مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانو اکسید روی و نانو اکسید مس بر مقاومت شیار‌شدگی و جذب آلایندگی در آسفالت متخلخل در رواناب سطحی شهری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران.

2 استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران.

3 استاد گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، سهند، ایران.

doi
10.22112/jwwse.2023.367762.1329
چکیده

استفاده از آسفالت متخلخل در طول دهه گذشته موضوع بسیاری از ابداعات و نوآوری‌ها بوده است. بارزترین خصوصیات این آسفالت، قابلیت زهکشی آن است که به‌دلیل وجود درصد بالایی از فضای خالی و تخلخل­ها و ارتباطات بین این تخلخل­ها صورت می­گیرد. لذا توجه به مسائل محیط‌زیستی نظیر کاهش آلاینده­های موجود در محیط­های متخلخل نظیر آسفالت از اهمیت زیادی برخوردار است و لذا هدف پژوهش بررسی تاثیر درصد غلظت مختلف نانوموادهایی نظیر نانو اکسید مس(CuO) و نانو اکسید روی (ZnO) بر مقاومت و جاذب آلاینده در آسفالت متخلخل بوده است. در این مطالعه روسازی آسفالتی متخلخل با دوام و با قابلیت جذب آلاینده‌ها از آب معرفی و برای آزمایش خزش دینامیکی در آزمایشگاه آسفالت ساخته شد و بررسی وضعیت آلاینده­ها در آزمایشگاه شیمی انجام شد. نتایج آزمایش خزش دینامیکی نشان‌داد که افزودن نانو اکسید CuO به مخلوط­های آسفالتی متخلخل باعث افزایش قابل‌توجه ظرفیت باربری و عدد روانی (FN) شد که برای مقاومت در برابر شیارشدگی مفید بود. مقادیر FN مخلوط‌های آسفالتی متخلخل در تمام بارها به‌طور متوسط 15 درصد افزایش­‌یافته و در کل بارها، نمونه­های آسفالتی اصلاح شده با نانو 6 درصد نانو اکسید مس دارای مقادیر FN بالاتری بود. اما در نمونه­های آسفالتی حاوی نانو اکسید ZnO تغییرات ناچیزی مشاهده شد. هم‌چنین مقایسه نتایج کیفی در خصوص نفش نانو مواد اکسید روی و مس در کاهش آلایندگی نشان‌داد که نانو اکسید روی (ZnO) در تمامی پارامترهای کیفی نقش کاهنده آلاینده را به‌عهده داشته که بیشترین کاهش در فسفات، TSS و سولفات بوده است. درنهایت در بخش آزمایش مکانیکی، نمونه آسفالتی حاوی نانو اکسید مس با غلظت 6% و در بخش محیط‌زیستی، نمونه آسفالتی حاوی نانو اکسید روی با غلظت 8% بهترین عملکرد داشتند.