مروری بر قیر طبیعی و تأثیر آن بر روی خصوصیات قیر و مخلوط آسفالتی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی بابل، بابل، مازندران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی بابل، بابل، مازندران، ایران

چکیده

در این پژوهش با مرور بر تحقیقات انجامشده، خصوصیات اصلاحشده قیر و مخلوط آسفالتی با افزودنی گیلسونایت موردبررسی
قرار میگیرد. گیلسونایت یک ماده هیدروکربنی حاصل از قیر نفتی بوده که در مناطق نفتخیز ایران بهوفور دیده میشود و این
ماده با توجه به قیمت کمتر و اصلاح و بهبود خصوصیات مخلوط آسفالتی میتواند هزینههای پروژههای راهسازی را کاهش دهد.
تحقیقات انجامشده نشان میدهد افزودن گیلسونایت به مخلوط آسفالتی باعث افزایش مقاومت خستگی و مدول سفتی مخلوط
آسفالتی اصلاحشده میگردد و با توجه به افزایش مدول میتوان نتیجه گرفت که روسازی دارای سختی بیشتری بوده و عمر
خستگی بالاتری دارد. همچنین نتایج حاکی از آن است که این ماده باعث افزایش ویسکوزیته و کاهش درجه نفوذ میشود و با
توجه به قیمت کمتر آن نسبت به سایر افزودنیها از جمله افزودنیهای پلیمری و صنعتی، میتواند یک جایگزین مناسب برای
بهبود شیار شدگی در درجه حرارت بالا در روسازی آسفالتی باشد. بررسیها نشان میدهد این ماده افزودنی باعث افزایش
استحکام و مقاومت کششی غیرمستقیم مخلوط آسفالتی شده و با افزایش نسبت ،TSRمقاومت رطوبتی مخلوط آسفالتی را بهبود
داده و از عریان شدگی مخلوط آسفالتی جلوگیری میکند و میتواند بهعنوان یک ماده ضد عریان شدگی در مصالح سیلیسی
بکار گرفته شود. همچنین با توجه به قابلیت تحمل نیروهای برشی بالا میتواند در تقاطع چهارراه، ایستگاههای اتوبوس بخصوص
در مسیر اتوبوسهای تندرو، اطراف میدانها و همچنین روسازی فرودگاهها استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


 

-افشاری، غ.، امامی، ح. و قلی پور، م.، (1385)، "قیرهای اصلاح‌شده توسط گیلسونایت، فورفورال اکسترکت و پلیمرها­"مجله علوم و فنّاوری.

 

-حسینخانی، الف.، (1394)، "کانی­سازی گیلسونایت
(قیر طبیعی): معرفی، زمین‌شناسی، نحوه و مکان زایش آن در ایران ".

 

-مهندسین مشاور معدن آرا، (1375)، "گزارش پی‌جویی ناحیه‌ای قیر در حوالی شهرستان قصر شیرین و گیلان غرب­".

 

-فرهادی، م.، (1378)، "گزارش پی‌جویی قیر طبیعی در منطقه کوهدشت لرستان، سازمان صنعت و معدن استان لرستان­­".

-Aflaki, S., & Tabatabaee, N. (2009), "Proposals for modification of Iranian bitumen to meet the climatic requirements of Iran". Construction and Building Materials, 23(6), pp. 2141-2150.

-Akbari Nasrekani, A., Naderi, K., Nakhaei, M., & Mahmoodinia, N. (2016). "High-temperature performance of gilsonite-modified asphalt binder and asphalt concrete". Petroleum Science and Technology, 34(21), pp. 1783-1789.

-Akbari Nasrekani, A., Nakhaei, M., Naderi, K., Fini, E., & Aflaki, S. (2017), "Improving Moisture Sensitivity of Asphalt Concrete Using Natural Bitumen (Gilsonite)" (No. 17-05663).

-Al-Qadi, I. L., & Fini, E. H. (2010), "Development of a crack sealant adhesion test (CSADT) specification for hot-poured bituminous sealants". Journal of Testing and Evaluation, 39(2), pp. 1-7.

