دانشگاه سمنان

 آمار

تعداد نشریات21
تعداد شماره‌ها603
تعداد مقالات8,936
تعداد مشاهده مقاله66,888,407
تعداد دریافت فایل اصل مقاله7,486,705
ولی زاده, مهدی, شعبانی, شاهین, خاوندی خیاوی, علیرضا. (1401). ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح قیر امولسیون با محلول نانوالیاف سلولزی بر بهبود عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل. نشریه هنرهای کاربردی, 8(4), 23-42. doi: 10.22075/jtie.2023.29354.1625
مهدی ولی زاده; شاهین شعبانی; علیرضا خاوندی خیاوی. "ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح قیر امولسیون با محلول نانوالیاف سلولزی بر بهبود عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل". نشریه هنرهای کاربردی, 8, 4, 1401, 23-42. doi: 10.22075/jtie.2023.29354.1625
ولی زاده, مهدی, شعبانی, شاهین, خاوندی خیاوی, علیرضا. (1401). 'ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح قیر امولسیون با محلول نانوالیاف سلولزی بر بهبود عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل', نشریه هنرهای کاربردی, 8(4), pp. 23-42. doi: 10.22075/jtie.2023.29354.1625
ولی زاده, مهدی, شعبانی, شاهین, خاوندی خیاوی, علیرضا. ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح قیر امولسیون با محلول نانوالیاف سلولزی بر بهبود عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل. نشریه هنرهای کاربردی, 1401; 8(4): 23-42. doi: 10.22075/jtie.2023.29354.1625

ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح قیر امولسیون با محلول نانوالیاف سلولزی بر بهبود عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل
دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 32، اسفند 1401، صفحه 23-42    اصل مقاله (1.95 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jtie.2023.29354.1625
نویسندگان
مهدی ولی زاده* 1؛ شاهین شعبانی2؛ علیرضا خاوندی خیاوی3
1دانشجوی دکتری راه و ترابری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور تهران،ایران
2گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، ص.پ. 4697-19395 ، تهران، ایران
3گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، ایران
تاریخ دریافت: 27 آذر 1401،  تاریخ بازنگری: 22 دی 1401،  تاریخ پذیرش: 08 اسفند 1401 
چکیده
یکی از اقدامات مؤثر در نگهداری پیشگیرانه راه‌ها، استفاده از آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل است. در این پژوهش، از محلول نانوالیاف سلولزی به میزان صفر (به‌عنوان نمونه شاهد)، 3، 5، 7 و 9 درصد بر اساس وزن جامد قیر جهت اصلاح قیر امولسیون استفاده گردید. ابتدا، ارزیابی قیرهای امولسیون اصلاح‌شده پلیمری با استفاده از شاخص‌های فیزیکی همچون ویسکوزیته سیبولت‌فیورل، نقطه نرمی و درجه نفوذ انجام شد. سپس، از قیرهای امولسیون اصلاح‌شده پلیمری در مخلوط‌های اسلاری‌سیل استفاده گردید. ارزیابی مخلوط‌های آسفالتی به‌واسطه آزمایش‌های چسبندگی مرطوب، سایش در شرایط مرطوب، بارگذاری چرخ- جابه‌جایی و بارگذاری چرخ- چسبندگی ماسه انجام شد. نتایج آزمایش‌های قیری نشان داد که استفاده از محلول نانوالیاف سلولزی منجر به بهبود خواص قیر شامل کاهش درجه نفوذ، افزایش نقطه نرمی و افزایش ویسکوزیته می‌شود. با افزایش میزان محلول نانوالیاف سلولزی از صفر به 5 درصد، تغییرات درجه نفوذ و نقطه نرمی قابل ‌توجه بود. این در حالی است که با افزایش مقدار محلول نانوالیاف سلولزی از 5 به 9 درصد، تغییرات درجه نفوذ و نقطه نرمی محسوس نبود. نتایج آزمایش‌های آسفالتی روی نمونه‌ها به­وضوح نشان داد که مخلوط‌های حاوی قیر امولسیون اصلاح‌شده موجب بهبود عملکرد مخلوط اسلاری‌سیل خواهد شد. به‌طور کلی، عملکرد اسلاری‌سیل حاوی محلول نانوالیاف سلولزی به میزان 5 درصد، در چسبندگی مرطوب، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر جابه‌جایی به ترتیب به میزان 1/23، 7/42 و 42 درصد بیشتر از مخلوط شاهد بود.
کلیدواژه‌ها
اسلاری‌سیل؛ قیر امولسیون اصلاح‌شده؛ نانوالیاف سلولزی
عنوان مقاله [English]
Experimental Analysis of the Effect of Modification of Bitumen Emulsion with Cellulose Nanofiber Solution on Improved Performance of Slurry Seal Surface Treatment
نویسندگان [English]
mehdi valizadeh1؛ Shahin Shabaani2؛ Alireza khavandi3
1PhD candidate, Department of Civil Engineering, Payame Noor University (PNU), P. O. Box, 19395-3697
2Department of civil engineering, Payame Noor university (PNU), P.O.Box: 19395-4697, Tehran, Iran.
