جاده

جاده

مروری بر تأثیر مواد ضایعاتی به‌عنوان فیلر بر عملکرد مخلوط‌های آسفالتی داغ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
این پژوهش به مرور تحلیلی کاربرد مواد ضایعاتی به‌عنوان فیلر معدنی در مخلوط‌های آسفالتی داغ می‌پردازد؛ رویکردی که به‌طور هم‌زمان می‌تواند به مدیریت پسماندهای صنعتی، کشاورزی و شهری و نیز بهبود عملکرد و دوام روسازی کمک کند. خلأ اصلی در پژوهش‌های موجود، پراکندگی نتایج و نبود یک چارچوب منسجم برای پیوند دادن تغییرات ریزساختاری ماستیک با رفتار عملکردی مخلوط آسفالتی است. در این مقاله، ابتدا نقش فیلر در تشکیل ماستیک، چسبندگی و کنترل پارامترهای حجمی تبیین می‌شود. سپس مواد ضایعاتی بر اساس منشأ در سه گروه زیست‌توده‌ای، شهری و صنعتی- ساختمانی دسته‌بندی شده و اثر آن‌ها بر حساسیت رطوبتی، تغییرشکل دائمی، ترک‌خوردگی و خستگی بر پایه داده‌های آزمایشگاهی مطالعات منتخب مقایسه می‌گردد. یافته‌ها نشان می‌دهد کارایی این مواد به‌شدت تابع ماهیت شیمیایی، بافت سطحی، توزیع اندازه ذرات، درصد جایگزینی و کیفیت فرآوری است. در بیشتر موارد، یک بازه بهینه برای جایگزینی مشاهده می‌شود؛ به‌گونه‌ای که مصرف بیش از حد فیلر می‌تواند با افزایش نیاز به قیر، برهم‌زدن تعادل حجمی و سخت‌شدن بیش از اندازه ماستیک قیری، بخشی از مزیت‌های اولیه را خنثی کند. افزون بر این، مرور حاضر یک دوگانگی مهم را برجسته می‌سازد: بهبود یک شاخص عملکردی لزوماً به معنای بهبود هم‌زمان سایر شاخص‌ها نیست. در برخی مواد، افزایش سختی و پایداری با افزایش خطر شکنندگی یا کاهش مقاومت در برابر رطوبت همراه است. ازاین‌رو، تصمیم‌گیری مهندسی باید بر پایه مجموعه‌ای از شاخص‌های عملکردی و متناسب با شرایط اقلیمی و ترافیکی انجام گیرد.
کلیدواژه‌ها

