بررسی تاثیر ویژگی های ساختاری سنگدانه ها و اجزای انرژی آزاد سطحی قیر-سنگدانه بر روی حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی اصلاح شده با مواد ضد عریان شدگی

رطوبت باعث آسیب رساندن به خواص قیر و چسبندگی قیرسنگدانه در مخلوط های آسفالتی می‌شود. مطالعات بسیاری نشان می‌دهد که استفاده از افزودنی‌های ضد عریان‌شدگی می‌تواند به عنوان یکی از روش‌های موثر در بالا بردن مقاومت مخلوط‌های آسفالتی در مقابل خرابی رطوبتی مورد استفاده قرار گیرد. بر این اساس در این پژوهش، به بررسی مکانیسم تاثیر مواد ضد عریان‌شدگی نانو و مایع بر اساس روش‌های مکانیکی و ترمودینامیکی پرداخته شده است. 24 ترکیب مختلف مخلوط آسفالتی با استفاده از سه نوع سنگدانه، دو نوع قیر پایه و سه نوع افزودنی ضد عریان‌شدگی مورد بررسی قرارگرفته است. مولفه‌های انرژی آزاد سطحی قیر و سنگدانه با روش قطره چسبیده و دستگاه جذب جهانی و نسبت عمر خستگی مخلوط‌های آسفالتی از طریق آزمایش کشش غیرمستقیم اندازه‌گیری شده است. همچنین ویژگی های ساختاری سنگدانه ها با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی )sem )مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از افزودنی‌های نانو مواد باعث افزایش خاصیت آبگریزی و کاهش خاصیت آب‌دوستی در سنگدانه ها می‌شود. همچنین، استفاده از این نوع افزودنی‌ها باعث می‌شود که نسبت عمر خستگی و مقاومت کششی در مخلوط‌های آسفالتی افزایش یابد. مقادیر افزایش نسبت عمر خستگی بین 2 تا 9 درصد بوده است. مقدار افزایش عمر خستگی در شرایط مرطوب بین 10 تا 22 درصد بوده است. به علاوه، افزودنی‌های نانو مواد بر روی اجزای انرژی آزاد سطحی قیر، اجزای انرژی آزاد سطحی سنگدانه، انرژی چسبندگی قیرسنگدانه و انرژی پیوستگی در مخلوط‌های آسفالتی تاثیر مثبت می‌گذارد و باعث بهبود عملکرد این مولفه‌ها در مقابل خرابی رطوبتی می‌گردد.

Investigating the Effect of Characteristics of Aggregates and SFE components of Asphalt Binder-Aggregate on the Moisture Sensitivity of Asphalt Mixtures Modified with Anti-Stripping Agents

One of the most common failures that occur during the life of asphalt pavements is moisture damage. The penetration of water between asphalt binder and aggregate causes the gradual separation of asphalt binder from aggregates and the weakening of the bonding force between asphalt binder and aggregates. With the expansion of this type of failure, the durability and asphalt mix resistance decreases. Moisture damage is defined as loss of strength and durability in asphalt mixtures. Many studies have been done on the use of antistripping additives to improve the quality of asphalt mixtures against the moisture damage in asphalt mixtures using surface free energy and mechanical test. One of the ways to improve the performance of asphalt mixes against moisture damage is the use of antistripping materials, which are usually used with hydrated lime or liquid antistripping agents. The use of these materials with a number of technical problems. In this research, it has been tried to investigate the effect of nanomaterials and liquid antistripping materials on the basis of mechanical and thermodynamic methods. 24 different types of asphalt mixtures have been investigated using three types of aggregates, two types of base asphalt binder and three types of additives. Asphalt binder and aggregate surface free energy components are measured by Sessile drop method and Universal sorption device and the ratio of fatigue life of asphalt mixtures through indirect tensile strength test. The results of this study indicate that the use of nanomaterials and liquid antistripping improves strength of asphalt mixtures against the moisture. Also, using these additives will increase the fatigue life and tensile strength of the asphalt mixture. Increasing in the fatigue life ratio was between 29%. The increase in fatigue life in wet conditions has been between 1022%. Additionally, nanomaterial additives have a positive effect on the surface free energy components of asphalt binder, the surface free energy of aggregates, the free energy of adhesion between asphalt binderaggregate, the debonding energy of asphalt binder and aggregates, and the cohesion free energy of asphalt binders, and improve the performance of these structures against moisture damage.