پیش‌بینی مشخصات رئولوژیکی قیر و ماستیک آسفالتی حاوی پودر لاستیک با استفاده از مدل میکرومکانیکی خودسازگار تعمیم‌یافته

از دهه 1990 مدل‌های میکرومکانیکی برای پیش‌بینی خواص ماستیک‌های آسفالتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با این حال، بسیاری از این مدل‌ها در پیش‌بینی خواص ماستیک آسفالتی رضایت‌بخش نیستند، زیرا اندرکنش فیزیکی و شیمیایی بین قیر و فیلر و همچنین اندرکنش ذرات فیلر را در نظر نمی‌گیرند. در این مقاله، مدل میکرومکانیکی خودسازگار تعمیم یافته (gscs) برای پیش‌بینی مدول برشی مختلط (g*) قیر اصلاح شده با پودر لاستیک و همچنین ماستیک آسفالتی مورد بررسی قرار می‌گیرد. مدل میکرومکانیکی مبتنی بر خواص مکانیکی مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها و همچنین اندرکنش ذرات است. یک قیر اصلی و دو قیر اصلاح شده با پودر لاستیک با دو درصد وزنی 10 و 15 برای ساخت ماستیک‌های آسفالتی با دو نسبت حجمی مختلف فیلر 18% و 35% انتخاب شده است. صحت پیش‌بینی با مقایسه اختلاف نسبی بین منحنی‌های مدول برشی مختلط تجربی و پیش‌بینی شده توسط مدل gscs انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل خود سازگار تعمیم یافته پیش‌بینی رضایت‌بخش در نسبت پرشدگی حجمی کم فیلر دارد، اما دقت آن‌ها به طور معناداری توسط فرکانس تحت ‌تاثیر قرار می‌گیرد. همچنین با افزایش درصد پرشدگی فیلر، خطای مدل افزایش یافته و قابلیت اطمینان خود را از دست می‌دهد. لذا لحاظ نمودن اندرکنش شیمیایی قیر و فیلر، به ویژه قیرهای اصلاح‌شده و فیلر، در مدل‌هایی که به منظور رفع این ناکارآمدی و مشکل می‌بایست توسعه داده شوند ضروری است.

prediction of rheological properties of asphalt binder and asphalt mastic containing crumb rubber using generalized self consistent micromechanical model (gscs)

since the 1990s, micromechanical models have been used to predict mastic asphalt properties. however, a significant number of these models are deemed unsatisfactory in predicting the proper ties of asphalt mastics due to their failure to account for the physical and chemical interactions between the bitumen and filler, as well as the interactions between filler particles. in this article, the generalized self consistent scheme (gscs) micro mechanical model is investigated for its efficacy in predicting the complex shear modulus of modified bitumen with crumb rubber and asphalt mastics. the micro mechanical model is founded on the mechanical properties of the constituent materials and their particle interactions. one base bitumen and two modified bitumens with crumb rubber at weight percentages of 10% and 15% were selected to produce asphalt mastics with two different filler volume ratios of 18% and 35%. the accuracy of the predictions was evaluated by comparing the relative difference between the experimental and predicted complex shear modulus curves using the gscs model. the results demonstrate that the generalized self consistent scheme model has satisfactory predictions for low filler volume ratios, but its accuracy is significantly influenced by frequency. furthermore, as the filler percentage increases, the model error increases, and its reliability is compromised. therefore, it is imperative to consider the chemical interaction between bitumen and filler, particularly modified bitumens and fillers, in developing models to address this inefficiency and problem.