مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

امکان سنجی ساخت آسفالت کاملا بازیافتی با تراشه و لجن نفتی در دمای نیمه گرم و سردبرای نگهداری و بهسازی معابر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 .
2 گروه مهندسی عمران واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تهران ایران
3 گروه مهندسی مواد واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
10.22075/jtie.2026.42227.1781
چکیده
با وجود مزایای فراوان بازیافت روسازی، استفاده حداکثری از تراشه آسفالتی(RAP) و مدیریت ایمن لجن نفتی (به عنوان یک پسماند صنعتی خطرناک) همچنان از چالش‌های اساسی مهندسی راه، نفت و محیط‌ زیست است. در حالی که بیشتر مطالعات بر درصدهای محدود (RAP) و استفاده از جوانسازهای تجاری متمرکز هستند. این پژوهش با هدف ارزیابی فنی و اقتصادی امکان ساخت مخلوط‌های آسفالتی کاملاً بازیافتی (۱۰۰ درصد RAP فرودگاهی) با استفاده از لجن نفتی پالایشگاهی به عنوان جوان‌ساز و روان‌ساز، در دو رژیم دمایی نیمه‌گرم (۷۰ و ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) و سرد (۲۵ و ۵۰ درجه سانتی‌گراد) انجام شده است. ارزیابی آزمایشگاهی شامل تعیین مشخصات حجمی، استقامت و روانی مارشال، درصد فضای خالی، حساسیت رطوبتی و مقاومت کششی غیرمستقیم(ITS) انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که افزایش دمای اختلاط و تراکم به بازه نیمه‌گرم، از طریق فعال‌سازی حرارتی قیر پیرشده (RAP) و پخش مؤثرتر لجن نفتی، عملکرد مکانیکی و تراکم‌پذیری را به طور چشمگیری ارتقا می‌دهد؛ به‌طوری‌که در دمای تراکم ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و ۳ درصد لجن نفتی بهینه، استقامت مارشال به ۱۰۲۷ کیلوگرم و مقاومت کششی غیرمستقیم به ۷۲۸ کیلوپاسکال رسید. در مقابل، در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد، مخلوط مقاومت مکانیکی پایین‌تری نشان داد که احتمالاً به عمل‌آوری تدریجی در دمای محیط نیاز دارد . همچنین تحلیل اقتصادی نشان داد که تولید این مخلوط با واحد سیار بازیافت در محل، به دلیل حذف هزینه تأمین مصالح جدید و کاهش مسافت حمل، هزینه لکه‌گیری را در مقایسه با آسفالت گرم و سرد به ترتیب حدود ۶۰ و ۷۸ درصد کاهش می‌دهد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که مخلوط پیشنهادی از منظر حجمی و مقاومت مکانیکی پتانسیل لازم برای عملیات لکه‌گیری، نگهداری و بهسازی معابر با ترافیک سبک تا متوسط کمتر از 3×106 محور استاندارد هم ارز را داراست؛ با این حال، تأیید نهایی عملکرد در شرایط واقعی مستلزم آزمون‌های عملکردی و میدانی است
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Feasibility of Producing Fully Recycled Asphalt with RAP and Oil Sludge at Half-Warm and Cold Temperatures for Pavement Maintenance and Rehabilitation

نویسندگان English

Ramak Hamidiju 1
ALIREZA SARKAR 2
ARMIN Esmail Zaghi 3
1 .
2 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Department of Materials Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

Despite the substantial benefits of pavement recycling, maximizing the use of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) and the safe management of oil sludge (as a hazardous industrial waste) remain fundamental challenges in road, petroleum, and environmental engineering. While most studies have focused on limited RAP percentages and the use of commercial rejuvenators, this research was conducted with the aim of technically and economically evaluating the feasibility of producing fully recycled asphalt mixtures (100% airport RAP) using refinery oil sludge as a rejuvenating and softening agent, under two temperature regimes: half-warm (70°C and 100°C) and cold (25°C and 50°C). The laboratory evaluation included determination of volumetric properties, Marshall stability and flow, air void content, moisture susceptibility, and Indirect Tensile Strength (ITS). The results showed that increasing the mixing and compaction temperature to the half-warm range, through thermal activation of the aged RAP binder and more effective dispersion of the oil sludge, significantly improved the mechanical performance and compactability of the mixtures. At a compaction temperature of 100°C and an optimum oil sludge content of 3%, Marshall stability reached 1027 kg and indirect tensile strength reached 728 kPa. In contrast, at 25°C, the mixture exhibited lower mechanical strength, likely requiring gradual ambient-temperature curing; . Furthermore, economic analysis indicated that producing this mixture using a mobile in-place recycling unit, by eliminating the cost of new material supply and reducing haul distance, reduces patching costs by approximately 60% and 78% compared to hot-mix and cold-mix asphalt, respectively. The findings of this study indicate that, from a volumetric and mechanical strength standpoint, the proposed mixture has the necessary potential for patching, maintenance, and rehabilitation operations on roads with light to moderate traffic levels (less than 3×10⁶ Equivalent Single Axle Loads); however, final confirmation of performance under real-world conditions requires functional (performance-based) and field tests.

کلیدواژه‌ها English

Oil sludge
Rap
half warm-mix asphalt
cold-mix asphalt

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 09 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 15 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 09 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 09 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 09 شهریور 1405