مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی جاده 1735-062X 34 127 2026 06 22 Evaluation and Optimization of the Thermal, Safety, and Rheological Performance of Alumina-Modified Crumb Rubber Asphalt in the Presence of Bio-Based and Petroleum Oils Using Response Surface Methodology ارزیابی و بهینه‌سازی عملکرد حرارتی، ایمنی و رئولوژیکی قیر لاستیکی حاوی اکسید آلومینیوم در حضور روغن‌های زیستی و نفتی با استفاده از روش سطح پاسخ 399 416 246117 10.22034/road.2026.588212.2511 FA نیلوفر صالحی پور باورصاد گروه مهندسی عمران، واحد بین المللی کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، کیش، ایران شاهین شعبانی گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران سیدابراهیم عبدالمنافی رکنی دانشکده عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-0812-3059 Journal Article 2026 06 23 The use of bio-based and petroleum oils as additives in crumb rubber asphalt (CRA) is an effective approach for improving the workability and performance of rubberized binders. However, the influence of oil type on the thermal stability, thermal safety, and rheological properties of alumina-modified CRA has not been fully clarified. This study evaluated three oils, including epoxidized soybean oil (ESO), sunflower oil containing peel (SOCP), and naphthenic petroleum oil (NPO), at dosages of 5%, 7%, and 9% by weight of crumb rubber. The investigated properties were mass loss after short-term aging, flash point temperature, and rutting resistance (G*/sinδ).<br><br><br><br>Ten modified asphalt binders were prepared and analyzed using Response Surface Methodology (RSM) based on a linear model. Results showed that NPO significantly increased mass loss and reduced flash point temperature, whereas ESO and SOCP had no significant adverse effects on these properties. Although all oils decreased the G*/sinδ parameter, all binders met the performance requirements of PG 64-16 asphalt binder.<br><br><br><br>Multi-objective optimization identified the formulation containing 2.22% SOCP as the optimum mixture, with a desirability value of 0.735. The optimized binder was predicted to exhibit a mass loss of 0.563%, a flash point temperature of 306.9 °C, and a rutting resistance parameter of 10.90 kPa. Experimental validation showed prediction errors below 5%. Overall, SOCP provided the best balance between thermal stability, thermal safety, and rheological performance, indicating its potential as a sustainable additive for alumina-modified crumb rubber asphalt. استفاده از روغن‌های زیستی و نفتی به عنوان افزودنی در قیرهای لاستیکی، راهکاری مؤثر برای بهبود عملکرد این نوع قیرها محسوب می‌شود. با این حال، تأثیر نوع روغن بر پایداری حرارتی، ایمنی حرارتی و عملکرد رئولوژیکی قیرهای لاستیکی حاوی اکسید آلومینیوم به‌طور کامل مشخص نشده است. در این پژوهش، اثر سه نوع روغن شامل روغن اپوکسید شده سویا (ESO)، روغن خام آفتابگردان با پوست (SOCP) و روغن نفتنیک (NPO) در مقادیر ۵، ۷ و ۹ درصد وزنی پودر لاستیک بر تغییر جرم ناشی از پیرشدگی کوتاه‌مدت، دمای نقطه اشتعال و پارامتر رئولوژیکی G*/sinδ بررسی شد. بدین منظور، ۱۰ نمونه قیر اصلاح‌شده تهیه و نتایج آزمایشگاهی با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و مدل خطی، تحلیل و بهینه‌سازی گردید. نتایج نشان داد که روغن NPO اثر معنی‌داری بر افزایش تغییر جرم و کاهش دمای نقطه اشتعال دارد، در حالی که روغن‌های زیستی ESO و SOCP اثر نامطلوب معنی‌داری بر این دو شاخص نشان ندادند. همچنین هر سه روغن موجب کاهش G*/sinδ شدند، اما تمامی نمونه‌ها الزامات عملکردی قیر استاندارد را برآورده کردند. نتایج بهینه‌سازی چندهدفه نشان داد که فرمولاسیون حاوی 2.22 درصد روغن SOCP دارای بیشترین مطلوبیت کلی (0.735) بوده و به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شد. مقادیر پیش‌بینی‌شده در این نقطه بهینه شامل تغییر جرم 0.563 درصد، دمای نقطه اشتعال 306.09 درجه سانتی‌گراد و مقدار G/sinδ برابر 10.90 کیلوپاسکال بود. این نتایج نشان می‌دهد که روغن SOCP قادر است تعادل مناسبی بین خواص حرارتی، مقاومت در برابر پیرشدگی و عملکرد رئولوژیکی قیر لاستیکی حاوی نانوذرات Al₂O₃ ایجاد کند. https://road.bhrc.ac.ir/article_246117_deb7db5c8fb4485b1e178ab5f9d20802.pdf