مقایسه تاثیر استفاده از نانومواد معدنی بر عملکرد مخلوط‏ های آسفالت گرم و شیشه‏ ای در برابر خرابی رطوبتی

امروزه، تکنولوژی آسفالت شیشه‌ای به عنوان روشی کارآمد جهت کاهش هزینه‌های تولید آسفالت، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از تولید این نوع زباله به شمار می‌رود. یکی از مشکلات اصلی در جهت توسعه روزافزون آسفالت شیشه‌ای این است که این نوع مخلوط آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی ضعیف‌تر از سایر مخلوط‌ها است. پژوهش حاضر به ارزیابی حساسیت‌های رطوبتی مخلوط‌های آسفالت شیشه‌ای )حاوی 10 درصد شیشه جایگزین قسمت ریزدانه( و مخلوط‌های آسفالت گرم و مقایسه‌ای بین عملکرد این دو نوع مخلوط به همراه تاثیر دو نوع افزودنی نانوآهک هیدراته و نانو کربنات کلسیم در برابر خرابی رطوبتی پرداخته است. ارزیابی حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی از طریق آزمایش مکانیکی لاتمن اصلاح شده تحت استاندارد لاتمن اصلاح شده و آزمایش ترمودینامیکی صفحه ویلهلمی بر اساس روش‌های انرژی آزاد سطحی صورت گرفته است. نتایج به دست آمده از آزمایش کشش غیرمستقیم نشان می‌دهند که مقاومت مخلوط‌های آسفالت شیشه‌ای در شرایط خشک بیشتر از مخلوط‌های آسفالت گرم است. با این حال، مخلوط‌های آسفالت شیشه‌ای تحت شرایط مرطوب با افت مقاومت بیشتری نسبت به مخلوط‌های آسفالت گرم مواجه شده‌اند. نتایج به دست آمده از آزمایش ترمودینامیکی نیز نشان می‌دهند که اصلاح هر دو نوع قیر با استفاده از نانو آهک هیدراته و نانو کربنات کلسیم باعث افزایش انرژی آزاد سطحی کل و انرژی آزاد پیوستگی هر دو نوع قیر پایه شده است. این افزایش سبب بهبود مقاومت مخلوط‌های ساخته شده با این نوع قیرها در برابر خرابی‌های رطوبتی از نوع پیوستگی می‌شود که یک اثر مثبت در کاهش خرابی رطوبتی به شمار می‌رود.

Comparison of the effect of using mineral nanomaterials on the performance of HMA and glasphalt agaiants the moisture damage

Pavement response to a variety of damages is affected by the bond between bitumen and aggregate (adhesion) which is strongly affected by moisture and moisture entering from the surface or substrates of asphalt pavement causing the aggregate to stripped. The result of moisture damage is commonly called stripping because the bitumen is separated from the aggregates and the aggregates remain uncoated. Various factors affect the moisture sensitivity of asphalt mixtures, which are generally divided into two categories: The first one is of internal origin and is directly related to the properties of the asphalt mixing constituents. In contrast, the second category is of external origin and is dependent on conditions outside the asphalt mixing system. Today, glasphalt technology is considered as an efficient way to reduce asphalt production costs, reduce fuel consumption, and reduce environmental pollution caused by the production of this type of waste. Despite the advantages of glasphalt, moisture damage is a weak point for these types of mixtures. The present study evaluated the moisture sensitivities of glasphalt and HMA and compared the performance of these two types of mixtures, along with the effects of two types of additives, nano hydrated lime and nano calcium carbonate on moisture damage. The moisture sensitivity of both types of mixtures was evaluated using a modified Lotttman test and a thermodynamic test of Wilhelm plate based on surface free energy methods. The results of the indirect tensile strngth test showed that the resistance of glasphalt in dry conditions was higher than that of HMA. However, glasphalt are exposed to wet conditions with a higher resistance to HMA. The results obtained from the thermodynamic test also showed that the modification of both types of asphalt binder (AC 6070 and AC 85100) using nano hydrated lime and nano calcium carbonate increases the total surface free energy and adhesion of the bonding of both types of base asphat binders. This increase improves the strength of mixtures made with this type of asphat binders against moisture damage of cohesion type, which is a positive effect in reducing the moisture damage.