خصوصیات مخلوط آسفالت-لاستیک

خصوصیات مخلوط آسفالت-لاستیک

مخلوط‌های آسفالت مورداستفاده در صنعت ساخت‌وساز جاده‌ها ترکیبی از بایندر قیری، مصالح و دانه‌ها به همراه پرکننده‌هاست. با اعمال اصلاح‌کننده‌هایی مانند خرده لاستیک (با استفاده از روش خشک و مرطوب) به مخلوط آسفالت، بهبود در خصوصیات مخلوط آسفالت-لاستیک در مقایسه با مخلوط‌های معمولی به دست می‌آید.

بسیاری از ویژگی‌های مثبت، مخصوصاً در مورد دوام مخلوط آسفالت-لاستیک بدیل مقدار بایندر بالا در مخلوط آسفالت است. افزایش ویسکوزیته قیر-لاستیک می‌تواند افزایش قابل‌توجهی در ضخامت فیلم بایندر بر روی ذرات از 19 تا 36 میکرومتر در مقایسه باضخامت 5 تا 9 میکرومتری بایندر اصلاح‌نشده شود (Heitman 1992). در مخلوط آسفالت با مقدار کم حفره‌های هوا و بایندر اصلاح‌شده لاستیکی، محتوای کل بایندر در حدود 20 درصد افزایش می‌یابد (در مقایسه با مخلوط مشابه با بایندر اصلاح‌نشده). برای مخلوط‌های متخلخل (با مقدار زیاد حفره‌های هوا) مقدار افزایش در محتوای کل بایندر در حدود 60-50 درصد است.

وجه تمایز مخلوط آسفالت-لاستیک در مقایسه با مخلوط آسفالت معمولی به شرح زیر است:

1. افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی

2. افزایش دوام خستگی

3. بهبود خصوصیات ویسکوالاستیک

4. افزایش مقاومت در برابر پیرشدگی

آزمایش مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی در مقیاس آزمایشگاهی انجام‌گرفته و نشان‌دهنده مقاومت بالای مخلوط اصلاح‌شده با لاستیک و پلیمر است (شکل 4-4). مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی مخلوط آسفالت-لاستیک را می‌توان در ترکیب بایندر قیر-لاستیک با ویسکوزیته بالا در مقایسه با بایندرهای معمولی به دست آورد. مطالعات انجام‌گرفته توسط Martinez و همکاران (2006)، Fotnes و همکاران (2009)، نشان داد که استفاده از روش اصلاح خشک و اصلاح بایندر نرم به‌وسیله روش مرطوب فقط باعث افزایش اندکی در مقاومت در برابر شیار شدگی می‌شود. بهبود بزرگ در افزایش مقاومت در برابر شیار شدگی را می‌توان با بایندر قیری سخت از 50-35 تا 70-50 و با استفاده از روش اصلاح مرطوب با 15 درصد لاستیک به دست آورد (Fontes و همکاران 2009).

در آزمایش انجام‌گرفته تحت شرایط آزمایشگاهی شبیه‌سازی خستگی درجا، مشخص شد که دوام خستگی نمونه مخلوط آسفالت-لاستیک بهتر از مخلوط آسفالت دارای بایندر قیری معمولی است (شکل 5-4). نمودار دوام خستگی برای مخلوط آسفالت با بایندر اصلاح‌شده یک تغییر واضح عمر خستگی را در جهت افزایش آن به ترتیب زیر نشان می‌دهد:

• مخلوط آسفالت با بایندر قیری اصلاح‌نشده

• مخلوط آسفالت با قیر اصلاح‌شده EVA

• مخلوط آسفالت با قیر اصلاح‌شده SBS

• مخلوط آسفالت با خرده لاستیک‌های دانه‌درشت اصلاح‌کننده قیر

• مخلوط آسفالت با خرده لاستیک‌های دانه‌ریز اصلاح‌کننده قیر

شکل شماره 4-4      آزمایش Wheel tracking (ردیابی چرخ) در مقابل زمان برای چند مخلوط آسفالت بتنی. (مطابق با Martines و همکاران 2006، Fotnes و همکاران 2009)

شکل شماره 5-4      عمر خستگی مخلوط‌های آسفالت بتنی مختلف (مطابق با Radziszewski،1997)

شکل شماره 6-4      مدول سختی (E) به‌عنوان تابعی از درجه حرارت (مطابق با Radziszewski،2007)

برای یک دامنه کرنش، عمر خستگی به‌دست‌آمده برای مخلوط آسفالت اصلاح‌شده با خرده لاستیک 15 تا 20 برابر عمر خستگی مخلوط آسفالت با بایندر اصلاح‌نشده است.

مدول سختی مخلوط آسفالت به‌عنوان یک تابع از درجه حرارت توصیف می‌شود. مدول سختی اهمیت ویژه‌ای در دوام سطح جاده و طراحی روسازی‌ها دارد. علاوه بر این، از آن برای توصیف خواص ویسکوالاستیک مخلوط آسفالت استفاده می‌شود. شکل شماره 6-4 مدول سختی (E) را برای مخلوط آسفالت با بایندر اصلاح‌شده لاستیکی را (17،19،21 درصد وزنی) خرده لاستیک در مقایسه با مخلوط آسفالت با بایندر اصلاح‌نشده نشان می‌دهد.

بر اساس اطلاعات ارائه‌شده در شکل 6-4 باید توجه داشت که مخلوط آسفالت با قیر-لاستیک بیش‌ترین مدول سختی مثبت را در 25 درجه سانتی گراد و همچنین کم‌ترین مقدار مثبت مدول سختی را در 5 درجه سانتی گراد دارد.

به‌عنوان نتیجه‌گیری از فرایند پیرشدگی، مخلوط به‌تدریج با کاهش خواص ویسکوالاستیک روبرو شده و مواد تشکیل‌دهنده آن به‌طور فزاینده‌ای سخت‌تر و شکننده‌تر شده و مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی زیاد می‌شود. همان‌طور که در شکل 7-4 نشان داده‌شده است، مخلوط آسفالت با بـاینـدر قیـر-لاستیـک مقـاومـت بیـش‌تـری را در بـرابر پیـرشـدگی نـسبت به مـخلوط اصـلاح نشده دارد که منعکس‌کننده تغییرات ناچیز خصوصیات مخلوط در مطالعات پیرشدگی است. 

شکل شماره 7-4      تغییرات در عمق شیار آسفالت بتنی به‌عنوان یک نتیجه کوتاه‌مدت (STA) و بلندمدت (LTA) پیرشدگی. (مطابق با Radziszewski، 2007)

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

عملکرد روسازی ساخته‌شده با مخلوط آسفالت-لاستیک