-Ameri, M., Mansourian, A., & Sheikhmotevali, A. H. (2012), "Investigating effects of ethylene vinyl acetate and gilsonite modifiers upon performance of base bitumen using Super pave tests methodology". Construction and Building Materials, 36, pp. 1001-1007.

-Ameri, M., Mansourian, A., & Ziari, H. (2011), "Experimental investigation of the effect of Gilsonite on performance of hot-mix asphalt". Transportation Research, 1(1), pp. 1-2.

-Ameri, M., Mansourian, A., Ashani, S. S., & Yadollahi, G. (2011), "Technical study on the Iranian Gilsonite as an additive for modification of asphalt binders used in pavement construction". Construction and Building Materials, 25(3), pp. 1379-1387.

-Anderson, D., Maurer, D., Ramirez, T., Christensen, D., Marasteanu, M., & Mehta, Y. (1999), "Field performance of modified asphalt binders evaluated with super pave test methods": I-80 test project. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1661), pp. 60-68.

-Arthur LC (1963). "Oil and Gas Possibilities of Utah, Re-evaluated" .Utah Geological and Mineralogical Survey, USA.

-Babagoli, R., Hasaninia, M., & Mohammad Namazi, N. (2015), "Laboratory evaluation of the effect of gilsonite on the performance of stone matrix asphalt mixtures". Road Materials and Pavement Design, 16(4), pp. 889-906.

-Bardesi A., Brule B. et al., (1999) "Use of modified bituminous binders, special bitumen’s and bitumen’s with additives in road pavements". In: World Road Association (PIARC),
pp. 118-120.

-Carbognani, L. (1992). "-Molecular structure of asphaltene proposed for 510c residue of Venezuelan crude." INTEVEP SA tech. report.

-Covington RE (1964), "A brief history of early “mineral exploitation in the Uinta Basin in Geology and mineral resources of the Uinta Basin", Utah’s hydrocarbon storehouse, Eighth Annual Field Conference: Intermountain Association of Petroleum Geologists, Utah, Sabatka EF (editor) Utah Geological Association, Utah.

-Crawford, A. L. (1963), "Oil and gas possibilities of Utah, re-evaluated": Utah Geological and Mineralogical Survey. Bulletin, pp.54, 564.

-Giavarini, C., De Filippis, P., Santarelli, M. L., & Scarsella, M. (1996), "Production of stable polypropylene-modified bitumen’s." Fuel, 75(6), pp. 681-686.

-Hajikarimi, P., Aflaki, S., & Hoseini, A. S. (2013), “Implementing fractional viscoelastic model to evaluate low temperature characteristics of crumb rubber and gilsonite modified asphalt binders". Construction and Building Materials, 49, pp. 682-687.

-Harmelink, D. (1992), "Gilsonite, an asphalt modifier". Colorado Department of Transportation Technical Report No. CDOT-DTD-R-92-3. pp. 1-38.

-Hill, B., Oldham, D., Behnia, B., Fini, E. H., Buttlar, W. G., & Reis, H. (2016), "Evaluation of low temperature viscoelastic properties and fracture behavior of bio-asphalt mixtures". International Journal of Pavement Engineering, pp. 1-8.

-Huang, B., Li, G., & Shu, X. (2006), "Investigation into three-layered HMA mixtures". Composites Part B: Engineering, 37(7), pp. 679-690.

-Jahanian, H. R., Shafabakhsh, G., & Divandari, H. (2017), "Performance evaluation of Hot Mix Asphalt (HMA) containing bitumen modified with Gilsonite". Construction and Building Materials, 131, pp. 156-164.

-Kalantar, Z. N., Karim, M. R., & Mahrez, A. (2012), "A review of using waste and virgin polymer in pavement." Construction and Building Materials, 33, pp. 55-62.

-Keighin, C. W., & Hibpshman, M. H. (1975), "Preliminary mineral resource study of the Uintah and Ouray reservation.", Utah.

-Kök, B. V., Yilmaz, M., & Guler, M. (2011), "Evaluation of high temperature performance of SBS+ Gilsonite modified binder". Fuel, 90(10), pp. 3093-3099.

