خلاصه
با توجه به افزایش روز افزون میزان آمدو شد وسائل نقلیه و تنوع شرایط آب و هوایی، قیرهای موجود قابلیت تأمین رفتارهای مطلوب مخلوطهای آسفالتی همانند انعطاف پذیری، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر شیارشدگی (تغییرشکلهای دائمی) را ندارند. لذا در سالیان اخیر استفاده از افزودنیهای معدنیاز جمله آهک، گوگرد، گیلسونایت، الیاف و بنتونیت جهت بهبود خواص قیر و در نتیجه بهبود رفتار مخلوطهای آسفالتی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اصلاح خصوصیات قیر با افزودنی های معدنی، باعث بالابردن کیفیت مخلوطهای آسفالتی، طولانی تر شدن فواصل بین تعمیرات اساسی و در نتیجه کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری روسازی می شود. در این مقاله تأثیر افزودنیهای معدنی اشاره شده بر خصوصیات فنی قیر و همچنین خصوصیات مکانیکی مخلوطهای آسفالتی همانند مقاومت مارشال، حساسیت رطوبتی و شیارشدگی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از افزودنیهای معدنی موجب بهبود خواص مکانیکی و عملکردی مخلوطهای آسفالتی شده است.

کلمات کلیدی: افزودنیهای معدنی، خصوصیات قیر، خواص عملکردی، مخلوط آسفالتی

۱٫ مقدمه

در دهه های اخیر به منظور غلبه بر مشکلات قیرهای خالص معمـولی کـه بـه تنهـایی از خـواص شـیمیایی، فیزیکـی، رئولـوژیکی و چسـبندگی محـدودی برخوردارند، از مواد اصلاح کننده استفاده می شود. قیرهای ایران نیز ازاین شکل مستثنی نبوده و در مناطقی که دامنه تغییرات حرارتی شدید، بار ترافیـک سنگین یا بارندگی و یخبندان فراوان باشد، به تنهایی قادر به رفع مشکلات مربوط به شرایط مذکور نبوده و زملا است حتمـاً در خـواص آن تغییراتـی داده شود.

درروسازی راهها،لایه آسفالتی نقش محافظت ازجسم راه و انتقال تنشهای فشاری ازلایههای فوقانی به لایههایزیرین رادارامیباشد. کیفیت این لایه ازعوامل تأمینکننده ایمنی وراحتی استفادهکنندگان ازراه است که امروزه یکی ازمهمترین فاکتورهادرطرح مخلوطهایآسفالتی میباشد. لذاهمواره ساخت روسازی باکیفیت مطلوب و عمرمناسب مدنظرطراحان بودهاست. ازاین جهت راهکارهایی که منتهی به افزایش دوام،کیفیت رویه،کاهش آلودگی صوتی،افزایش عمرروسازی آسفالتی وجلوگیری ازخرابیهای زود رس لایه آسفالتی میگردد،موردتوجه محققین وپژوهشگران علم روسازی قرارگرفته است.

۱دانشیار دانشکده عمران دانشگاه علم و صنعت ایران ۲دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه علم و صنعت ایران

۱

۲٫ تعریف مواد افزودنی و مواد جایگزین

افزودنیهای قیر موادی هستند که قبلا به قیر افزوده شده و تحت شرایط معینی کاملاً با آن مخلوط گردیده اند و یا در حین تهیـه مخلوطهـای آسـفالتی و در جریان اختلاط قیر و مصالح سنگی به واحد مخلوط کننده کارخانه آسفالت اضافه می شوند. همچنین افزودنیها در جریـان بازیافـت آسـفالتهای فرسـوده و بمنظور احیای قیر موجود در این آسفالتها نیز کاربرد دارند.

مواد جایگزین موادی هستند که جایگزین بخشی از قیرهای خالص در مخلوطهای آسفالتی می شوند. گوگرد و کـائوچو و پـودر بازیـابی شـده لاستیکهای فرسوده، که تا حدود ۵۰ درصد وزن قیر، با آن مخلوط می شوند(۵۰ درصد قیر و ۵۰ درصد مواد جـایگزین) را مـی تـوان در ایـن گـروه قـرار

داد.[۱]

۲,۱٫ انواع مواد افزودنی

مواد افزودنی که برای اصلاح خصوصیات قیر و مخلوطهای آسفالتی مورد استفاده قرار میگیرد را می توان به موارد زیر تقسیم بندی نمود:

پلیمرها، بسط دهنده ها، فیلرهای معدنی، آسفالت طبیعی، افزودنیهای ضد عریان شدگی، آنتی اکسیدانت، هیدروکربن ها، الیاف، سایر مواد افزودنی

۲,۲٫ هدف از کاربرد مواد افزودنی

محققان زیادی همواره به دنبال دلایلی برای توجیه استفاده از افزودنیها برای اصلاح خصوصیات قیر بودهاند. لواندوسکی۱ در سـال ۱۹۹۴ بیـان کـرد کـه دلایل اصلی اصلاح قیر با انواع مختلفی از افزودنیها به صورت زیر خلاصه میشود:[۲]

• برای بدست آوردن مخلوطهای نرمتر در دماهای خدمت پایین و کاهش ترکخوردگی

• برای بدست آوردنمخلوطهای سختتر در دماهای بالا و کاهش شیارشدگی

• برای افزایش استحکام و مقاومت مخلوط

• برای بهبود مقاومت خستگی مخلوطها

• برای کاهش ضخامت سازه ای روسازیها

۳٫ خواص عملکردی مخلوط های آسفالتی

مخلوط های آسفالتی جدید باید عملکرد مناسبی در برابر پدیده های زیر داشته باشند:

• تغییر شکل دائم و شیارشدگی

• خرابی های ناشی از رطوبت و آب

• ترک های ناشی از خستگی

خصوصیات مخلوط های آسفالتی در رابطه با عملکرد، با مقاومت مخلوط در برابر این پدیده ها مورد ارزیابی قرار می گیرد.[۳]