بررسی اثر نانواکسیدهای آهن و آلومینیوم بر کاهش حساسیت رطوبتی مخلوط آسفالتی گرم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد راه و ترابری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت الله آملی،گروه عمران، آمل، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی شمال، آمل

چکیده

به­منظور بهبود خرابی رطوبتی روش‌های گوناگونی وجود دارد که یکی از متداول‌ترین آن ها استفاده از افزودنی‌های ضد عریان‌شدگی است. افزودنی‌های مورد استفاده تحت عنوان مواد ضد عریان‌شدگی به قیر، سنگدانه ­ها و یا به مخلوط قیر- سنگدانه ­ها اضافه می‌شوند. در این پژوهش، به معرفی دو نوع نانوماده (اکسید آهن و اکسید آلومینیوم) به عنوان افزودنی‌های ضد عریان‌شدگی که اصلاح کننده قیر هستند، پرداخته شده است. دو نوع سنگدانه مختلف با پتانسیل حساسیت رطوبتی متفاوت (سنگ آهک و گرانیت)، قیر با درجه نفوذ 70-60 تهیه شده از پالایشگاه اصفهان و دو نوع نانوذره اکسید آهن و اکسید آلومینیوم که هر کدام در دو درصد وزن قیر (2 و 4 درصد) مورد استفاده قرار می‌گیرند، از مواد به ­کار رفته در این پژوهش بودند. به­منظور بررسی تأثیر استفاده از نانومواد از روش لاتمن اصلاح‌شده به عنوان متداول‌ترین روش برای تعیین حساسیت رطوبتی نمونه‌های مخلوط‌ آسفالت گرم استفاده شده است. نتایج روش لاتمن اصلاح‌شده نشان می‌دهد که استفاده از مواد نانو باعث افزایش شاخص نسبت کشش غیر مستقیم در نمونه‌های ساخته شده با قیرهای اصلاح شده گشته است. استفاده از نانواکسید آهن در کاهش پتانسیل خرابی رطوبتی در نمونه‌های مخلوط آسفالتی نسبت به نانواکسید آلومینیوم مشهودتر بوده است. نتیجه دیگری که از این پژوهش به ‏دست آمده این ست که مشابه با پژوهش‌های پیشین، نمونه‌های ساخته شده با سنگدانه‌های سنگ آهک دارای مقاومت بیشتری در برابر خرابی رطوبتی بوده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of Iron and Aluminum Nano-oxides on Reduction of Moisture Sensitivity in Hot-mix Asphalt

نویسندگان [English]

  • M. Rezvan 1
  • A. Izadi 2
1 MSc. in Transportation, Faculty of Tech. and Eng., Islamic Azad Univ., Ayatollah Amoli Sci. and Res. Branch, Amol, I. R. Iran
2 Assistant Professor, Dept. of Civil Eng., Shomal Univ., Amol, I. R. Iran
چکیده [English]

There are several different approaches for reducing moisture sensitivity in asphalt mixtures, which one of the most one of them is using anti-stripping additives. These anti-stripping additives are added to asphalt binder, aggregates or their mixture. In this study, two types of nano-materials (Fe2O3 and Al2O3) are introduced as anti-stripping additives and asphalt-binder modifiers. Two types of aggregates with different moisture sensitivity potential (limestone and granite), AC 60-70 from Isfahan Refinery and two types of nano-materials (Fe2O3 and Al2O3) as two weights of asphalt binder (2 and 4 percent) were used in this research. The effects of using nano-materials as anti-strip additives on moisture sensitivity of hot-mix asphalt have been assessed by the modified Lottman test (AASHTO T283 test). The results of AASHTO T283 test showed that use of nano-materials increased tensile strength ratio in samples containing modified asphalt-binders. Application of nano Fe2O3 had an obvious effect in decreasing moisture damage potential of asphalt mixtures, as compared to nano Al2O3. Another result that was obtained in this study was that similar to the previous studies, samples made from limestone aggregates performed comparatively better against moisture damage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hot-mix asphalt
  • Nano-oxides
  • Moisture damage
  • Modified Lottman test
  • Limestone aggregates
Apeagyei, A. K., Grenfell, J. R. A. and Airey, G. D. 2014. “Observation of reversible moisture damage in asphalt mixtures”. Constr. Build. Mater., 60: 73-80.

Arabani, M. and Hamedi, G.  2010. “Using the surface free energy method to evaluate the effects of polymeric aggregate treatment on moisture damage in hot-mix asphalt”. J. Mater. Civil Eng., 23(6): 802-811.

Arabani, M. and Hamedi, G. H. 2014. “Using the surface free energy method to evaluate the effects of liquid antistrip additives on moisture sensitivity in hot mix asphalt”. Int. J. Pave. Eng., 15(1): 66-78.

Epps, J., Berger, E. and Anagnos, J. 2003. “Treatments in Moisture Sensitivity of Asphalt”.  Proc. of A National Seminar, Moisture Sensitivity of Asphalt Pavements, Feb. 4-6, San Diego, California.

Hamedi, G. H., Moghadas Nejad, F. and Oveisi, K. 2015. “Investigating the effects of using nanomaterials on moisture damage of HMA”. Road Mater. Pave. Design, 16(3): 536-552.

Martin, J., Cooley, Jr., L. A. and Hainin, H. R. 2003. “Production and construction issues for moisture sensitivity of hot-mix asphalt pavements”. Proc. of A National Seminar, Moisture Sensitivity of Asphalt Pavements, Feb. 4-6, San Diego, California.

Moghadas Nejad, F., A. R. Azarhoosh, Gh. H. Hamedi and M. J. Azarhoosh. 2012. “Influence of using nonmaterial to reduce the moisture susceptibility of hot mix asphalt”. Constr. Build. Mater., 31: 384-388.

Moghadas Nejad, F., Hamedi, G. H. and Azarhoosh, A. 2013 . “The use of surface free energy method to evaluate the mechanism of the effect of hydrate lime on moisture damage of hot mix asphalt”. J. Mater. Civil Eng., 25(8): 1119-1126.

Moghadas Nejad, F., Tanzadeh, R., Tanzadeh, J. and Gholami. M. 2014a. “Investigating the effect of nanoparticles on the rutting behaviour of hot-mix asphalt”. Intl. J. Pave. Eng.  17(4): 353-362.

Moghadas Nejad, F., Azarhoosh, A., Gh. H. Hamedi and Roshani, H. 2014b. “Rutting performance prediction of warm mix asphalt containing reclaimed asphalt pavements”. Road Mater. Pave. Design, 15(1): 207-219.

Tarefder, R. A. and Zaman, A. M. 2010. “Nanoscale evaluation of moisture damage in polymer modified asphalts”. J. Mater. Civil Eng., 22(7): 714-725.

Yusoff, N. I. M., Breem, A. A. S., Alattug, H. N. M., Hamim, and Ahmad, J. 2014. “The effects of moisture susceptibility and ageing conditions on nano-silica/polymer-modified asphalt mixtures”. Constr. Build. Mater., 72: 139-147.