-Kök, B. V., Yilmaz, M., Turgut, P., & Kuloğlu, N. (2012),­ "Evaluation of the mechanical properties of natural asphalt-modified hot mixture". International Journal of Materials Research, 103(4), pp. 506-512.

-Levorsen, A.I., (2001), "Geology of petroleum", 2th.CBS Publisher.

-Liu, J., & Li, P. (2008), "Experimental study on gilsonite-modified asphalt." In Airfield and Highway Pavements: Efficient Pavements Supporting Transportation's Future,
pp. 222-228.

-Lu, X., & Isacsson, U. (1997), "Rheological characterization of styrene-butadiene-styrene copolymer modified bitumens". Construction and Building Materials, 11(1), pp. 23-32.

-Mirhabibi, A.R., Mehrabi, B., Beigy, A.N., Haghighi, M. and Norooz, H.) 1994(, "Characterization of some new iranian bitumen". Tectonophysics, 229, pp. 211-283.

-Mogawer, W. S., Fini, E. H., Austerman, A. J., Booshehrian, A., & Zada, B. (2012), "Performance characteristics of high RAP
bio-modified asphalt mixtures". In Transportation Research Board 91st Annual Meeting (No. 12-2411).

-Nciri, N., Song, S., Kim, N., & Cho, N. (2014), "Chemical characterization of gilsonite bitumen." J Pet Environ Biotechnol, 5(193), 2.

-Pruitt, R. G. (1961), "The mineral resources of Uintah County." Utah Geological and Mineralogical Survey.

-Quintana, H. A. R., Noguera, J. A. H., & Bonells, C. F. U. (2015), "Behavior of gilsonite-modified hot mix asphalt by wet and dry processes" Journal of Materials in Civil Engineering, 28(2), 04015114.

-Sharp, B., Berg, K., Fazio, M., & Stewart, R. (2010), "Glisonite as an Anti-Stripping Agent in Hot Mix Asphalt" (No. UT-10.10).

-Suo, Z., & Wong, W. G. (2009), "Analysis of fatigue cracks growth behavior in asphalt concrete material in wearing course". Construction and Building Materials, 23(1), pp. 462-468.

-Yaya, A. S., Oldham, D., Hosseinnezhad, S., Aflaki, S., & Fini, E. H. (2016), "Physiochemical and Rheological Characterization of Biomodified Gilsonite". In Transportation Research Board 95th Annual Meeting (No. 16-5863).

-Yilmaz, M., & Çeloğlu, M. E. (2013), "Effects of SBS and different natural asphalts on the properties of bituminous binders and mixtures". Construction and Building Materials, 44, pp. 533-540.

-Yilmaz, M., & Erdoğan Yamaç, Ö. (2017), "Evaluation of Gilsonite and Styrene-Butadiene-Styrene Composite Usage in Bitumen Modification on the Mechanical Properties of Hot Mix Asphalts". Journal of Materials in Civil Engineering, 29(9), 04017089.

-Yilmaz, M., & Yalcin, E. (2016), "The effects of using different bitumen modifiers and hydrated lime together on the properties of hot mix asphalts". Road Materials and Pavement Design, 17(2), pp. 499-511.

-Yilmaz, M., Kök, B. V., & Kuloğlu, N. (2012), "Investigating the resistance of asphaltite containing hot mix asphalts against fatigue and permanent deformation by cyclic tests". Canadian Journal of Civil Engineering, 40(1), pp. 27-34.

-Yılmaz, M., Kök, B. V., & Kuloğlu, N. (2012), "Investigation of mechanical properties of short-and long-term aged asphalted modified asphalt mixtures". Journal of Materials in Civil Engineering, 25(5),
pp. 563-572.

-Zhong, K., Cao, D. W., & Liu, Q. Q. (2008), "Research on the Rheological Characteristics of Gilsonite Modified Bitumen". Journal of Highway and Transportation Research and Development (English Edition), 3(1),
pp. 20-24.

-Ziegler Chemical & Mineral Corp. (2014), "Gilsonite is safe to use." Retrieved from 24 http://www.zieglerchemical.com/health.htm. Accessed June 12, 2015.