بررسی مکانیزم خرابی رطوبتی در مخلوط های آسفالتی با استفاده از پارامترهای ترمودینامیک و طرح اختلاط

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیر کبیر

2 عمران،فنی مهندسی،دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات تهران،تهران،ایران

doi
10.22060/ceej.2018.13580.5440
چکیده

خرابی رطوبتی در مخلوط­های آسفالتی از دست دادن مقاومت و دوام ناشی از حضور آب تعریف می ­شود. عدم ارتباط مکانیزم خرابی در آزمایشگاه و شرایط میدانی، عدم اندازه­ گیری خصوصیات موثر مواد و نقش آنها، عدم ارائه راهکار اصلاحی و سایر کمبودهای روش­ های آزمایشگاهی موجود برای تعیین حساسیت رطوبتی باعث شده است که محققین در سال ­های اخیر به فکر ارائه روش­ هایی بر پایه پارامترهای موثر در رخداد خرابی باشند. بر این اساس، این پژوهش تالشی برای ارائه مدل پیش­ بینی حساسیت رطوبتی با استفاده از پارامترهای ترمودینامیک و طرح اختلاط است که بتواند عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر رطوبت را پیش­بینی و تحلیل کند. 24 ترکیب مختلف مخلوط آسفالتی با استفاده از سه نوع سنگدانه با عملکرد مختلف در برابر رطوبت، دو نوع قیر و سه نوع افزودنی در پژوهش حاضر مورد بررسی قرار گرفته­اند. مولفه­ های انرژی آزاد سطحی قیر و سنگدانه به ترتیب با استفاده از روش قطره چسبان و دستگاه جذب همگانی اندازه­گیری شده­اند. برای ارائه مدل پیش­بینی عملکرد حساسیت رطوبتی مخلوط آسفالتی از شبیه ­سازی شرایط طبق استاندارد T283 AASHTO استفاده و آزمایش مدول برجهندگی به صورت کشش غیرمستقیم در شرایط خشک و مرطوب انجام شده است. نتایج این پژوهش نشان می ­دهد که استفاده از افزودنی­ های ضدعریان شدگی به طور کلی می ­تواند عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر رطوبت را بهبود دهد اما نوع و درصد این افزودنی ­ها باید با توجه به نوع سنگدانه، نوع قیر و ویژگی­های طرح اختالط مخلوط آسفالتی تعیین شوند. بر اساس مدل ارائه ­شده می­ توان گفت پارامترهای انرژی آزاد پیوستگی، انرژی آزاد چسبندگی قیر-سنگدانه در شرایط خشک، قابلیت پوشش ­دهی سنگدانه توسط قیر، مساحت سطح ویژه سنگدانه ­ها و ضخامت ظاهری غشای قیر روی سطح سنگدانه به صورت مستقیم و انرژی آزادشده سیستم در هنگام رخداد عریان­شدگی، درصد اشباع و نفوذپذیری مخلوط آسفالتی به صورت معکوس بر مقاومت مخلوط آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی تاثیر قابل توجه دارند.