Investigating the Relationship between the Optimal Bitumen Amount of Warm Asphalt Mixture and the Technical Characteristics of Stone Materials (Case Study)

Document Type : Original Article

Authors
Shahin Shabani 1
Jalal Ayoubinejad 1
Peyman Rashdian 2
Sajjad Kaffashzadeh 2
1 Department of Civil Engineering‌, Payam Noor University (PNU), Tehran, Iran.
2 Ph.D., Student, Department of Civil Engineering, Payam Noor University (PNU), Tehran, Iran.
10.22034/road.2025.492790.2346
Abstract
One of the important parameters in the asphalt mixture from the economic and technical point of view is the amount of bitumen consumption. On the other hand, the performance of asphalt concrete as one of the road pavement layers is strongly influenced by the quality of aggregates. Stone materials are one of the most important components of asphalt and concrete pavements, which include about 75 to 85% of the volume of hot asphalt. Physical, chemical and mechanical properties of these materials play an important role in pavement performance. In this article, the effect of ductility percentage, true specific weight of stone material mixture and sand value on the optimal bitumen content of hot binder asphalt mixture (0-19) mm from 8 selected mines in 8 different projects in Kerman Province. By comparing the results and analysis of stone materials tests, the optimal amount of bitumen in the asphalt mixture of each project it turned out.
The relationship between the changes in the actual specific gravity of the mixture of stone materials and sand with changes in the amount of optimal bitumen has a reverse ratio, and the relationship between the changes in the ductility percentage of stone materials and the changes in the amount of optimal bitumen has a direct relationship. So it was observed that with a change of 0.01 g/cm3 in the specific weight of the stone material mixture, 3% in the equivalent of value sand and 2.49% in the ductility stone materials, 0.1% change in the amount of optimal bitumen is created. Therefore, using the results of this research, it can be concluded that in order to reduce the amount of bitumen consumed in hot asphalt mix, high density stone materials and low ductility percentage and higher sand value can be used.
Keywords
Sand Value
Ductility Percentage
Optimal Bitumen
Warm Asphalt Mix
 - اسلامی شهر بابکی، پوریا­، خبیری، محمد مهدی و خانی سانیج، حامد (1397). آنالیز حساسیت و ارایه مدل ریاضی برای تعیین درصد قیر بهینه در آسفالت با استخوان بندی سنگ دانه­ای. فصلنامه علمی جاده، شماره 93، 12-1.
- امینی، فریناز، خبیری، محمدمهدی و نژاد کرکی­، فرهاد (1400). کاهش آلودگی صوتی و تامین ایمنی رانندگان وسایل نقلیه با اصلاح شکل ودانه بندی مصالح سنگی رویه جاده. فصلنامه علمی جاده، شماره 108 ،74-63.
- چیت سازان­، آذین (1402). ارزیابی آزمایشگاهی جایگزینی مصالح سنگی معمولی با مصالح خرده شیشه با رویکرد مقابله با آلودگی زیست محیطی. پژوهشنامه حمل ونقل، شماره 76، 499-489.
-رشیدیان، پیمان، کی منش، محمودرضا، ایوبی­­نژاد­­، جلال (1402). مقایسه درصد فضای خالی نمونه­های مارشال با مغزه­های گرفته شده ازلایه آسفالتی اجرا شده. پژوهشنامه حمل ونقل، شماره 75­، 210-195.
 -شمشیری، سیامک، سمیه، حسینی و عبدی، علی (1393). بررسی تاثیر نوع دانه­بندی بر نتایج آزمایش مارشال مخلوط­های بتن آسفالتی گرم. ششمین همایش ملی قیر و آسفالت ایران.
- طباطبایی، امیر محمد (1396)­. روسازی راه. مرکز نشر دانشگاهی.
- غنی­زاده، علیرضا­، حیدر­آبادی زاده­، نسرین و ضیایی، آرش (1400). مدل سازی عددجریان مخلوط­های آسفالتی با استفاده از روش رگرسیون چند جمله­ای تکاملی. پژوهشنامه حمل ونقل­. شماره 68، 28-16.
- گلچین، بابک­،علیان، محمد و مشک آبادی، رامین (1402). بررسی  اثر الیاف پارافیبر برمشخصات فنی مخلوط­های آسفالت بازیافتی گرم کارخانه­ای و اتنخاب یک ترکیب مناسب. پژوهشنامه حمل ونقل­. شماره 76، 102-85.
-معماریان، علی (1394). اثر مصالح سنگی استان تهران در قیر بهینه. هفتمین  همایش ملی قیر و آسفالت ایران.
- معاونت‌برنامه ریزی ونظارت راهبردی ریاست جمهوری (1390). آیین نامه روسازی راه های آسفالتی ایران. نشریه شماره 234­، وزارت راه‌وشهرسازی­، پژوهشکده حمل ونقل، موسسه قیر وآسفالت ایران­، تجدید نظراول.
 - معاونت و نظارت راهبردی ریاست جمهوری (1392). مشخصات فنی عمومی راه. نشریه 101 تجدیدنظر دو.
 
- AASHTO T 166-16 (2016). Standard Method of Test for Bulk Specific Gravity (Gmb) of Compacted Hot Mix Asphalt (HMA) Using Saturated Surface-Dry Specimens.
 
-ASTM D2041 - 03a - (2016). Standard Test Method For Theoretical   Maximum Specific Gravity and Density of Bituminous paving Mixtures.
-Chen, J., Wong, S.­, & Lin, K. (2005). Quantification of movements of flat and elongated particles in hot mix asphalt subject to wheel load test. Mat. Structure 38, 395–402­.
 -Kandhal,   P.S., N.A.P. Association, and N.C.F.A. (1992). Technology­, Moisture susceptibility of HMA mixes: identification of problem and recommended solutions. National Asphalt Pavement. 
 -Shiuhchen, J., Chang, M.­, & Lin, K. (2005).Influence of coarse aggregate shape on the strength of asphalt concrete mixtures. Journal of Eastern Asia Society for Transportation Studies, 6, 1062–1075­.
 -Siswosoebrotho, B., Ginting, k.­, & Soedirdjo T. (2005). Work ability and resilient modulus of asphalt concrete mixtures containing flaky  aggregates shape. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, 6. 1302–1312­.
 - Smith, B.J., Hesp,s.­, (2002). Crack     pinning In   Asphalt   Mastic   and   concrete­­,   Regular Fatigue   studies. Journal of Transportation Research Board, Vol. 3, No. 1728, 75-81.