3civil engineering faculty, zanjan university, zanjan, iran
چکیده [English]
An effective measure of protective road maintenance is the application of slurry seal surface treatment. In this research, a cellulosic nanofiber solution was used at 0 (i.e., control), 3, 5, 7, and 9 wt.% by solid weight of asphalt binder to modify bitumen emulsion. First, the modified polymeric bitumen emulsion samples were evaluated by their physical properties like Saybolt FUROL viscosity, softening point and penetrability. Next, the modified polymeric bitumen emulsion samples were used in slurry seal mixtures. The asphalt mixtures were then evaluated through wet cohesion test, wet track abrasion test, loaded wheel – displacement test, and loaded wheel – sand adhesion test. Results of the asphalt binder tests showed that the use of the cellulosic nanofiber solution could improve the asphalt binder characteristics in terms of reduced penetrability, increased softening point, and enhanced viscosity. With increasing the percent dosage of the cellulosic nanofiber solution from 0 to 5%, significant changes occurred to the penetrability and the softening point. In the meantime, further increase in the percent dosage of the cellulosic nanofiber solution from 5 to 9% imposed significant changes neither in the penetrability nor the softening point. Results of asphalt tests on the samples showed clearly that the asphalt mixtures containing the modified asphalt binder make better-performing slurry seal surface treatments. On average, the slurry seal containing the cellulosic nanofibers at 5% exhibited higher wet cohesion, resistance to abrasion, and resistance to displacement by 23.1%, 42.7%, and 42%, respectively, as compared to the control
کلیدواژه‌ها [English]
slurry seal, modification of bitumen emulsion, cellulosic nanofibers
مراجع
  1. ایزدی، ا.، زال نژاد، م.، زال نژاد، ح. و بزرگی، پ. (1399). "ارزیابی آزمایشگاهی عملکرد آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل رنگی حاوی رنگدانه‌های قرمز اکسید آهن". مهندسی زیرساخت­های حمل و نقل، 6(4): 99-120. .doi:10.22075/jtie.2020.20189.1449
  2. زال نژاد، م. و حسامی، ا. (1398). "ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر استفاده از سرباره فولاد بر مشخصات آسفالت حفاظتی اسلاری‌سیل". مهندسی زیرساخت­های حمل و نقل، 5(1): 16-35. doi:10.22075/jtie.2018.16145.1345
  3. کی منش، م. ر.، زیاری، ح.، زال نژاد، ح. و زال نژاد، م. (1399). "ارزیابی مشخصات رئولوژی و قیرزدگی باقی‌مانده قیرهای امولسیون اصلاح‌شده با پلیمر به روش‌های مختلف ساخت". مهندسی زیرساخت­های حمل و نقل، 7(3): 59-78. doi:10.22075/jtie.2020.20509.1459
  4. Abedini, M., Hassani, A., Kaymanesh, M. R. and Yousefi, A. A. 2017. “Low-temperature adhesion performance of polymer-modified bitumen emulsion in chip seals using different SBR latexes”. Sci. Technol., 35(1): 59-65. doi:10.1080/10916466.2016.1238932
  5. Aboutalebi Esfahani, M. and Khatayi, A. 2022. “Effect of type and quantity of emulsifier in bitumen polymer emulsion on microsurfacing performance”. Int. J. Pavement Eng., 23(4): 957-971. doi:10.1080/10298436.2020.1784 416
  6. Ahmedzade, P., Günay, T., Grigoryeva, O. and Starostenko, O. 2017. “Irradiated recycled high density polyethylene usage as a modifier for bitumen”. J. Mater. Civ. Eng., 29(3): 04016233. doi:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001757
  7. ASTM D7497. 2021. “Standard practice for recovering residue from emulsified asphalt using low-temperature evaporative technique”. American Society of Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
  8. Bhargava, N., Siddagangaiah, A. K. and Ryntathiang, T. L. 2020. “State of the art review on design and performance of microsurfacing”. Road Mater. Pavement Des., 21(8): 2091-2125. doi:10.1080/14680629.2019.1607771
  9. Buss, A. F. and Claypool, B. S. 2022. “Analytical methods to determine effectiveness of slurry seals in wet/freeze climate using pavement management information systems”. Road Mater. Pavement Des., 23(5): 992-1010. doi:10.1080/14680629.2020.1868327
  10. Chen, W., Yu, H., Liu, Y., Hai, Y., Zhang, M. and Chen, P. 2011. “Isolation and characterization of cellulose nanofibers from four plant cellulose fibers using a chemical-ultrasonic process”. Cellulose, 18(2): 433-442.
