ارزیابی آزمایشگاهی استفاده از ضایعات پلاستیکی خانگی بر عملکرد قیر و مخلوط آسفالتی

نویسنده

گروه ارزیابی و آمایش سرزمین، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

پلیمرهای تجاری برای اصلاح روسازی‌ها از چند دهه قبل استفاده می‌شوند؛ با این حال، یکی از نقاط ضعف اصلی این پلیمرها هزینه بالای آنهاست. پلیمرهای پلاستیکی ضایعاتی می‌توانند به عنوان افزودنی پایدار و با کارایی اقتصادی برای بهبود خواص آسفالت استفاده شوند و مزایای زیست محیطی و اقتصادی ترکیبی را به دست آورد. این مطالعه با هدف بررسی و ارزیابی اثر استفاده از ضایعات پلاستیک خانگی ، پلی‌اتیلن ترفتالات ۱(PET)، در اصلاح قیر انجام شده است. ارزیابی چندین درصد قیر اصلاح شده با PET در دو مرحله، بطور مجزا در محیط آزمایشگاهی انجام شده است: ماده افزودنی قیر اصلاح شده و مخلوط آسفالت اصلاح شده. برای بررسی خواص عملکردی و رفتار ویسکوالاستیک قیر اصلاح شده با پلاستیک، از دستگاه۲ DSR و آزمون RTFOT۳ استفاده شده است. برای ارزیابی خواص عملکردی مخلوط آسفالت اصلاح شده با پلاستیک، آزمون مقاومت مارشال، روانی مارشال، نسبت مقاومت مارشال و آزمون شیارشدگی انجام شده است. نتایج نشان داد که ۶-۸ درصد پلاستیک اصلاح شده، به عنوان مقدار بهینه برای بهبود سفتی و الاستیسیته قیر مناسب است. علاوه بر این، مخلوط آسفالت اصلاح شده با ۸ درصد پلاستیک، بهبود بیشتری در مقاومت در برابر خمش نشان داد و با افزایش مقاومت مارشال، افزایش نسبت مقاومت مارشال و کاهش عمق شیار، تاثیر بیشتری داشت.

کلیدواژه‌ها


Ahmad, L.A. Improvement of Marshall properties of the asphalt concrete mixtures using the polyethylene as additive. Eng. Technol. 2007, 25, 383–394.
Al-Hadidy, A.; Yi-Qui, T. Effect of polyethylene on life of flexible pavements. Constr. Build. Mater. 2009, 23, 1456–1464.
Al-Hadidy, A.; Yi-Qiu, T. Mechanistic approach for polypropylene-modified flexible pavements. Mater. Des. 2009, 30, 1133–1140.
Ameri, M.; Nasri, D. Perfromance properties of devulcanized waste PET modified asphalt mixtures. Pet. Sci. Technol. 2017, 35, 99–104. [CrossRef]
Casey, D.; McNally, C.; Gibney, A.; Gilchrist, M.D. Development of a recycled polymer modified binder for use in stone mastic asphalt. Resour. Conserv. Recycl. 2008, 52, 1167–1174. [CrossRef]
Chegenizadeh, A.; Keramatikerman, M.; Panizza, S.; Nikraz, H. Effect of powder recycled tire on sulfate resistance of cemented clay. J. Mater. Civ. Eng. 2017, 29, 04017160. [CrossRef]
Chegenizadeh, A.; Keramatikerman, M.; Santa, G.D.; Nikraz, H. Influence of recycled tyre amendment on the mechanical behavior of soil-bentonite cut-off walls. J. Clean. Prod. 2018, 177, 507–515. [CrossRef]
Costa, L.M.; Silva, H.M.; Peralta, J.; Oliveira, J.R. Using waste polymers as a reliable alternative for asphalt binder modification- Performance and morphological assessment. Constr. Build. Mater. 2019, 198, 237–244. [CrossRef]
Esfandabad, A.S.; Motevalizadeh, S.M.; Sedghi, R.; Ayar, P.; Asgharzadeh, S.M. Fracture and mechanical properties of asphalt mixtures containing granular polyethylene terephthalate (PET). Constr. Build. Mater. 2020, 259, 120410. [CrossRef]
Ghabchi, R.; Dharmarathna, C.P.; Mihandoust, M. Feasibility of using micronized recycled Polyethylene Terephthalate (PET) as an asphalt binder additive: A laboratory study. Constr. Build. Mater. 2021, 292, 123377. [CrossRef]
Hamedi, G.H.; Hadizadeh Pirbasti, M.; Ranjbar Pirbasti, Z. Investigating the effect of using waste ultra-high-molecular-weight polyethylene on the fatigue life of asphalt mixture. Period. Polytech. Civ. Eng. 2020, 64, 1170–1180.
Hınıslıog ̆lu,S.;Ag ̆ar,E.Useofwastehighdensitypolyethyleneasbitumenmodifierinasphaltconcretemix.Mater.Lett.2004,58, 267–271. [CrossRef]
Li, R.; Leng, Z.; Yang, J.; Lu, G.; Huang, M.; Lan, J.; Zhang, H.; Bai, Y.; Dong, Z. Innovative application of waste polyethylene terephthalate (PET) derived additive as an antistripping agent for asphalt mixture: Experimental investigation and molecular dynamics simulation. Fuel 2021, 300, 121015. [CrossRef]
Piromanski, B.; Chegenizadeh, A.; Mashaan, N.; Nikraz, H. Study on HDPE effect on rutting resistance of binder. Buildings 2020, 10, 156. [CrossRef]
Sara, F.; Silva, H.M.; Oliveira, J.R. Mechanical, surface and environmental evaluation of stone mastic asphalt mixtures with advanced asphalt binders using waste materials. Road Mater. Pavement Des. 2017, 20, 316–333.
Saini, S. Forget Asphalt: A European City Is Building a Road Made Entirely out of Recycled Plastic; Business Insider: Amsterdam, The Netherlands, 2015. Available online: https://sg.finance.yahoo.com/news/forget-asphalt-european-city-building-163000280. html (accessed on 20 October 2020).
White, G. A Synthesis on the Effects of Two Commercial Recycled Plastics on the Properties of Bitumen and Asphalt. Sustainability 2020, 12, 8594. [CrossRef]