در صنایع پتروشیمی تولید کننده پلی وینیل کلرید (PVC)، ضایعات سنگین که شامل ترکیبات دارای دو یا چند کلر هستند، به هنگام خالص سازی اتیلن دی کلرید (EDC) به وجود می آیند. مقدار زیاد ترکیبات کلردار موجود در ضایعات سنگین امکان پلیمر شدن آن را با پلی سولفید قلیایی برای تشکیل پلی-سولفید پلیمر می دهد. بنابراین، ضایعات خطرناک برای محیط زیست را می توان بدون هیچ نوع مشکل زیست محیطی به پلی سولفید پلیمر تبدیل کرد. روش هایی برای سنتز پلی سولفید پلیمر از این ضایعات وجود دارد تا بتوان این پلیمر لاستیکی را برای اصلاح قیر مورد استفاده قرار داد. در این پژوهش، اثر پلی سولفید پلیمر (PSP) و پلی سولفید پلیمر تهیه شده از ضایعات سنگین (wPSP) بر قیر و آسفالت تهیه شده از آنها بررسی و مقایسه شده است. به این منظور، نمونه های 1، 3 و %5 از PSP وwPSP  به عنوان اصلاح کننده در قیر و آسفالت تهیه و خواص فیزیکی و مکانیکی آنها با یک دیگر مقایسه شده است. نتایج نشان داد، استفاده از این اصلاح کننده جدید باعث کاهش درجه نفوذ (PSP=%39.5 و wPSP=%27.6) و افزایش دمای نرمی (PSP=%17.8 و Wpsp=%11.6) در قیر و کاهش شیار شدگی در مخلوط آسفالتی می شود و اثر اندکی را در بهبود استحکام مارشال نمونه های آسفالتی (PSP=%4 و wPSP=%11.6) دارد.

جاده ها از سرمایه های زیربنایی و راهبردی هر کشور محسوب می شود. سرمایه هایی که سالانه بخش زیادی از بودجه را برای ترمیم و نگهداری به خود اختصاص می دهند. ایجاد هرگونه خرابی در روسازی آسفالتی، سبب ایجاد اختلال در روند عملکردی وسایل نقلیه شده که در پی آن، کاهش ایمنی رانندگی و نیز کاهش سطح سواری دهی را به دنبال خواهد داشت. خرابی ها در روسازی آسفالتی از عوامل مختلفی نشات می گیرند. به طور کلی در اثر عبور ترافیک، خرابی با ایجاد ریز ترک هایی در سیستم روسازی پدیدار شده که در این میان خستگی و خرابی های ناشی از آن، از مدهای اصلی شکست در روسازی آسفالتی است. در واقع در اثر تکرار بیشتر بارگذاری، این ریزترک ها به شکل ترک خستگی گسترش یافته و نهایتا گسیختگی سازه ای روسازی آسفالتی را در پی خواهد داشت. سالانه بخش عمده هزینه های تعمیرات و نگهداری راه ها صرف برطرف نمودن خرابی های ناشی از ترک ها می گردد. یکی از عواملی که می تواند در افزایش عمر خستگی روسازی آسفالتی موثر باشد، پتانسیل خودترمیمی قیر و آسفالت است. منظور از خودترمیمی، توانایی بازیابی مشخصات مکانیکی از قبیل سفتی و مقاومت از دست رفته و نیز بازگشت جابه جایی حاصل از بازشدگی ترک ها، در طی دوره استراحت و دمای بالا، است. در این پژوهش به بررسی پدیده خودترمیمی، عوامل تاثیرگذار در آن و معرفی شاخص های اندازه گیری این پدیده، آسفالتی به همراه نتایج آخرین تحقیقات پرداخته شده است.

