بررسی مکانیزم خرابی رطوبتی در مخلوط های آسفالتی با استفاده از پارامترهای ترمودینامیک و طرح اختلاط

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیر کبیر

2 عمران،فنی مهندسی،دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات تهران،تهران،ایران

چکیده

خرابی رطوبتی در مخلوط‌های آسفالتی از دست دادن مقاومت و دوام ناشی از حضور آب تعریف می‌شود. عدم ارتباط مکانیزم خرابی در آزمایشگاه و شرایط میدانی، عدم اندازه‌گیری خصوصیات موثر مواد و نقش آنها، عدم ارائه راهکار اصلاحی و سایر کمبودهای روش‌های آزمایشگاهی موجود برای تعیین حساسیت رطوبتی باعث شده است که محققین در سال‌های اخیر به فکر ارائه روش‌‌هایی بر پایه پارامترهای موثر در رخداد خرابی باشند. بر این اساس، این پژوهش تلاشی برای ارائه مدل پیش‌بینی حساسیت رطوبتی با استفاده از پارامترهای ترمودینامیک و طرح اختلاط است که بتواند عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر رطوبت را پیش‌بینی و تحلیل کند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از افزودنی‌های ضد‌عریان‌شدگی به طور کلی می‌تواند عملکرد مخلوط آسفالتی در برابر رطوبت را بهبود دهد اما نوع و درصد این افزودنی‌ها باید با توجه به نوع سنگدانه، نوع قیر و ویژگی‌های طرح اختلاط مخلوط آسفالتی تعیین شوند. بر اساس مدل‌ ارائه‌شده می‌توان گفت پارامترهای انرژی آزاد پیوستگی، انرژی آزاد چسبندگی قیر-سنگدانه در شرایط خشک، قابلیت پوشش‌دهی سنگدانه توسط قیر، مساحت سطح ویژه سنگدانه‌ها و ضخامت ظاهری غشای قیر روی سطح سنگدانه به صورت مستقیم و انرژی آزاد‌شده سیستم در هنگام رخداد عریان‌شدگی، درصد اشباع و نفوذپذیری مخلوط آسفالتی به صورت معکوس بر مقاومت مخلوط آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی تاثیر قابل ‌توجه دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation the mechanism of moisture damage of asphalt mixtures with using thermodynamic and mix design parameters

نویسندگان [English]

  • Fereydoon Moghaddasnezhad 1
  • mohyedin asadi 2
1 Amirkabir University of Technology
2 Civil،Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran,Iran
چکیده [English]

Moisture damage in asphalt mixtures is defined as loss in strength and durability in present of water. Lack of relationship between distress mechanism in the laboratory and field, lack of measurement of effective properties of materials and their role, lack of modification solution, and other deficiencies of these methods have motivated researchers to present more appropriate experimental methods based on the properties of materials and asphalt mixtures, which could have a determining role in the occurrence of moisture-induced distress. Thus, the present research tries to present a model for predicting moisture sensitivity of asphalt mixtures based on thermodynamic parameters and characteristics of mix design of asphalt mixtures, which could predict the performance of an asphalt mixture against moisture based on the mentioned parameters.

Results of this study demonstrated that using antistripping additives can generally improve the performance of asphalt mixtures against moisture; but, type and percent of these additives must be determined considering type of aggregate, type of asphalt binder, and properties of asphalt binder-aggregate mixture. Moreover, based on the presented statistical analyses, the results represented that the parameters of cohesion free energy and adhesion free energy of aggregate-asphalt binder in dry conditions, wettability of aggregate by asphalt binder, specific surface area of aggregates, and apparent film thickness of asphalt binder on the aggregate surface as well as free energy of system during antistripping event and permeability of asphalt mixture considerably influenced the occurrence of moisture damage directly and reversely, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphalt mixtures
  • moisture damage
  • Modified Lottman Test
  • Resilience Modulus
  • surface free energy