-Asebiomo, J. O., Aderinola, O. S., Ejigboye, P. O., Olusegun, V., Aderemi, P., & Titiloye, O. (2025). Evaluation of corn cob ash as mineral filler in asphalt mixture. International Journal of Pavement Research and Technology, 18(6), 1574-1585.
-Aziz, P. W., EL-Maaty, A. E. A., & Younes, M. A. (2026). Evaluating the performance of hot asphalt mixtures using natural materials waste. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 36, 101881.
-Barraj, F., Mahfouz, S., Kassem, H., Khatib, J., Goulias, D., & Elkordi, A. (2023). Investigation of using crushed glass waste as filler replacement in hot asphalt mixtures. Sustainability, 15(3), 2241.
-Choudhary, J., Kumar, B., & Gupta, A. (2020a). Analysis and comparison of asphalt mixes containing waste fillers using a novel ranking methodology. Journal of Materials in Civil Engineering, 32(5), 04020064.
 -Choudhary, J., Kumar, B., & Gupta, A. (2020b). Feasible utilization of waste limestone sludge as filler in bituminous concrete. Construction and Building Materials, 239, 117781.
-Choudhary, J., Kumar, B., & Gupta, A. (2020c). Utilization of solid waste materials as alternative fillers in asphalt mixes: A review. Construction and building Materials, 234, 117271.
-Gao, Y., Zhang, Y., Gu, F., Xu, T., & Wang, H. (2018). Impact of minerals and water on bitumen-mineral adhesion and debonding behaviours using molecular dynamics simulations. Construction and Building Materials, 171, 214-222.
-He, Y., Naseri, A., & Zarei, M. (2025). Study of the fracture properties of asphalt mixtures using Fresh Jig Coal Waste (FJCW) as a filler replacement under short-term and long-term conditions. Construction and building Materials, 467, 140267.
-Huang, B., Shu, X., & Chen, X. (2007). Effects of mineral fillers on hot-mix asphalt laboratory-measured properties. International Journal of Pavement Engineering, 8(1), 1-9.
-Imoh, U. U., Adeboje, A. O., Adekola, E. R., Hassan, R., & Rad, M. M. (2026). Effect of Sugarcane Bagasse Ash on the sustainable performance of hot-mix asphalt: A case study of experimental and numerical analysis. Case Studies in Construction Materials, e05769.
-İnce, C. B. (2026). Performance Evaluation of Hot Mix Asphalt Modified with Biomass-Based Waste Chestnut Shells as Filler Replacement. Materials, 19, 512(3).
-Ismanti, S., & Yasufuku, N. (2017). Effect of bamboo leaf ash addition in cemented bamboo chipssand soil mixture. Lowland Technology International, 19(1, June), 13-26.
-Kadhim, Y. N., Abdulrasool, A. T., Dulaimi, A., Pinto, H. A. S., & Bernardo, L. F. A. (2025). Influence of Walnut Shell Ash and Limestone Filler in Hot Mix Asphalt. Journal of Composites Science, 9(1), 22.
-Kahveci, T. E., & Özen, H. (2024). Utilisation of Waste Sludge from Drinking Water Treatment as a Filler Material in Hot Mix Asphalt. Materials, 17(7), 1528.
-Khedaywi, T., Bani Baker, M., & Al-Kattab, T. (2025). Effect of waste ceramic powder on the properties of asphalt binder and asphalt concrete mixtures. International Journal of Pavement Research and Technology, 18(3), 691-71.
-Khedaywi, T., Haddad, M., & Hwarie, S. (2025). Effect of waste iron powder on properties of asphalt concrete mixtures: state of the art. International Journal of Pavement Research and Technology, 18(1), 91-101.
 -Lesueur, D. (2009). The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification. Advances in Colloid and Interface Science, 145(1-2), 42-82.
-Li, C., Chen, Z., Wu, S., Li, B., Xie, J., & Xiao, Y. (2017). Effects of steel slag fillers on the rheological properties of asphalt mastic. Construction and building Materials, 145, 383-391.
-Melotti, R., Santagata, E., Bassani, M., Salvo, M., & Rizzo, S. (2013). A preliminary investigation into the physical and chemical properties of biomass ashes used as aggregate fillers for bituminous mixtures. Waste Management, 33(9), 1906-1917.
-Mistry, R., & Roy, T. K. (2021). Performance evaluation of bituminous mix and mastic containing rice husk ash and fly ash as filler. Construction and Building Materials, 2, 121187 .
-Modarres, A., Rahmanzadeh, M., & Ayar, P. (2015). Effect of coal waste powder in hot mix asphalt compared to conventional fillers: mix mechanical properties and environmental impacts. Journal of Cleaner Production, 91, 262-268.
-Moghaddam, T. B., Soltani, M., Karim, M. R., Shamshirband, S., Petković, D., & Baaj, H. (2015). Estimation of the rutting performance of Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures by adaptive neuro-fuzzy methodology. Construction and Building Materials, 96, 550-555.
-Osuolale, O. M., Arinkoola, A. O., & Olawuyi, O. A. (2023). Performance evaluation of bamboo leaf ash and steel slag powder as alternative filler in asphaltic mixes. Journal of Engineering Research, 11(4),
334-346
.
-Shirvani, D., & Sarkar, A.  (2025). Technical evaluation of using reclaimed asphalt pavement materials as filler in hot mix asphalt. Results in Engineering, 106048.
-Solouki, A., Tataranni, P., Tarsi, G., & Sangiorgi, C. (2023). Waste silt as filler in hot mix asphalt: A laboratory characterization. Applied Sciences, 13(6), 3473.
-Taciroğlu, M. V., Ergezer, F., Baykal, T., Eriskin, E., & Terzi, S. (2022). Investigation of waste quartz sand as filler in hot-mix asphalt. Construction and Building Materials, 342, 128004.
-Tahami, S. A., Arabani, M., & Mirhosseini, A. F. (2018). Usage of two biomass ashes as filler in hot mix asphalt. Construction and Building Materials, 170, 547-556.
-Tessema, A. T., Wolelaw, N. M., & Alene, G. A. (2022). Experimental evaluation of coffee husk ash as a filler in hot mix asphalt concrete productions. Advances in Civil Engineering, 2022(1), 6726700.