بررسی آزمایشگاهی تأثیر نانورس و پلیمر بر خصوصیات رئولوژیکی قیر و شیارشدگی مخلوط آسفالتی با استخوان‌بندی سنگدانه‌ای

Abstract

تغییر شکل دائم یا شیار افتادگی در مسیر عبور چرخ‌های وسایل نقلیه یکی از مهم ترین مدهای خرابی است که بر عمر روسازی انعطاف پذیر تاثیر می‌گذارد. این نوع خرایی بیشتر در جاده‌های که در مناطق گرمسیر واقع شده‌اند مشاهده می‌شود. <br />ویژگی های مصالح تشکیل دهنده نقش زیادی در ویژگی های ساختمانی روسازی بازی می کنند. استفاده از دانه بندی متخلخل و درشت و درصد قیر بالا جهت ایجاد اتصال مناسب در ساختار مخلوط‌های آسفالتی از روشهای بهبود خواص مخلوط های آسفالتی شناخته شده است. یکی از انواع مخلوط های ساخته شده بر این اساس مخلوط‌های آسفالتی با استخوانبندی سنگدانه ای (SMA) می باشد. این مخلوط‌ها نوعی مخلوط آسفالتی گرم با اسکلت درشت دانه و میزان بالای قیر و فیلر می‌باشند که نقش کلیدی و با اهمیت نوع و خصوصیات قیر بکار رفته به عنوان چسباننده ذرات سنگی و عاملی که باید تحمل تنش برشی در محل سنگدانه‌ها را داشته باشد، بسیار مورد توجه است. از سوی دیگر، به واسطه‌ی بالا بودن میزان قیر و جهت جلوگیری از ریزش قیر، استفاده از افزودنی‌ها از جمله الیاف و یا مواد پلیمری اجتناب ناپذیر است. استفاده ازافزودنی‌های پلیمری علاوه بر اینکه باعث بهبود خصوصیات قیر می-شوند، با افزایش ویسکوزیته ی قیر، تا حدود زیادی مانع از ریزش قیر نیز می‌گردند. همچنین یکی از<br /> افزودنی‌هایی که به تازگی در اصلا‌ح مشخصات رفتاری قیرها به کار گرفته شده است، نانو رس است. هدف از انجام این پژوهش، ارزیابی اثر نانو رس‌ به عنوان افزودنی اصلی به قیر برای بهبود خواص قیر در کنار افزودنی‌های شایع SBS و الیاف سلولوزی، به منظور افزایش مقاومت باربری آسفالت و اصلاح خصوصیات فنی آن در برابر شیار افتادگی در اسفالت SMA<br />می‌باشد. بدین منظورنمونه‌هایی از مخلوط‌های آسفالتی SMA از قیر خالص 70-60 حاوی افزودنی 4/0% الیاف به مخلوط آسفالتی و‌ یا قیر اصلاح شده توسط 5% SBS، همراه افزودنی نانو رس مونت موریلونیت به نسبت 1%، 2% ، 3% و 4% به هر دو قیر خالص و پلیمری، توسط دستگاه ژیراتوری ساخته شد. در این پژوهش آزمایش مارشال، آزمایش های خزش دینامیکی و شیار شدگی بر‌ای نمونه‌های مختلف انجام گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش‌ها بهبود عملکرد نمونه‌های مخلوط آسفالتی حاوی نانو ذرات با افزایش درصد نانو رس تا درصد 3 را نشان می‌دهد که در قیر پلیمری بهترین بهبود در عملکرد را دارد.