پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 713 |
| تعداد مقالات | 10,270 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,099,752 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 63,839,899 |
ارتقاء عملکرد دمای پایین مخلوطهای آسفالتی GB5 با استفاده از اصلاح قیر به وسیله نانو اکسید روی و پلیمر SBS | ||
| مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 20 تیر 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jtie.2026.41732.1776 | ||
| نویسندگان | ||
| شهرام ناصری1؛ غلامعلی شفابخش* 2؛ علیرضا خاوندی خیاوی3 | ||
| 1راه و ترابری، مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
| 2گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
| 3گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان ، زنجان، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 02 تیر 1405، تاریخ بازنگری: 15 تیر 1405، تاریخ پذیرش: 20 تیر 1405 | ||
| چکیده | ||
| مخلوطهای آسفالتی مدول بالا GB5 به دلیل ساختار سنگدانهای مناسب و ویژگیهای مکانیکی مطلوب، از گزینههای مهم در روسازیهای با عملکرد بالا محسوب میشوند. با این حال، استفاده از قیرهای سخت با درجه نفوذ پایین برای دستیابی به مدول بالا، حساسیت مخلوط را به ترکخوردگی حرارتی در دماهای پایین افزایش میدهد. ازاینرو، بهبود عملکرد دمای پایین در کنار حفظ سختی و مدول مناسب، یکی از چالشهای مهم مهندسی روسازی است. هدف این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی عملکرد مخلوطهای آسفالتی GB5 حاوی قیر 70/60 اصلاحشده با نانو اکسید روی و پلیمر استایرن-بوتادین-استایرن (SBS) با تأکید بر رفتار دمای پایین بود. بدین منظور، خواص رئولوژیکی قیرها با آزمایش BBR ارزیابی شد و مخلوطهای آسفالتی از نظر مدول دینامیکی، مقاومت ترکخوردگی دمای پایین با آزمایش SCB و حساسیت رطوبتی (ITS) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانو اکسید روی موجب بهبود عملکرد دمای پایین قیر و افزایش مقاومت مخلوط در برابر ترکخوردگی حرارتی میشود. همچنین، افزودن SBS با بهبود رفتار ویسکوالاستیک قیر، مقاومت خستگی و پایداری مکانیکی مخلوط را افزایش داد. استفاده همزمان از نانو اکسید روی و SBS اثر همافزایی داشته و بهترین عملکرد را از نظر مقاومت در برابر ترکخوردگی، دوام رطوبتی و رفتار خستگی فراهم کرد. نتایج آزمایش BBR نشان داد که ترکیب بهینه 2/4 درصد نانو اکسید روی و 7/3 درصدSBS ، سختی خزش خمشی را تا 80 درصد کاهش و شاخص m-value را تا 31 درصد افزایش داد. همچنین، مدول دینامیکی مخلوط T12 به بیش از 16 گیگاپاسکال رسید. نتایج SCB نیز بهبود بیش از 70 درصدی شاخصهای شکست در دمای 5- درجه سانتیگراد و آزمون حساسیت رطوبتی افزایش حداقل 10 درصدی عملکرد مخلوطهای اصلاحشده را نشان داد. در مجموع، اصلاح قیر 60/70 با نانو اکسید روی و SBS میتواند جایگزین مناسبی برای قیرهای سخت با درجه نفوذ پایین در تولید مخلوطهای آسفالتی مدول بالا باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آسفالت مدول بالا؛ نانو اکسید روی؛ پلیمر؛ ترک حرارتی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Improving the Low-Temperature Performance of GB5 Asphalt Mixtures by Modifying the Bitumen with Nano-ZnO and SBS Polymer | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Shahram Naseri1؛ Gholam Ali Shafabaksh2؛ Alireza Khavandi Khiavi3 | ||
| 1Highway and Transportation Eng., Civil Eng., Semnan University, Semnan, Iran | ||
| 2Department of Road and Transportation, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, I. R. Iran. | ||
| 3Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Zanjan University, Zanjan, I. R. Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| GB5 high-modulus asphalt mixtures are considered promising materials for high-performance pavements because of their favorable aggregate structure and desirable mechanical properties. However, high modulus values are commonly achieved using hard binders with low penetration grades, which increase mixture stiffness but also increase susceptibility to low-temperature thermal cracking. Therefore, improving low-temperature performance while maintaining adequate stiffness and modulus remains a significant challenge in pavement engineering. This study experimentally investigated the performance of GB5 asphalt mixtures containing 60/70 penetration grade bitumen modified with zinc oxide nanoparticles (Nano-ZnO) and styrene–butadiene–styrene (SBS) polymer, with particular emphasis on low-temperature behavior. The rheological properties of the binders were evaluated using the Bending Beam Rheometer (BBR) test. In addition, the corresponding asphalt mixtures were assessed in terms of dynamic modulus, low-temperature cracking resistance using the Semi-Circular Bending (SCB) test, and moisture susceptibility through the Indirect Tensile Strength (ITS) test. The results demonstrated that Nano-ZnO improved the low-temperature performance of the binder and enhanced the resistance of asphalt mixtures to thermal cracking. Furthermore, SBS improved the viscoelastic behavior of the binder, resulting in enhanced fatigue resistance and mechanical stability. The combined use of Nano-ZnO and SBS produced a synergistic effect and provided the best overall performance in terms of cracking resistance, moisture durability, and fatigue behavior. The BBR results indicated that the optimum combination of 4.2% Nano-ZnO and 3.7% SBS reduced flexural creep stiffness by 80% and increased the m-value by 31%. The T12 mixture (4.9% Nano-ZnO and 4.2% SBS) exhibited a dynamic modulus exceeding 16 GPa. Moreover, the SCB test showed more than a 70% improvement in fracture resistance at −5°C, while the ITS results indicated at least a 10% increase in moisture resistance. Overall, Nano-ZnO/SBS-modified 60/70 bitumen can effectively replace hard low-penetration binders in the production of high-modulus asphalt mixtures. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| High Modulus Asphalt Mixtures, Nano-ZnO, SBS, Thermal Cracks | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 36 |
||