ارزیابی آزمایشگاهی مخلوطهای آسفالت گرم حاوی سرباره فولادی کوره قوس الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری راه وترابری دانشکده عمران -پردیس دانشکده های فنی-دانشگاه تهران وعضو هیا ت علمی دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشیار دانشکده عمران-پردیس دانشکده های فنی-دانشگاه تهران

10.22075/jtie.2019.18776.1420

چکیده

کاهش آلودگی محیط زیست ، حفظ منابع طبیعی و کاهش مصرف انرژی از اهداف اصلی توسعه پایدار می‌باشند که بایستی در روند توسعه زیرساخت‌های مختلف هر کشوری مورد توجه واقع شوند. توسعه زیرساخت‌های حمل و نقلی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و بایستی با توجه به اصول توسعه پایدار انجام گیرند. کاهش دمای پخت و استفاده از مواد زاید در پروسه تولید مخلوط‌های آسفالتی از جمله مهم‌ترین این پتانسیل‌ها می‌باشند. در همین راستا در این پژوهش به ارزیابی خواص مکانیکی مخلوط‌های آسفالتی حاوی ساسوبیت به عنوان افزودنی آسفالت گرم و سرباره کوره قوس الکتریکی به عنوان جایگزین مصالح سنگی درشت‌دانه پرداخته‌شد. سرباره فولادی به مقدار 0، 25، 50 و 75 درصد جایگزین مصالح سنگی طبیعی آهکی درشت‌دانه(مانده بر روی الک 75/4 میلی‌متر) شد و از ساسوبیت نیز به مقدار %3 وزن قیر به عنوان افزودنی در تهیه مخلوط‌های آسفاتی گرم استفاده گردید. پس از بررسی خصوصیات مصالح سنگی و سرباره‌ای، قیر بهینه برای 8 نوع مخلوط آسفالتی شامل 4 مخلوط آسفالتی داغ و 4 مخلوط آسفالتی گرم با مقادیر مختلف سرباره به روش مارشال اندازه‌گیری شد. سپس به منظور ارزیابی خواص مکانیکی مخلوط‌ها، در درصد قیر بهینه مارشال 96 نمونه با دستگاه متراکم کننده چرخشی روسازی ممتاز ساخته شد و آزمایشهای مقاومت کششی غیر مستقیم، مدول برجهندگی در 2 دمای c˚25 وc˚40 و خزش دینامیکی در دمای c˚40 بر روی نمونه‌ها انجام گردید. نتایج حاصل از این آزمایش‌ها نشان دهنده بهبود معنی‌دار خواص مکانیکی مخلوط‌ها تحت تاثیر استفاده از افزودنی ساسوبیت و سرباره فولادی می‌باشد. این تغییرات تحت تاثیر سختی حاصل از ساسوبیت، قفل و بست بهتر مصالح سرباره‌ای و چسبندگی بهتر این مواد بازیافتی با قیر می‌باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Laboratory evaluation of warm mix asphalt Mixtures containing electric arc furnace steel slag

نویسندگان [English]

  • Seyed Ali Ziaee 1
  • Kambiz Behnia 2
1 PHD student of School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran faculty member of Department of Civil Engineering, Engineering Faculty,Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran And
2 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Conservation of natural resources, optimization of energy use, and minimization of environmental pollution are among the core goals of sustainable development that should be duly considered in the development of national infrastructures, including roads and highways. In the case of asphalt mixtures, these goals can be achieved by the reduction of mixing temperature and the use of recycled materials instead of natural aggregates. This study investigated the mechanical properties of asphalt mixtures containing Electric Arc Furnace Slags(EAFS), which were used as partial replacement for coarse aggregates, and also Sasobit, which was used as an additive for Warm Mix Asphalt (WMA) mixtures. This replacement was performed in, 0, 25, 50, and 75% of natural Coarse limestone (>4.75 mm). In WMA specimens, Sasobit was also added at a concentration of 3% by weight of bitumen. After investigating the properties of aggregates and slags, the Marshall method was used to determine the optimum bitumen content of 8 asphalt mixtures (4 HMA+ 4 WMA) with different slag contents. The results of the Marshall Mix Design method showed that because of the high porosity of slags, slag-containing mixtures have a higher optimum bitumen content. Overall, 120 specimens with optimum bitumen content were prepared with a Superpave Gyratory Compactor (SGC). To assess mechanical properties, these specimens were subjected to Indirect Tensile Strength (ITS) test, resilient modulus test at 25°C and 40°C, and dynamic creep test at 40°C and 55°C. The results of these tests showed an improvement in the mechanical properties of the mixtures containing Sasobit and EAF slags. This improvement can be attributed to the increased stiffness resulting from the use of Sasobit, better interlocking of slags, and better adhesion of slags to bitumen.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Warm mix asphalt
  • Slag
  • Dynamic Creep
  • Resilient modulus