امروزه تراشه های آسفالت در تولید مخلوط های آسفالتی استفاده می شوند. استفاده از این مواد، منافع اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی دارد. از طرفی، افزودنی های نیمه گرم، موادی هستند که دمای تولید مخلوط های آسفالتی را کاهش داده و کارایی این مخلوط ها را در پروژه های راهسازی بهبود می دهند. همیشه این سوال مطرح است که طرح اختلاط مخلوط های آسفالتی در حضور تراشه های آسفالتی و افزودنی های موجود چه تغییری می کند. در این تحقیق اثر استفاده توام تراشه های آسفالتی و یک افزودنی نیمه گرم به نام ساسوبیت بر مشخصات فنی مخلوط های آسفالتی ارزیابی می شود. بدین منظور یک طرح آزمایشگاهی بر اساس مقدار تراشه آسفالتی (صفر تا 50 درصد)، مقدار قیر (4 تا 6 درصد) و مقذار ساسوبیت (0 تا 3 درصد) با استفاده از روش سطح پاسخ طراحی شد. آنگاه مشخصات حجمی و مقاومتی نمونه های آزمایشگاهی اندازه گیری و با معیار های آیین نامه روسازی راه های ایران ارزیابی شد. نتایج به دست آمده، نشان می دهند نقطه بهینه برای تولید مخلوط آسفالت بازیافتی با مصالح به کار رفته، در قیر 6/4%، تراشه آسفالت 12% و ساسوبیت 3% می باشد. همچنین، افزایش درصد ساسوبیت، مقدار استحکام مارشال و وزن مخصوص را افزایش و درصد فضای خالی را کاهش می دهد.

تشخیص خودکار ترک روسازی برای ارزیابی الزامات تعمیر و نگهداری راه و اطمینان از ایمنی رانندگی ضروری است. تشخیص سنتی ترک دارای مشکلاتی مانند بازدهی پایین و عدم شناسایی کامل است. این پژوهش باهدف رفع مشکلات روش های سنتی تشخیص ترک و استفاده از مدل های یادگیری عمیق، روشی مبتنی بر الگوریتم های آشکارسازی و تشخیص شی برای تشخیص ترک روسازی طراحی کرده و ضمن تشریح مفاهیم تئوری، آخرین مدل های تشخیص اشیا سری YOLOv5 را برای تشخیص ترک روسازی موردبحث قرار داده است. درنهایت یک مدل آشکارسازی ترک و مدیریت روسازی مؤثر ارائه شده است. این مدل قادر است نوع، موقعیت و مشخصات هندسی ترک را با دقت و سرعت بالایی نسبت به سایر روش ها مشخص کند. بدین منظور از تصاویر برداشت شده از آسفالت معابر شهر مشهد برای آموزش و ارزیابی مدل استفاده شد. تصاویر برای دو گزینه ترک خطی و ترک سطحی برچسب-گذاری شد. سپس مدل هایی با به کارگیری پنج الگوریتم سری YOLOv5 و یادگیری انتقالی، ایجاد و ازنظر دقت و سرعت پیش بینی مورد ارزیابی قرار گرفته است. دقت مدل ها بین 77 تا 98 درصد و سرعت پیش بینی مدل ها بین 4/17 تا 105 میلی ثانیه است که بیانگر عملکرد مطلوب مدل ها است. مدل v5s با داشتن دقت 8/92 درصد و سرعت 9/23 میلی ثانیه، به عنوان مدل نهایی جهت پیش بینی واقعی ترک در یکی از معابر اصلی شهر مشهد استفاده شد. با توجه به ابعاد و نوع ترک پیش بینی شده و استفاده از درخت تصمیم پیشنهادی، رویکرد تعمیر و نگهداری برای هر قطعه مشخص گردید.

1آسفالت نیمه گرم (Half-Warm Mix ASPHALT) به دلیل شرایط تولید خاص خود، یکی از گزینه های جایگزینی آسفالت های مرسوم است. آسفالت نیمه گرم (H-WMA) در محدوده دمایی 100-60 درجه سانتیگراد تولید و متراکم می شود که نسبت به آسفالت داغ (HMA) دمای کمتری در مراحل تولید نیاز دارد. هدف این مطالعه بررسی تأثیرات درصدهای بالای تراشه آسفالت بازیافتی (RAP) استفاده شده در آسفالت نیمه گرم بر روی خصوصیات وزنی-حجمی و مکانیکی آنها است. در این راستا، نمونه های آسفالت نیمه گرم با درصدهای جایگزینی 70 و 100 درصد، ساخته شده و با نمونه شاهد ساخته شده با روش داغ (HMA) مقایسه شده است. درصد قیر بهینه برای تمامی مخلوط ها بدست آمد و سپس آزمایش های کشش غیرمستقیم (IDT) (در دمای 25 درجه سانتیگراد)، حساسیت رطوبتی نمونه های آسفالت داغ (HMA) و نیمه گرم و آزمایش خمش نیم دایره ای در دماهای میانی و پایین انجام شد. آزمایشات کشش غیرمستقیم نتایج قابل قبولی ارائه دادند به اینصورت که با افزایش درصد جایگزینی RAP، مقاومت IDT افزایش داشت. به دنبال این موضوع، نسبت مقاومت کششی (TSR) نمونه های آسفالتی نیمه گرم، با افزایش درصد جایگزینی RAP بهبود یافت، به این صورت که بیشتر بودن مقدار TSR مخلوط های آسفالتی حاوی RAP نسبت به مخلوط بدون RAP نشان دهنده ی مقاومت بیشتر مخلوط های حاوی RAP بود. نتایج آزمایشات SCB در دماهای میانی و پایین نشان داد که استفاده بیشتر از RAP موجب شکننده شدن نمونه ها می شود و این به معنی کاهش مقاومت در برابر گسترش ترک و بدتر شدن انتشار آن است، نتایج تعیین میزان انرژی شکست مخلوط های آسفالتی نشان داد که مخلوط های حاوی درصد RAP بالاتر، انرژی شکست کمتری دارند.

