جاده

جاده

مروری بر نقش انواع جوان سازها در اصلاح خواص شیمیایی و رفتار رئولوژیکی قیر پیر شده تراشه های آسفالت بازیافتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
علی بابازاده نادینلویی 1
حسن طاهرخانی 2
1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
10.22034/road.2023.364153.2096
چکیده
امروزه برای حل مسائل و بحرانهای زیست محیطی، مفاهیم اقتصاد دایره ای و پایداری بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته و به منظور بازیافت یا استفاده مجدد از منابع تجدیدناپذیر تلاش های گسترده ای در حال انجام است. در زمینه روسازی راه ها، تشویق به استفاده از تراشه آسفالت بازیافتی از جمله ساده ترین راه ها برای ترویج اقتصاد دایره ای است. یکی از مسائل اصلی در مورد استفاده از این ماده بازیافتی، قیر پیر شده موجود در آن است که فرآیند پیرشدگی و جوان سازی آن بر دوام و عمر مفید روسازی های آسفالتی به طور قابل توجهی تأثیرگذار است. لذا دستیابی به دانش کامل در زمینه خواص شیمیایی و رفتار رئولوژیکی ضروری است. در این تحقیق، ضمن بررسی فرایند پیرشدگی، با معرفی روش های مختلف احیای قیر پیر شده، انواع جوانسازهای زیستی و مشتق شده از نفت مورد مطالعه در تحقیقات مختلف معرفی و عملکرد آنها مرور گردیده است. همچنین، آنالیزهای مختلف شیمیایی به عنوان ابزار بررسی فرآیندهای پیرشدگی و جوان‌سازی قیر معرفی و توصیف شدند. در نهایت، به منظور جوانسازی قیر پیر شده تراشه آسفالت بازیافتی و انتخاب نوع، دوز و روش افزودن جوانسازها، توصیه شده است که دوز بهینه جوانساز بر اساس داده های عملکرد بلندمدت میدانی و در کاربردهای با مقیاس کامل تعیین شود. همچنین بررسی تأثیر اجزای شیمیایی جوانساز بر ویژگیهای قیر جوان شده، انجام مطالعات عملکرد میدانی روسازیهای آسفالتی جوانسازی شده و امکان ترکیب اثر جوان‌سازی عامل بازیافتی با سایر اصلاح‌کننده‌ها برای بهبود عملکرد آسفالت در شرایط اقلیمی خاص توصیه شده است.
کلیدواژه‌ها
تراشه آسفالت بازیافتی
پیرشدگی
جوانساز
خواص شیمیایی
رفتار رئولوژیکی
- دهقانی فیروزآبادی، مهدی و خانی سانیج­، خانی (1398). کاربرد مواد جوانساز برای احیای قیر خرده آسفالت. یازدهمین همایش ملی و نمایشگاه قیر، آسفالت و ماشین آلات، تهران.
-Abdollahi, S. F. Karimi, M. M. Jahanbakhsh, H. and Tabatabaee, N. (2022). Cracking performance of rubberized RAP mixtures with Sasobit. Construction and Building Materials, Vol. 319, No. 126090.
Ahmed, R., Hossain, K., Aurilio, M. and Hajj, R. (2021). Effect of rejuvenator type and dosage on rheological properties of short-term aged binders. Materials and Structures, Vol. 54, No. 109.
 
 
-Ali, A. W., Mehta, Y. A., Nolan, A., Purdy, C. and Bennert, T.(2016). Investigation of the impacts of aging and RAP percentages on effectiveness of asphalt binder rejuvenators. Construction and Building Materials, Vol. 110, 211-217.
-Al Mamun, A., Al-Abdul, Wahhab, H. I. and M. A. Dalhat, M. A. (2020). Comparative Evaluation of Waste Cooking Oil and Waste Engine Oil Rejuvenated Asphalt Concrete Mixtures. Arabian Journal for Science and Engineering, Vol. 45, 7987–7997.