  11. Eichhorn, S. J. 2020. 1000 at 1000: reflecting on “Review: Current international research into cellulose nanofibres and nanocomposites”. 55; 12637-12641, Springer.
  12. Hu, C., Zhao, J., Leng, Z., Partl, M. N. and Li, R. 2019. “Laboratory evaluation of waterborne epoxy bitumen emulsion for pavement preventative maintenance application”. Constr. Build. Mater., 197: 220-227.
  13. 2017a. “Test method for measurement of excess asphalt in bituminous mixtures by use of a loaded wheel tester and sand adhesion”. Technical Bulletin 109, International Slurry Surfacing Association.
  14. 2017b. “Test method for measurement of stability and resistance to compaction, vertical and lateral displacement of multilayered fine aggregate cold mixes”. Technical Bulletin 147, International Slurry Surfacing Association.
  15. 2017c. “Test method for wet track abrasion of slurry surfacing systems”. Technical Bulletin 100, International Slurry Surfacing Association.
  16. 2017d. “Test method to classify emulsified asphalt/aggregate mixture systems by modified cohesion tester measurement of set and cure characteristics”. Technical Bulletin 139, International Slurry Surfacing Association.
  17. 2017e. “Trial mix procedure for slurry seal design”. Technical Bulletin 113, International Slurry Surfacing Association.
  18. ISSA A105. 2020. “Recommended performance guideline for emulsified asphalt slurry seal”. International Slurry Surfacing Association.
  19. Jin, T., Warid, M., Idham, M., Hainin, M., Yaacob, H., Hassan, N., . . . and Afiqah, R. 2019. “Modification of emulsified bitumen using styrene-butadiene rubber (SBR)”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
  20. Johannes, P. T. 2014. “Development of an improved mixture design framework for slurry seals and micro-surfacing treatments”. The University of Wisconsin, Madison.
  21. Keymanesh, M. R., Ziari, H., Zalnezhad, H. and Zalnezhad, M. 2021a. “Effects of lead time and manufacturing methods applied for polymer-modified bitumen emulsion (PMBE) on microsurfacing performance”. Road Mater. Pavement Des., 23(10): 2271-2292. doi:10.1080/14680629.2021.1963818
  22. Keymanesh, M. R., Ziari, H., Zalnezhad, H. and Zalnezhad, M. 2021b. “Mix design and performance evaluation of microsurfacing containing electric arc furnace (EAF) steel slag filler”. Constr. Build. Mater., 269: 121336. doi:10.1016/j.conbuildmat.2020.121336
  23. Khan, A. and Jain, S. 2020. “Assessment of strength characteristics of bituminous concrete modified using HDPE”. Transport. Res. Proc., 48: 3734-3755.
  24. Oda, S., Fernandes Jr., J. L. and Ildefonso, J. S. 2012. “Analysis of use of natural fibers and asphalt rubber binder in discontinuous asphalt mixtures”. Constr. Build. Mater., 26(1): 13-20.
  25. Pan, C., Liang, D., Mo, L., Riara, M. and Lin, J. 2019. “Influence of different modifiers on bonding strength and rheological performance of bitumen emulsion”. Mater., 12(15): 2414.
  26. Pittenger, D. M. and Gransberg, D. D. 2020. “Life cycle cost analysis of Portland cement slurry seal and microsurfacing to correct rutting”. J. Struct. Integ. Mainten., 5(1): 1-7. doi:10.1080/24705314.2019.1 692166
  27. Pouliot, N., Marchand, J. and Pigeon, M. 2003. “Hydration mechanisms, microstructure, and mechanical properties of mortars prepared with mixed binder cement slurry-asphalt emulsion”. J. Mater. Civ. Eng., 15(1): 54-59.
  28. Prapaitrakul, N., Han, R., Jin, X., Martin, A. and Glover, C. 2010. “Comparative study on recovered binder properties using three asphalt emulsion recovery methods”. J. Test. Eval., 38(6): 653-659. doi:10.1520/JTE102739
  29. Sheng, X., Wang, M., Xu, T. and Chen, J. 2018. “Preparation, properties and modification mechanism of polyurethane modified emulsified asphalt”. Constr. Build. Mater., 189: 375-383.
  30. Sun, Y., Yue, J. C., Wang, R. R., Li, R. X. and Wang, D. C. 2020. “Investigation of the effects of evaporation methods on the high-temperature rheological and fatigue performances of emulsified asphalt residues”. Adv. Mater. Sci. Eng., 2020.
  31. Xiao, J., Jiang, W., Ye, W., Shan, J. and Wang, Z. 2019. “Effect of cement and emulsified asphalt contents on the performance of cement-emulsified asphalt mixture”. Constr. and Build. Mater., 220: 577-586.
  32. Zalnezhad, M. and Hesami, E. 2020. “Effect of steel slag aggregate and bitumen emulsion types on the performance of microsurfacing mixture. J. Traffic Transport. Eng., 7(2): 215-226.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 359
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 247


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب