بررسی عملکرد بلندمدت مخلوط‌های آسفالتی گرم حاوی سرباره فولاد کوره قوس الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی راه و ترابری،دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشیار راه و ترابری دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار/ دانشکده ی حمل و نقل دانشگاه اصفهان

چکیده

با توجه به اصل توسعه‌ی پایدار و نگرانی‌های زیست‌محیطی ناشی از آلودگی هوا و همچنین گسترش روزافزون پروژه‌های عمرانی و محدود بودن معادن سنگی، کاهش دمای ساخت مخلوط‌های آسفالتی و استفاده از مصالح جانبی به عنوان جایگزین مصالح سنگی امری اجتناب‌ناپذیر می‌باشد. در این پژوهش، عملکرد بلندمدت مخلوط‌های آسفالتی گرم حاوی سرباره فولاد مورد بررسی قرار گرفته است. از سنگدانه‌های آهکی و سرباره‌ی فولاد کوره‌ی قوس الکتریکی به عنوان مصالح مصرفی و همچنین از ساسوبیت به‌ عنوان ماده‌ی افزودنی ساخت آسفالت گرم استفاده ‌شده است. با استفاده از 5/1 درصد ساسوبیت نسبت به وزن قیر، دمای ساخت و تراکم مخلوط‌های آسفالتی °C20 کاهش ‌یافته است. برای شبیه‌سازی پیرشدگی کوتاه‌مدت و بلندمدت نمونه‌های آسفالتی به ترتیب از استانداردهای AASHTO R35 و AASHTO R30 استفاده گردیده است. ساسوبیت با استفاده از همزن معمولی و همزن برش بالا با قیر مخلوط شده و تست‌های سنتی و شارپ انجام‌ شده روی آن‌ها حاکی از عدم حساسیت ساسوبیت نسبت به شرایط اختلاط می‌باشد. به ‌منظور بررسی عملکرد نمونه‌های آسفالتی، از تست‌های مقاومت مارشال، مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم، حساسیت رطوبتی و خزش دینامیک استفاده ‌شده است. در نهایت، رشد کمی نتایج هر کدام از نمونه‌ها نسبت به آسفالت داغ آهکی ارائه گردیده است. به طور کلی، استفاده از سرباره به عنوان جایگزین مصالح آهکی، حساسیت بیشتر مخلوط‌های آسفالتی نسبت به پیرشدگی را موجب شده است. همچنین، نمونه‌های آسفالتی داغ در مقایسه با مخلوط‌های آسفالتی گرم، نسبت به پیرشدگی از حساسیت بیشتری برخوردار می‌باشند. با توجه به این ‌که مخلوط‌های آسفالتی ‌گرم حاوی سرباره فولاد کوره قوس الکتریکی، نسبت به سایر مخلوط‌های آسفالتی، عملکرد کوتاه‌مدت و بلندمدت بهتری از خود نشان داده‌اند، استفاده از آن‌ها توصیه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Long-term Performance of Warm Mix Asphalts Containing EAF Steel Slag

نویسندگان [English]

  • sajjad masoudi 1
  • mehdi abtahi 2
  • ahmad goli 3
چکیده [English]

 
Due to sustainable development, environmental concerns caused by air pollution, expansion of development projects, and limitations of mineral aggregates, reduction of construction temperature of asphalt mixtures and use of secondary materials as substitute for aggregate materials is inevitable. In this research, long-term performance of warm asphalt mixtures containing steel slag was investigated. Limestone aggregates and steel slag of Electric Arc Furnace (EAF) were the main materials and Sasobit was used as an additive in manufacturing warm asphalt mixtures. Using 1.5% Sasobit, with respect to bitumen’s weight, decreased temperature of the asphalt mixtures by 20 °C. In order to simulate short-term and long-term aging of asphalt samples, AASHTO R35 and AASHTO R30 standards were used. Sasobit was mixed with asphalt by conventional mixer and high-shear mixer. Traditional and SHRP tests conducted on mixtures indicated that Sasobit is insensitive to mixing conditions. Performance of asphalt samples was evaluated by Marshall stability test, resilient modulus test, indirect tensile strength test, moisture susceptibility test and dynamic creep test. Finally, quantitative growth of the results for each sample, with respect to hot calcareous asphalt mixture, was presented. In general, using slag as calcareous substitute caused higher aging of asphalt mixtures. Also, hot asphalt samples, as compared to warm asphalt mixtures, were more sensitive to aging. As warm asphalt mixtures containing EAF steel slag, with respect to other asphalt mixtures, have shown long-term and short-term performance, therefore, they are recommendable.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Warm mix asphalt
  • sasobit
  • Steel Slag
  • Aging
  • Long term performance

سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور. 1391. "آیین­نامه روسازی راه‌های ایران". نشریه 234، تجدید نظر اول.

AASHTO T283. 1989. “Standard method of test for resistance of compacted bituminous mixture to moisture induced damage”. 19th Edn., American Association of State Highway and Transportation Officials.

Ahmedzade, P. and Sengoz, B. 2009. “Evaluation of steel slag coarse aggregate in hot mix asphalt concrete”. J. Hazard. Mater., 165(1): 300-305.

Ameri, M., Hesami, S. and Goli, H. 2013. “Laboratory evaluation of warm mix asphalt mixtures containing electric arc furnace (EAF) steel slag”. Constr. Build. Mater., 49: 611-617.

Arabani, M. and Azarhoosh, A. R. 2012. “The effect of recycled concrete aggregate and steel slag on the dynamic properties of asphalt mixtures”. Constr. Build. Mater., 35: 1-7.

Asi, I. M., Qasrawi, H. Y. and Shalabi, F. I. 2007. “Use of steel slag aggregate in asphalt concrete mixes”. Can. J. Civil Eng., 34(8): 902-911.

Bonaquist, R. F. 2011. “Mix design practices for warm mix asphalt”. Transport. Res. Board, Vol. 691.

Kavussi, A. and Qazizadeh, M. J. 2014. “Fatigue characterization of asphalt mixes containing electric arc furnace (EAF) steel slag subjected to long term aging”. Constr. Build. Mater., 72: 158-166.

Pasetto, M. and Baldo, N. 2010. “Experimental evaluation of high performance base course and road base asphalt concrete with electric arc furnace steel slags”. J. Hazard. Mater., 181(1): 938-948.

Rubio, M. C., Martínez, G., Baena, L. and Moreno, F. 2012. “Warm mix asphalt: An overview”. J. Cleaner Prod., 24: 76-84.