عریان شدگی مصالح سنگی یکی از خرابیهای رویه های آسفالتی است که دقیقا به چسبندگی بین قیر و مصالح سنگی بستگی داشته و عامل اصلی پایداری و دوام آسفالت می باشد. این خرابی می تواند زمینه را برای بروز سایر خرابی ها فراهم نماید. هدف از انجام این تحقیق بررسی خرابی عریان شدگی در مخلوطهای آسفالتی، با تکیه بر عامل مصالح سنگی و انتخاب روشی مناسب جهت کنترل و بررسی این معضل در شرایط آزمایشگاهی است. مطالعه موردی بر روی آزادراه زنجان قزوین که این پدیده در برخی از قطعات آن دیده شده است نشان داد که، از معدن مصالح سنگی قطعاتی که عریان شدگی در آنها شدیدتر از سایر قسمتها بود، مصالح جهت ساخت آسفالت انتخاب گردید. با آزمایشهای XRF و XRD استعداد عریان شدگی مصالح آزادراه بدلیل فزونی کانی سیلیس در آنها مشخص گردید. با استفاده از روش طرح اختلاط مارشال نمونه های استوانه-ای بتن آسفالتی تهیه شدند. همچنین طبق استاندارد AASHTO T283-85 دوام آنها در برابر عریان-شدگی مورد بررسی قرار گرفت. در این روش نمونه ها تحت آزمایش کشش غیرمستقیم قرار گرفتند؛ درصد عریان شدگی نمونه ها نیز توسط آزمایش آب جوشان تخمین زده شد. برای پیشگیری از بروز این خرابی آهک هیدراته به عنوان عمده ترین افزودنی ضدعریان شدگی شناسایی شده و نحوه ارزیابی از طریق آزمایشات بصری مانند آزمایش استاندارد آب جوشان و آزمایشات کمی از جمله آزمایش لاتمن اصلاح شده صورت گرفت. از این تحقیق نتیجه گردید که چنانچه آهک هیدراته بعنوان مصالح فیلر در مخلوط بکار رود اولا موجب تقلیل عریان شدگی شده و ثانیا باعث افزایش انسجام، استحکام و دوام روسازی آسفالتی می شود.

از جمله پارامترهای مهم در ارزیابی وضعیت روسازی آسفالتی راه ها، بررسی شرایط زهکشی لایه های اساس و زیراساس است. تکنیک غیرمخرب رادار نفوذی زمین (GPR) می تواند به عنوان ابزاری کاربردی در این راستا مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش، ارتباط میان داده های به دست آمده از تصاویر ثبت شده توسط دستگاه GPR و درصد رطوبت سیستم روسازی آسفالتی مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد 18 نمونه استوانه ای با قطر و ارتفاع 80 سانتی متر و متشکل از لایه های آسفالت، اساس، زیراساس، بستر متراکم و بستر طبیعی در سه درصد رطوبت مختلف تهیه و متراکم شدند. سپس، برداشت تصاویر از نمونه ها با کمک یک دستگاه GPR با آنتن 250 مگاهرتز صورت گرفته و تصاویر ثبت شده در نرم افزار Labview مورد تحلیل و پردازش آماری قرار گرفته اند. بررسی پارامترهای آماری به دست آمده از تصاویر نشان داد که توزیع پارامتر کشیدگی، علاوه بر برخورداری از توزیعی مشابه توزیع نرمال، روند تغییرات منظم و قابل تفسیری با درصد رطوبت داراست. بر این اساس، با برازش یک منحنی خطی میان پارامتر کشیدگی و درصد رطوبت رابطه ای به دست آمده است که به کمک آن می توان درصد رطوبت لایه های روسازی را با دقت مناسبی بر اساس خروجی آزمایش GPR تخمین زد.

