بررسی رفتار شیارشدگی قیر های اصلاح شده با نانو کامپوزیت های SBS/MgO

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 گروه مهندسی عمران، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران

10.22075/jtie.2020.20806.1465

چکیده

شیار شدگی یکی از مهم‌ترین خرابی‌های روسازی‌های انعطاف‌پذیر می‌باشد که به‌طور چشمگیری از مشخصات قیر تأثیر می‌پذیرد. برای جلوگیری از این خرابی لازم است از قیر با مشخصات عملکردی مناسبی در ساخت مخلوط‌های آسفالتی استفاده گردد. تحقیقات بسیاری نشان داده است که قیرهای پلیمری مزیت‌های فروانی داشته ولی به دلیل سازگاری پایین بین قیر و پلیمر در پایداری ذخیره‌سازی مشکل داشته است و در حین ذخیره‌سازی تشکیل دو فاز قیر و پلیمر را می‌دهد که باعث کاهش مشخصات عملکردی مخلوط‌های آسفالتی مانند مقاومت شیارشدگی می‌شود. بدین جهت از قیرهای پلیمری اصلاح‌شده با نانو کامپوزیت‌ها استفاده‌شده است تا با افزودن نانو اکسید منیزیم به قیر پلیمری سازگاری بین پلیمر و قیر و مشخصات عملکردی قیر بهبود پیدا کند و احتمال رخ دادن خرابی‌هایی مانند شیارشدگی کاهش یابد. تحقیق حاضر برای ارزیابی اثر نانو ذرات اکسید منیزیم بر روی عملکرد شیارشدگی قیرهای پلیمری انجام‌شده است. در این تحقیق قیر خالص 70/60 با پلیمر SBS و نانو ذرات اکسید منیزیم در 5 میزان مختلف اصلاح گردید. آزمایشات ویسکوزیته چرخشی و بازگشت خزشی در چند سطح تنش (MSCR) برای ارزیابی اثر نانو ذرات بر قیر پلیمری بکار برده شده است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که نانو ذرات اکسید منیزیم ویسکوزیته قیرهای پلیمری را افزایش داده است. با افزودن 2/1 درصد نانو ذرات اکسید منیزیم به قیر پلیمری پارامتر Jnr حدود 23/40 کاهش و درصد بازگشت حدود 5/57 درصد افزایش داشته است. این نتایج نشان می‌دهد که نانو ذرات اکسید منیزیم تأثیر قابل‌توجهی بر بهبود عملکرد دمای بالای قیرهای پلیمری اصلاح‌شده با نانو ذرات دارد و مقاومت در برابر شیارشدگی را افزایش می‌دهد. به‌طورکلی قیرهای اصلاح‌شده با کامپوزیت‌های ‌-SBS/MgO پتانسیل مطلوبی برای بهبود عملکرد قیر داشته و قابلیت کاربرد در مناطق گرم را دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the rutting behavior of modified bitumen with SBS / MgO nanocomposite

نویسندگان [English]

  • Gholamali Shafabakhsh 1
  • Mohammadreza Aliakbari Bidokhti 2
  • Hassan Divandari 3
1 Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Islamic Republic of Iran
2 Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Islamic Republic of Iran
3 Department of Civil Engineering, Nowshahr Branch, Islamic Azad University, Nowshahr, Iran
چکیده [English]

Rutting is one of the most important failures of flexible pavements, which is dramatically affected by bitumen characteristics. To prevent this failure, it is necessary to use bitumen with good performance characteristics in the construction of asphalt mixtures. Numerous studies have shown that polymer modified bitumen has many advantages. The storage stability of polymer modified bitumen is difficult because the compatibility between bitumen and polymer is low. During storage, it forms two phases of bitumen and polymer, which reduces the performance characteristics of asphalt mixtures such as rutting resistance. For this reason, polymer bitumen modified with nanocomposites have been used. By adding magnesium nano oxide to the polymer bitumen, the compatibility between the polymer and the bitumen and the performance characteristics of the bitumen will be improved, and the possibility of damage such as rutting will be reduced. The present study was conducted to evaluate the effect of magnesium oxide nanoparticles on the rutting performance of polymer bitumen. In this study, pure bitumen 60/70 was modified with SBS polymer and magnesium oxide nanoparticles in 5 different levels. Rotational viscosity and multiple stress creep recovery test (MSCR) have been used to evaluate the effect of nanoparticles on polymer modified bitumen. Research shows that magnesium oxide nanoparticles increase the viscosity of polymer modified bitumen and improve the Jnr and the percentage recovery of bitumen. These results show that magnesium oxide nanoparticles have a significant effect on improving the high temperature performance of nano modified polymer bitumen and increase the rutting resistance. In general, bitumen modified with SBS/MgO nanocomposites have a good potential for improving bitumen performance and can be used in warm areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polymer
  • Magnesium oxide nanoparticles
  • Rutting
  • viscosity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 شهریور 1399
  • تاریخ دریافت: 14 تیر 1399
  • تاریخ بازنگری: 05 مرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 12 شهریور 1399