دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 12 1 2026 05 22 Effect of Runoff Acidity on the Adhesion Between Bitumen and Aggregates and Mechanical Durability of Hot Mix Asphalt تأثیر اسیدیته رواناب بر چسبندگی قیر و سنگدانه و دوام مکانیکی مخلوط آسفالتی گرم 45 67 10005 10.22075/jtie.2025.38760.1735 FA حسین بهرامی دانشجوی دکتری، گروه مهندسی راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. غلامعلی شفابخش استاد، گروه مهندسی راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران. 0000-0001-7907-5379 مهدی اکبری استادیار، گروه مهندسی راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران 0000-0002-9359-5095 Journal Article 2025 08 21 <span lang="EN-US">Hot Mix Asphalt (HMA), although widely used in pavement construction due to its favorable mechanical properties, is highly affected by environmental and chemical conditions of surface runoff. The aim of this study is to investigate the effect of runoff pH variations (4, 7, and 9) on the adhesion between bitumen and aggregates and mechanical failure parameters of asphalt mixtures. To this end, a series of laboratory tests, including Indirect Tensile Strength and moisture sensitivity (ITS/TSR), Semi-Circular Bending (SCB) at low temperature, Indirect Tensile Fatigue Test (ITFT), and contact angle measurements for Surface Free Energy (SFE) analysis were performed. Results indicated that acidification of the environment (pH = 4) significantly increased the contact angle and reduced total surface free energy of bitumen from about 46.14 to 52.12 (ergs/cm²), reflecting a decline in wettability and adhesion. TSR values decreased markedly under acidic conditions, while a relative improvement was observed in alkaline conditions. In addition, the ITS and SCB indices (peak load and fracture energy) were considerably reduced in the acidic environment. For example, maximum load of the samples dropped by more than 20% compared to the neutral condition. Fatigue tests showed that fatigue life decreased sharply in acidic conditions, whereas alkaline conditions provided a relative improvement compared to neutral conditions, although still lower than that of the dry state. Overall, the findings demonstrate that acidic runoff has the most detrimental effect on the adhesion and mechanical durability of HMA, while alkaline conditions may partially compensate for moisture-induced damage. These results highlight the importance of considering environmental chemical conditions in design and maintenance of pavements, particularly in urban and industrial areas with a high probability of acidic runoff.</span> مخلوط‌های آسفالتی گرم (HMA) اگرچه به‌دلیل خواص مکانیکی مطلوب به‌طور گسترده در روسازی‌های راه به‌کار می‌روند، اما عملکرد آن‌ها به‌شدت تحت‌تأثیر شرایط محیطی و شیمیایی رواناب‌های سطحی قرار می‌گیرد. هدف این پژوهش بررسی اثر تغییرات pH رواناب (4، 7 و 9) بر چسبندگی قیر و سنگدانه و پارامترهای شکست مکانیکی مخلوط آسفالتی است. بدین منظور، مجموعه‌ای از آزمون‌های آزمایشگاهی شامل کشش غیرمستقیم و حساسیت رطوبتی (ITS/TSR)، خمش نیم‌دایره (SCB) در دمای پایین، خستگی کششی غیرمستقیم (ITFT) و اندازه‌گیری زاویه تماس برای تحلیل انرژی آزاد سطحی (SFE) انجام شد. نتایج نشان داد که اسیدی‌شدن محیط (pH=4) موجب افزایش قابل‌توجه زاویه تماس و کاهش انرژی آزاد سطحی کل قیر از حدود 46/14 به 52/12 (ergs/cm²) گردید که بیانگر کاهش قابلیت ترشوندگی و چسبندگی است. مقادیر TSR در شرایط اسیدی افت چشمگیری داشت، درحالی‌که در محیط قلیایی بهبود نسبی مشاهده شد. همچنین، مقاومت کششی غیرمستقیم و شاخص‌های SCB (بار حداکثر و انرژی شکست) در محیط اسیدی به‌طور محسوس کاهش یافتند؛ به‌طور مثال بار حداکثر نمونه‌ها نسبت به حالت خنثی بیش از 20% افت کرد. آزمون‌های خستگی نشان داد که عمر خستگی در محیط اسیدی به‌شدت کاهش یافته، در حالی‌که در محیط قلیایی نسبت به شرایط خنثی بهبود نسبی داشت، هرچند همچنان کمتر از حالت خشک بود. به‌طور کلی، نتایج بیانگر آن است که رواناب‌های اسیدی بیشترین اثر منفی را بر چسبندگی و دوام مکانیکی HMA دارند، در حالی که شرایط قلیایی می‌تواند بخشی از افت ناشی از رطوبت را جبران کند. این یافته‌ها اهمیت در نظر گرفتن شرایط شیمیایی محیطی در طراحی و نگه‌داری روسازی‌ها، به‌ویژه در مناطق شهری و صنعتی با احتمال بالای رواناب‌های اسیدی، را نشان می‌دهد. https://jtie.semnan.ac.ir/article_10005_6eb887126d24e8f1cd8ad5033482c781.pdf