-Avsenik, L., Klinar, D., Tušar, M. and Perše, L. S. (2016). Use of modified slow tire pyrolysis product as a rejuvenator for aged bitumen. Construction and Building Materials, Vol. 120, 605–616.
-Babagoli, R., Norouzi, N. and Ameli, A. (2021). Laboratory investigation of the influence of aging and compaction effort on low temperature performance of asphalt mixture containing different percentage of RAP. Construction and Building Materials, Vol. 298, No. 123899.
-Borghi, A., Barco Carrion, A. J. D., Presti, D. L. and Giustozzi, F.(2017). Effects of Laboratory Aging on Properties of Biorejuvenated Asphalt Binders. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 29, No. 10, 04017149.
-Kowalski, K. J., Król, J. B., Wnkowski, B., Radziszewski, P. and Sarnowski, M. (2017). Thermal and Fatigue Evaluation of Asphalt Mixtures Containing RAP Treated with a Bio-Agent. Applied Science, Vol. 7, No. 216.
-Li, M., Liu, L., Xing, C., Liu, L. and Wang, H. (2021). Influence of rejuvenator preheating temperature and recycled mixture’s curing time on performance of hot recycled mixtures. Construction and Building Materials, Vol. 295, No. 123616.
-Loise, V., Caputo, P.,  Porto, M.,  Calandra, P., Angelico, R. and Oliviero Rossi, C. (2019). A Review on Bitumen Rejuvenation: Mechanisms, Materials, Methods and Perspectives. Applied Science, Vol. 9, No. 20, 4316.
 
-Ma, X., Leng, Z.,Wang, L. and Zhou, P. (2020). Effect of Reclaimed Asphalt Pavement Heating Temperature on the Compactability of Recycled Hot Mix Asphalt. Materials, Vol. 13 , No. 16:3621.
-Moins, B., Hernando, D., Buyle, M., France, C. and Van den bergh,  W. (2022). On the road again! An economic and environmental break-even and hotspot analysis of reclaimed asphalt pavement and rejuvenators. Resources, Conservation & Recycling, Vol. 177, No. 106014.
-Mokhtari, A., Lee, H. D., Williams, C., Guymon, C. A., Scholte, J. P. and Schram, S. (2017). A novel approach to evaluate fracture surfaces of aged and rejuvenator-restored asphalt using cryo-SEM and image analysis techniques, Construction and Building Materials, Vol. 133 , 301- 313.
-Nayak, P. and Sahoo, U. C. (2015). A rheological study on aged binder rejuvenated with Pongamia oil and Composite castor oil. International Journal of Pavement Engineering, Vol. 18, No. 7, 595–607.
 -Noor, L., Wasiuddin, N., Mohammad , L. and Salomon, D. (2019). Use of Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy to Determine the Type and Quantity of Rejuvenator Used in Asphalt Binder. In Proceedings of the 3rd GeoMEast International Congress and Exhibition, Mansoura, Egypt.
-Nogueira, R. L., Soares, J. B. and Soares, S. D. A. (2019). Rheological evaluation of cotton seed oil fatty amides as a rejuvenating agent for RAP oxidized asphalts. Construction and Building Materials, Vol. 223 , 1145-1153.
-Nsengiyumva, G. H. H. F. and Kim, Y. R. A. K. S. (2020). Mechanical-Chemical Characterization of the Effects of Type, Dosage, and Treatment Methods of Rejuvenators in Aged Bituminous Materials. Transportation Research Record­,
Vol. 2674, No. 3, 126-138.
-Pradhan, S. K. and Sahoo, U. C. (2022). Influence of softer binder and rejuvenator on bituminous mixtures containing reclaimed asphalt pavement (RAP) material. International Journal of Transportation Science and Technology, March.Vol. 11, No. 1, 46-59.
