The Use of Taguchi Method for Analyzing the Laboratory Performance of Recycled Asphalt Mixtures
Document Type : Original Article
Authors
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 M.Sc., Grad., Department of Civil Engineering, Ahar Branch, Islamic Azad University, Ahar, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Engineering Sciences, Faculty of Advanced Technologies, University of Mohaghegh Ardabili, Namin, Iran.
10.22034/road.2021.276333.1941
Abstract
The recent increase in bitumen prices and environmental considerations has expanded the use of recycled asphalt mixtures. These mixtures are prepared with different percentages of recycled and new materials including bitumen and aggregate. Sometimes it is necessary to examine the effect of different laboratory parameters quickly and with a smaller number of samples. In this paper, the Taguchi method with 3 effective factors including the percentage of recycled materials (in three levels of 0, 25 and 50%), type of recycled materials (in two levels of two different sources) and the percentage of bitumen (in 3 levels of 4, 5 and 6%) was used to design experiments for rapid analysis of laboratory samples. The strength and volumetric characteristics of asphalt mixtures were determined and analyzed using Minitab software in L18 orthogonal array. The effect of each of the input parameters on the obtained results was determined by signal-to-noise ratio and analysis of variance. The results showed that the percentage of recycled materials significantly affects the strength and volumetric behavior of recycled mixtures. Contrary to expectations, the effect of the source of recycled materials is less than other input parameters.
Keywords
- علی‌اکبری‌بیدختی. م.، (۱۳۹۲)، "استفاده ازمصالح بازیافتی آسفالت RAP درلایه اساس روسازی"، اولین کنفرانس ملی زیر ساخت‌های حمل‌و‌نقل تهران، پژوهشکده حمل‌و‌نقل، دانشگاه علم و صنعت ایران.
- بابالو. ح. و اجلالی، (2006)، "یافتن طرح اختلاط بهینه بتن‌های سبکدانه سازه‌ای با استفاده از روش تاگوچی"، آنالیز سازه-زلزله، سال 3، شماره 3 ، ص. 18-24.
- حسینی. س. و شریعتی، م.، (2015)، "تحلیل آماری تاگوچی در طراحی آزمایشهای تجربی پوسته‌های کامپوزیتی به منظور جذب انرژی"، مهندسی مکانیک مدرس، سال 15، شماره 7، ص. 345-352.
- خیاطی جانقربان. ک. و مرتضایی. م.، (2012)، "بهینه‌سازی شرایط عملیاتی لیچینگ باطری‌های دور ریز نیکل-کادمیم با روش تاگوچی"، نشریه علوم و مهندسی جداسازی، سال 3، شماره 2، ص. 67-74.
- رحمانی، ح.، یزدانی، م.، یزدانی، م. و نیکودل، م.، (2017)، "کاربرد روش تاگوچی در بهینه‌سازی طرح اختلاط بتن سبک نیمه‌سازه‌بی ساخته‌شده با سبکدانه‌های پومیس"، مهندسی عمران، 322 (41)، ص. 101-108.
- رستم‌آبادی. م.، صالحی نیشابوری، س. و زراتی. ا.، (2013)، "بهینه‌سازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی وGRA "، مهندسی عمران مدرس، سال 13، شماره 2 ، ص. 79-93.
- سازمان مدیریت و برنامهریزی کشور.، (1385) "مشخصات فنی اجرایی بازیافت گرم آسفالت" معاونت امور فنی دفتر امور فنی تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله (نشریه شماره 341).
- شفابخش. غ. و رضائیان. م.، (1389)، " بررسی تأثیر درصد و نوع افزودنیها بر پارامترهای مقاومتی مخلوطهای بازیافت سرد با کف قیر"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال هفتم، شماره اول، ص. 53.
- عامری. م. و تقینژاد عمران. ع.، (1386)، "بررسی آزمایشگاهی تأثیر تراشههای خرده آسفالت بر روی خصوصیات قیر و مخلوطهای آسفالتی گرم "، پژوهشنامه حمل و نقل، سال پنجم، شماره دوم، ص. 157.
- بابایی. س.، منجزی. ز. و سعادت‌تقرودی. م.، (1394)، "بهینه‌سازی استحکام خمشی رزین اپوکسی با استفاده از روش طراحی آماری تاگوچی"، نشریه علمی پژوهشی مواد پرانرژی، سال ۱۰، شماره 4، ص. ۱۱-۱۸.
- نیازی. ی. و جلیلی قاضیزاده م.، (1387)، "تأثیر سیمان و آهک بر تغییر شکل دایمی مخلوطهای آسفالت بازیافتی به روش سرد با قیر امولسیون"، پژوهشنامه حمل ونقل، سال 5، شماره 4.
- نجار. ش. و میراشرف. ع.، (1395)،" ارزیابی مقاومتی آسفالت بازیافتی با استفاده از مخلوط سیمان آهک ماسه و فیلر"، دومین کنفرانس بینالمللی یافتههای نوین پژوهشی در مهندسی عمران معماری و مدیریت شهری".
- Hamzah, M. O., Gungat, L., & Golchin, B., (2017), “Estimation of optimum binder content of recycled asphalt incorporating a wax warm additive using response surface method”, International Journal of Pavement Engineering, 18(8), pp.682-692.
- Karmakar, B., Dhawane, S. H., & Halder, G., (2018), “Optimization of biodiesel production from castor oil by Taguchi design, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), pp.2684-2695.
- Mansourian, A., Ghanizadeh, A. R., & Golchin, B., (2018), “Modeling of Resilient Modulus of Asphalt Concrete Containing Reclaimed Asphalt Pavement Using Feed-Forward and Generalized Regression Neural Networks”, Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 6(1), pp.132-147.
-Mehta, A., Siddique, R., Singh, B. P., Aggoun, S., Łagód, G., & Barnat-Hunek, D., (2017), “Influence of various parameters on strength and absorption properties of fly ash based geopolymer concrete designed by Taguchi method”, Construction and Building Materials, 150, pp.817-824.
-Prusty, J. K., & Pradhan, B., (2020), “Multi-response optimization using Taguchi-Grey relational analysis for composition of fly ash-ground granulated blast furnace slag based geopolymer concrete”, Construction and Building Materials, 241, pp.118049.
-Sun, B. Y., Xiao, J. B., Li, Z. B., Ma, B., Zhang, L. T., Huang, Y. L., & Bai, L. F., (2018), “An analysis of soil detachment capacity under freeze-thaw conditions using the Taguchi method, Catena, 162,
pp.100-107.
pp.100-107.
- Raju, R., Sivalingam, V., Sun, J., Natarajan, M., & Zhao, Y., (2019), “Experimental and Taguchi-based grey approach of laser metal deposition technique on nickel-based superalloy”, Transactions of the Indian Institute of Metals, 72(1), pp.205-214.
-Slebi-Acevedo, C. J., Pascual-Muñoz, P., Lastra-González, P., & Castro-Fresno, D., (2019), “Multi-Response Optimization of Porous Asphalt Mixtures Reinforced with Aramid and Polyolefin Fibers Employing the CRITIC-TOPSIS Based on Taguchi Methodology”, Materials, 12(22),
pp.3789-3813.
pp.3789-3813.