گروه فیدار

قیر تقویت‌شده با الیاف پلی‌پروپیلن

قیر تقویت‌شده با الیاف پلی‌پروپیلن

قیر تقویت‌شده با الیاف پلی‌پروپیلن

قیر تقویت‌شده با الیاف پلی‌پروپیلن

معرفی پلی‌پروپیلن اصلاح‌کننده آسفالت بتنی

تحقیقات در مورد تغییر شکل دائمی مانند شیار شدگی در روسازی‌ها و آسفالت‌های انعطاف‌پذیر در اوایل سال 1970 میلادی آغاز شد. برای حل مشکل شیار شدگی در روسازی‌های انعطاف‌پذیر (و دیگر مسائل مانند خستگی و شکستگی در دمای پایین) محققین مبحث اصلاح‌کننده‌های قیر (آسفالت) را بسط و توسعه دادند. برای این منظور، بایندرهای جدید با بهبود ویژگی‌های رئولوژیکی به‌طور مداوم در حال گسترش هستند (Brule 1996وBrownوهمکاران 1990،Collinsو همکاران1991،Kingو همکاران1993،Isacssonو1995Lu). بهترین فرم از بایندر قیری توسعه‌یافته استفاده از پلیمرهای شناخته‌شده اصلاح‌کننده قیر است که به‌طور سنتی برای بهبود حساسیت دمایی قیر به‌وسیله افزایش سختی بایندر در دمای سرویس بالا و کاهش سختی در دمای سرویس پایین استفاده می‌شود (Airey2004). پلیمری که برای اصلاح بایندر قیری استفاده می‌شود به دودسته گسترده و عمدتاً شناخته‌شده پلاستومرها و الاستومرها تقسیم‌بندی می‌شوند. پلاستومرها میل به اصلاح قیر به‌وسیله تشکیل یک شبکه سه‌بعدی سخت و محکم با بایندر جهت افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل را داشته درحالی‌که الاستومرها خصلتاً دارای ماهیت الاستیک بوده و درنتیجه باعث افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی به‌وسیله کشش شده و شکل اولیه خود را بازیابی می‌کند.

کاربرد اصلی الیاف پلیمری تقویتی در عصر جدید در اوایل سال 1990 شروع‌شده است. Brown و همکاران در سال 1990 خاطرنشان کردند که برخی از الیاف‌ها دارای پتانسیل بهبود استحکام کششی و چسبندگی آسفالت بتنی هستند. برخی از محققین بر این باور بودند که الیاف‌ها تغییرات فیزیکی را جهت اصلاح اعمال کرده که دارای اثر مثبت در کاهش زهکشی به پایین است (Maurerو1989Malasheskie و Wu 2006).

(Yiو1993Mc Daniel) از الیاف پلی‌پروپیلن برای تلاش در جهت کاهش ترک‌خوردگی انعکاسی در آسفالت پوشش داده‌شده توسط مخلوط حاصله استفاده کرده و مقاومت در برابر شیار شدگی را بهبود بخشیدند ولی یک کاهش سریع در مقاومت آسفالت و توانایی رانندگی بر روی آن را مشاهده کردند. در پژوهشی دیگر، Ienq و همکاران در سال 1993 تأثیرات الیاف تقویت‌کننده آسفالت بتنی (با استفاده از الیاف پلی‌استر و پلی‌پروپیلن) بر روی مقاومت در برابر شکستگی را بررسی کرده و افزایش مقادیر سختی را مشاهده کردند ولی بهبود چشمگیری در استحکام کششی و الاستیسیته مشاهده نکردند. (Simpson و 1994Kamyar) پژوهش دیگری را در رابطه با استفاده از الیاف پلی‌پروپیلن و پلی‌استر و برخی دیگر از پلیمرها برای اصلاح بایندر قیری انجام دادند و مخلوطی به دست آوردند که دارای بیش‌ترین استحکام و مقاومت در برابر شکستگی بود ولی در برابر خسارات ناشی از یخ‌زدگی و ذوب‌شدگی آب و رطوبت مقاوم نبود. نمونه‌های اصلاح‌شده با پلی‌پروپیلن کاهش پتانسیل شیار شدگی را نشان می‌دهند.

(Huang و  1996White) تحقیقاتی را در مورد پوشش آسفالت اصلاح‌شده با الیاف پلی‌پروپیلن انجام دادند. آن‌ها یافتند که این الیاف‌ها باعث افزایش عمر خستگی مخلوط پوششی می‌شوند. سازمان حمل‌ونقل Ohio در سال 1998 نیز مطالعات وسیعی را در مورد افزودن الیاف پلی‌پروپیلن به مخلوط آسفالت انجام داده است. مطالعات انجام‌گرفته توسط (Cleven 2000) ، نشان داد که الیاف (پلی‌پروپیلن، پلی‌استر، آزبست و سلولز) باعث افزایش سفتی بایندر آسفالت و درنتیجه سخت‌تر شدن مخلوط با کاهش زهکشی به پایین بایندر و افزایش عمر خستگی می‌شوند. مخلوط‌های حاوی الیاف کاهش اندک در فضای خالی و افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی را نشان داده‌اند. استحکام کششی و خصوصیات مربوطه مخلوط حاوی الیاف (مخصوصاً حاوی پلی‌پروپیلن) بهبودیافته ولی این امر در مورد تمامی الیاف‌ها صدق نمی‌کند.

Tapkin در سال 2008 متوجه شد که افزودن الیاف پلی‌پروپیلن به آسفالت بتنی با استفاده از روش خشک باعث تغییر در رفتار مخلوط، افزایش مقادیر پایداری مارشال، کاهش میزان سیالیت و افزایش چشمگیر عمر خستگی می‌شود. همچنین Tapkin و همکاران در سال 2010-2009 بر روی افزودن الیاف پلی‌پروپیلن به آسفالت بتنی بر پایه روش مرطوب کارکرده و نشان دادند که مطلوب‌ترین و مناسب‌ترین نوع پلی‌پروپیلن نوع M03 چند رشته‌ای با 3 میلی‌متر درازا است که مقادیر پایداری مارشال و همچنین سفتی آسفالت بتنی را به میزان 20 درصد افزایش می‌دهد.

آزمون خزش تکرار بار تحت الگوهای بار مختلف نیز نشان داد که زمان شکست نمونه آسفالت اصلاح‌شده با الیاف به مقدار 12-5 بار نسبت به نمونه مرجع افزایش‌یافته که این‌یک بهبود بسیار چشم‌گیر است. هم‌چنین در دیگر مطالعات مشخص شد که پلی‌پروپیلن‌های اصلاح‌کننده بایندر قیری خواص فیزیکی و مکانیکی مخلوط را بهبود بخشیده و باعث افزایش پایداری مقاومت در برابر تغییر شکل می‌شود. پلی‌پروپیلن‌های اصلاح‌کننده همچنین منجر به‌صرفه جویی 30 درصدی در مقدار قیر مصرفی و درنتیجه باعث صرفه‌جویی قابل‌توجه در میزان هزینه‌ها می‌شود (Ozcan 2008). مطالعات دیگری نیز درزمینه الیاف پلی‌پروپیلن اصلاح‌کننده آسفالت بتنی در دهه گذشته انجام‌گرفته که سزاوار توجه می‌باشد (Lee و همکاران 2005، Chaly 2008 وHejazi و همکاران 2008،Zhou و همکاران 2009-2008، Zhang و همکاران 2010، Othman 2010).

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

استفاده از الیاف پلی‌پروپیلن برای بهبود عمر خستگی آسفالت بتنی

5/5 - (12 امتیاز)
Share

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Share