Prosperi, E. and Bocci, E. (2021). A Review on Bitumen Aging and Rejuvenation Chemistry: Processes, Materials and Analyses. Sustainability, Vol. 13, No. 12: 6523.
-Randy, P. P. and  West, C. (2015). Best Practices for RAP And RAS Management. National Asphalt Pavement Association, Washington.
Rzek, L., Turk, M. R. and Tušar, M. (2020). Increasing the rate of reclaimed asphalt in asphalt mixture by using alternative rejuvenator produced by tire pyrolysis. Construction and Building Materials, Vol. 232, No. 117177.
-Saboundjian, S., Liu, J., Li, P. and e. al., (2011). Late-season paving of a low-volume road with warm-mix asphalt. Transportation Research Record, Vol. 2205, No. 1, 40-47.
-Santos, D., Kakar, M. R., Partl, M. N. and Poulikakos, L. D. (2022). Thermal Aging of Bitumen and Biorejuvenator Blends: Triglyceride versus Free Fatty Acids. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 34, No. 7, 04022134. 
-Taghavi, M., Hesami, S. and Hesami, E. (2018). Modification of Aged Pavement by Rejuvenators and Investigation of the Changes in Its Properties (in persian). Journal of Transportation Infrastructure Engineering, Vol. 4, No. 1, 59-70.
-Wang, D., Yao, H., Yue, J.,  Hu, S., Liu, J. and Xu, M. A. C. S. (2021). Compaction Characteristics of Cold Recycled Mixtures with Asphalt Emulsion and Their Influencing Factors. Frontiers in Materials, Vol. 8, No. 575802.
-Yang, X., Mills-Beale, J. and You, Z. (2017). Chemical characterization and oxidative aging of bio-asphalt and its compatibility with petroleum asphalt. Journal of Cleaner Production, Vol. 142, No. 4, 1837-1847.
-Yousefi, A. A., Sobhi, S., Aliha, M., Pirmohammad, S. and Haghshenas, H. F. (2021). Cracking Properties of Warm Mix Asphalts Containing Reclaimed Asphalt Pavement and Recycling Agents under Different Loading Modes. Construction and Building Materials, Vol. 300, 124-130.
-Zahoor, M., Nizamuddin, S., Madapusi, S. and Giustozzi, F.  (2021). Sustainable asphalt rejuvenation using waste cooking oil: A comprehensive review. Journal of Cleaner Production, Vol. 278, No. 123304.
-Zaumanis, M., Mallick, R. B. and Frank, R. (2015). Evaluation of different recycling agents for restoring aged asphalt binder and performance of 100 % recycled asphalt. Materials and Structures, Vol. 48, 2475–2488.
-Zaumanis, M., Mallick, R. B., Poulikakos, L. and Frank, R. (2014). Influence of six rejuvenators on the performance properties of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) binder and 100% recycled asphalt mixtures. Construction and Building Materials, Vol. 71, 538-550.
--Zhao, K., Wang, Y., Chen, L. and Li, F. (2018). Diluting or dissolving? The use of relaxation spectrum to assess rejuvenation effects in asphalt recycling. Construction and Building Materials, Vol. 188, 143-152.
-Zeng, M., Li, J., Zhu, W. and Xia, Y.  (2019). Laboratory evaluation on residue in castor oil production as rejuvenator for aged paving asphalt binder. Construction and Building Materials,
Vol. 193, 276-285.
-Zhou, F. and Karki, P. A. H. S. (2019). Rejuvenator Laboratory Characterization and Field Performance. Texas A&M Transportation Institute, Texas.
-Zhu, Y., Wang, X., Qiao, Y. and Shu, J. (2018). Thermal Cracking and Fatigue Analysis of Recycled Asphalt Mixture Using DCT Test and
S-VECD Model. in Proceedings of GeoShanghai 2018 International Conference: Transportation Geotechnics and Pavement Engineering, Shanghai.