بررسی تاثیر استفاده از نانوفیلرهای معدنی بر خصوصیات عملکردی مخلوط آسفالت گرم

سیستم مدیریت روسازی در راستای کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری، نگاه ویژهای به کاهش خرابیهای روسازی و افزایش طول عمر روسازی دارد. یکی از خرابیهای زودرس در روسازیهای آسفالتی، خرابی ناشی از تاثیر رطوبت به خصوص در نواحی با نرخ بالای بارش سالانه میباشد. خرابی ناشی از رطوبت علاوه بر آنکه خود یک نوع خرابی به شمار می آید، باعث رخداد سایر خرابیهای نیز میشود. این نوع خرابی را عریان شدگی یا خرابی رطوبتی مینامند. علاوه بر خرابی رطوبتی، ترک خوردگی خستگی تحت تکرار بارگذاری در سطح روسازی ایجاد میشود. همچنین، شیارشدگی نیز تغییرشکل های ماندگار روسازی در شرایط دمای محیط میباشد. برای بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر این نوع خرابی ها روشهای گوناگونی وجود دارد که یکی از متداولترین آنها استفاده از افزودنیهای نانو است. افزودنیهای مورد استفاده به قیر، سنگدانه و یا به مخلوط قیر-سنگدانه اضافه میشوند. مشکلات استفاده اجرایی از آهک هیدراته و افزودنی های پلیمری و مایع در پروژه ها باعث شد تا در این پژوهش به بررسی تاثیر استفاده از افزودنی نانوکربنات کلسیم رسوب شده در مخلوط آسفالت گرم پرداخته شود. دو نوع سنگدانه مختلف با ساختار کانی شناسی متفاوت (سنگ آهک و گرانیت)، قیر با درجه نفوذ 60-70 ، افزودنی ذکرشده از مواد مورد استفاده در این پژوهش بوده اند. به منظور بررسی تاثیر استفاده از افزودنیها از روش AASHTO T283 در 1، 3 و 5 سیکل یخ-ذوب برای تعیین حساسیت رطوبتی نمونه های مخلوط آسفالت گرم استفاده شده است. همچنین، برای اطمینان از اینکه این ماده بر روی سایر خواص مخلوط آسفالتی تاثیر منفی نگذارد، سایر آزمایشهای عملکردی مخلوطهای آسفالتی ساخته شده با این افزودنی شامل خستگی و شیارشدگی انجام شده است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که استفاده از افزودنی نانوکربنات کلسیم باعث کاهش پتانسیل خرابی رطوبتی مخلوطهای آسفالتی در برابر رطوبت شده است. تاثیر مثبت این افزودنی در تعداد سیکلهای یخ-ذوب بالاتر آشکارتر بوده است. همچنین، نتایج آزمایشهای عملکردی نیز نشان میدهد که افزودنیهای ضد عریانشدگی باعث کاهش در مقدار شیارشدگی مخلوطهای آسفالتی شده است. همچنین، تعداد سیکلهای بارگذاری تا گسیختگی نیز در نمونه های اصلاح شده بهبود یافته است که نشان دهنده مقاومت بیشتر مخلوطهای آسفالتی در برابر ترک خوردگی خستگی است.

کلیدواژه ها:

مخلوط های آسفالتی ، خرابی رطوبتی ، ترک خوردگی خستگی ، شیارشدگی ، نانوکربنات کلسیم رسوب شده