوپ نوری، FTIR و رئولوژی قیر مشخص کرد که تغییرات ضریب اتلاف برای نمونه قیر حاوی اصلاح‌کننده در مقایسه با قیر خالص کمتر است. در دماهای کمتر از صفر درجه، قیر حاوی افزودنی دارای ضریب اتلاف کمتری نسبت به قیر خالص می‌باشد و این بدین معنی است که این افزدونی بروز پدیده ترک‌خوردگی و انتشار ترک در دمای پایین را تشدید می‌کند.
بر اساس نتایج این پژوهش که توسط مهندس امیر ایزدی، دانشجوی دوره دکتری مهندسی عمران- راه و ترابری، انجام شد، وجود باند‌های دوگانه در قیر حاوی افزودنی باعث می‌شود که در اثر اعمال شرایط مختلف (از جمله پیرشدگی) ترکیب ماده از یک ساختار به ساختار دیگری تبدیل (بازآرایی) شده و انرژی در درون ماده صرف این فرآیند می‌شود که می‌تواند عامل تأثیر کمتر پدیده پیرشدگی بر آسفالت نیمه‌گرم در مقایسه با مخلوطهای آسفالتی گرم باشد. همچنین آزمایش کشش غیرمستقیم به عنوان آزمایش عملکردی ساده در پیش‌بینی رفتار خستگی مخلوطهای آسفالتی مختلف مورد استفاده قرار گرفت و مشخص شد که انرژی شکست در دو حالت پیرشده و پیرنشده، ارتباط مستقیم با عملکرد خستگی مخلوطهای آسفالتی دارد.
دکتر حسن زیاری و دکتر حمید بهبهانی استادان راهنما و دکتر مجیدرضا آیت‌الهی، استاد مشاور این پایان نامه دکتری بوده‌اند.
نظرات