بهبود حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی با افزودن کامپوزیت استایرن بوتادین لاستیک و نانورس (SBR/NC)

نویسندگان
دانشگاه بین‌المللی امام‌خمینی قزوین
چکیده
چکیده- همه ساله تعداد زیادی از راه های آسفالتی کشور در اثر ضعف روسازی های آسفالتی دچار آسیب یا خرابی زودرس می شوند. از خرابی هایی که بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، خرابی های ناشی از حساسیت رطوبتی مخلوطهای آسفالتی است. یکی از روش های متداول برای کاهش حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی، استفاده از مواد افزودنی مانند لاستیک استایرن بوتادین (SBR) است که بارها استفاده و آزمایش شده است. در این پژوهش از کامپوزیت لاستیک استایرن بوتادین و نانورس استفاده شده تا آثار کمی وکیفی آن در بهبود حساسیت رطوبتی ارزیابی شود.
بنابراین پلیمر SBR با دو نسبت وزنی مختلف نانورس و با سه درصد متفاوت قیر، مخلوط شده و سپس با قیرهای درست شده، مخلوط های بتن آسفالتی ساخته شده است. برای ارزیابی حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی از آزمون کشش غیرمستقیم، مطابق استانداردهای ASTM D-4867 و ASTM-D6931 استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزودن کامپوزیت لاستیک استایرن بوتادین- نانورس به قیر، حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی، بهبود چشم گیری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Improvement of Moisture Sensitivity of Asphalt Concrete Mixtures Using Nano- Composites

نویسندگان English

B. Amini
M.J. Rajab Bolookat
International University (IKIU),
چکیده English

Abstract:
High traffic volumes and diverse weather conditions cause defects in the asphalt concrete surfaces such as excessive deformation, fatigue, rutting, ravelling and asphalt bleeding. Many researchers have examined moisture susceptibility of asphalt mixtures, because the high moisture sensitivity of asphalt pavement leads to the separation of bitumen and aggregates, and concluded that this phenomenon reduces the internal resistance of asphalt mixtures leading to failures such as rutting, raveling, and fatigue cracks under the traffic load stresses Styrene butadiene rubber, as a commonly used polymer has been focused by many researchers, and different methods have been developed for production of its composites based on nano-clay materials. According to the research results, styrene butadiene rubber nano-clay composite (SBR/NC) shows better properties compared to pure SBR.
Despite extensive studies carried out on the impacts of SBR/NC on various properties of bitumen, asphalt concrete moisture susceptibility has not been addressed adequately. In this study, SBR/NC nano-composites with different ratios were prepared and used for modification of bitumen, and the indirect tensile strength, which can measure moisture sensitivity of asphalt mixtures, is being addressed.
SBR/NC composite was prepared using the internal mixer apparatus and melting process method. Mixing was carried out for 12 minutes at a temperature of 140°C and 60 rpm rotation speed. Then the mixture was placed in a roller mill for 3 minutes to complete the mixing operation and cooling the resulting product.
To evaluate the distribution structure of silica plates in polymer, X-ray diffraction tests were performed on the composites prepared with different ratios of SBR/NC.
According to the obtained XRD spectrum the peak intensity has decreased, indicating a break down in regular layer structure. The wide range of peaks in this spectrum shows that, due to irregularity of layers, SBR is located between them. Thus it can be concluded that the silica plates to be well-distributed in the nano-composite structure.
The ITS improvement of samples in dry state were up to 6 .6 percent and in wet state up to 25.30 percent and the ratio of wet to dry state up to 96.25 percent. These values indicated a significant improvement in asphalt properties against moisture permeability, which is one of the most detrimental factors in premature failure of asphalt concrete pavements.