عوامل گوناگونی همچون مقدار بار، سرعت، اثر چرخ، زمان (نرخ بارگذاری)، تناوب استراحت، دما، وضعیت تنش، مد بارگذاری، پیر شدگی و رطوبت می تواند بر رفتار آسفالت در برابر تغییر شکل و کارایی تاثیرگذار باشد. یکی از مهم ترین این عوامل نقش سرعت بر کرنش کششی انتهای لایه آسفالتی می باشد، که منجر به شایع ترین نوع خرابی (خستگی) می گردد. در این مطالعه، با استفاده از نرم افزارهای آباکوس، انسیس و تری دی موو، خروجی مورد نظر استخراج شده، سپس مقایسه ای بین این سه نرم افزار صورت می گیرد. مدل سازی دینامیکی با تکیه بر رفتار الاستیک لایه ها انجام می شود. این تحقیق همچنین شامل تاثیر سرعت بارگذاری بر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی است. نتایج نشان می دهد که نرم افزار اباکوس نسبت به انسیس، سریع تر و جامع تر برای تحلیل روسازی می باشد. همچنین تری دی موو، نسبت به آباکوس و انسیس در مدل های مختلف ویسکو سریعتر عمل کرده، ولی آباکوس تحلیل دینامیک متنوع تر و قوی تری دارد. مقایسه بین سرعت های مختلف نشان داد سرعت های مختلف نشان می دهد سرعت های بالا، خرابی کمتری را در بر دارد. به طور کلی تاثیر سرعت بر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی در سرعت های پایین چشمگیرتر است. در سرعت های پایین به دلیل نزدیک شدن به حالت استاتیک این تغییرات به وجود می آید.

مصالح خرده آسفالتی (RAP) که شامل سنگدانه و قیر می­ باشد، می تواند در مخلوط آسفالتی جدید مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت این مصالح موجب حفظ منابع طبیعی، کاهش هزینه­ ها و کاهش مصرف انرژی می­ شود. در میان انواع روش های تولیدآاسفالت، آسفالت گرم دارای دوام و مقاومت بالاتری نسبت به آسفالت سرد می­ باشد. اما برای استفاده از مصالح خرده آاسفالت در تولید آسفالت گرم، درجه حرارت بالا (بیش از 150 درجه سانتی­ گراد) در این فرایند ممکن است باعث تیر و سخت­ تر شدن قیر مصالح خرده آسفالت شود که از قبل یکبار تیر شده است، ضمن اینکه موجب تولید بسیار زیاد گازهای سمی می­ شود که این امر مقدار استفاده از مصالح خرده آسفالت در بازیافت را محدود می­ کند. در تکنولوژِی آسفالت نیمه گرم با استفاده از کاهش ویسکوزیته قیر با افزایش حجم آن، کاهش دمای اختلاط و تراکم ممکن می­ شود. کاهش دما در این مخلوط­ ها می­ تواند راهکار خوبی برای حل مشکل حرارت زیاد در بازیافت گرم باشد تا بدین ترتیب بتوان ضمن کاهش آلودگی های زیست محیطی درصد استفاده از مصالح خرده آسفالت در مخلوط­ های آیفالتی را افزایش داد. در این پژوهش از دو واکس آلی ساسوبیت و رئوفالت برای تولید مخلوط های بازیافتی نیمه گرم استفاده شد و خواص عملکردی این مخلوط­ ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. بدین منظور چهار مخلوط بازیافتی با استفاده از 100 درصد RAP و یک مخلوط شاهد با استفاده از مصالح سنگی RAP که قیر آن جدا شده است، ساخته شد. مخلوط­ های بازیافتی شامل یک نمونه بازیافتی گرم و سه نمونه بازیافتی نیمه گرم (­ یکی بدون افزودنی، یکی با افزودنی ساسوبیت، یکی با افزودنی رئوفالت) می­ باشد. آزمایش­ های مختلفی جهت ارزیابی عملکردی نمونه­ های مختلف انجام گردید، از جمله: استفامت مارشال، کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی، خزش دینامیکی و شیار جای چرخ­ . نتایج نشان داد که افزودنی­ های ساسوبیت و رئوفالت تاثیر مثبتی در بهبود تراکم و خواص عملکردی مخلوط­ ها داشته است. حساسیت رطوبتی و پتانسیل شیارشدگی در مخلوط­ های بازیافتی نیمه گرم با افزودنی، کمتر از مخلوط بازیافتی گرم بوده است.