امروزه اصلاح کردن خصوصیات قیر به صورت یک مبحث جدید در ساخت آسفالت گرم در دنیا مطرح است. اصلاح کردن قیر در ایران نیز می تواند به میزان قابل توجهی عمر عملکرد آسفالت را بالا ببرد. این تحقیق در نظر دارد به مکانیزم تهیه قیرهای اصلاح شده با پلیمرهای تولید داخل کشور دسترسی پیدا نمود و سپس یک ارزیابی محدودی از قیرهای اصلاح شده بعمل آید.جهت تهیه قیرهای اصلاح شده در این پژوهش یک دستگاه برش قوی با تجهیزات کاملا کنترل شده ای طراحی و ساخته شده است این دستگاه قادر خواهد بود تحت شرایط زمانی و دمای مورد نظر هر آزمایش عمل کند و محصول بدست آمده را به یک سازگاری قابل اطمینان برساند.نتایج حاصل از آزمایشها و مطالعات انجام شده نشان می دهند که پلیمر APP(Atactic Polypropylente) به میزان قابل قبولی، خصوصیاتی از قبیل درجه نفوذ، درجه نرمی، ویسکوزیته، نقطه شکست فراس و شکل پذیری قیرها را بهبود بخشیده است. محاسبات حساسیت حرارتی، قیرهای اصلاح شده در این تحقیق را در گروه قیرهای با حساسیت حرارتی کم قرار داده است.

امولسیون قیر نسبت به قیرهای خالص و محلول، مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی دارد، که از آن جمله می توان به عدم احتیاج به بکارگیری مواد حلال در قیر، امکان استفاده از مصالح مرطوب و غیره اشاره کرد. با توجه به این مزایا، امولسیون می تواند جایگزین مناسبی بخصوص برای استفاده گسترده در اجرای رویه راه های با حجم ترافیک کم باشد. قیر امولسیونی اصلاح شده پلیمری (PMBE) دسته خاصی از امولسیون های قیری می باشد که برای چندین دهه است که به طور موفقیت آمیزی در صنعت ساخت آسفالت جاده به کار گرفته می شود. قیر امولسیونی اصلاح شده پلیمری نشان دهنده دسته ویژه ای از بیندرها با عملکرد بالا هستند که برای به کارگیری در مراحل پایانی آسفالت کاری مانند Chipseal و یا Micro Surfacing در ساخت آسفالت جاده هایی که تحت شرایط ترافیکی سنگین هستند، ارجحیت دارند.در این تحقیق ضمن بررسی دقیق و جزئی مشخصات فیزیکی و شیمیایی قیر امولسیونی اصلاح شده پلیمری، امکان استفاده از این قیر در راهسازی نیز بررسی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت نتایج زیر حاصل شد: اصلاح پلیمری، حساسیت دمایی را کاهش داده و باعث افزایش چسبندگی بین سطوح موجود و بهبود انعطاف پذیری می شود. پلیمرها به منظور به حداقل رساندن تراوش قیر به سطح و بهبود دوام Chipseal به کار رفته و برای جاده هایی با سطح ترافیک بالا کاربرد دارند. استفاده از PMBE ها باعث بهبود مقاومت در برابر سایش و رطوبت در Microsurfacing می شود؛ به همین دلیل PMBE ها برای Microsurfacing هایی که تحت فشار ترافیکی بالا هستند، مورداستفاده قرار می گیرند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

افزایش روزافزون حجم ترافیک راه ها به همراه افزایش بار محوری وسایل نقلیه منجر به اعمال تنش های بیشتری بر سازه روسازی راه ها می شود. بنابراین خرابی های زودرس در اثر تکرار بارگذاری در قشر رویه آسفالتی روسازی ها، بیشتر مشاهده می شود. اصلاح قیر با افزودنی های پلیمری یکی از متداول ترین روش های اصلاح قیر و بهبود مشخصات آن در مواجهه با انواع خرابی های ناشی از بارگذاری است. در این پژوهش از افزودنی های پلیمری استایرن بوتادین استایرن (SBS)، استایرن بوتادین رابر (SBR) و پلی اتیلن سبک (LDPE) به همراه روان کننده ساسوبیت به منظور ارزیابی مکانیزم های شیارشدگی، خستگی ناشی از بارگذاری و ترک های برودتی قیر های اصلاح شده پلیمری استفاده شده است. ضمن این که علاوه بر آزمایش های رایج شارپ، از آزمایش تکمیلی جاروب دامنه خطی که برای ارزیابی عملکرد خستگی قیرهای اصلاح شده توصیه شده نیز استفاده شده است. نتایج حاصل از آزمایش ریومتر برش دینامیکی نشان می دهند که استفاده از افزودنی های پلیمری ضمن بهبود شاخص شیارشدگی قیر پایه، درجه عملکردی بالای قیر را سه رده افزایش می دهند. همچنین ساسوبیت علاوه بر کاهش ویسکوزیته چرخشی قیرهای پلیمری، دمای عملکردی بالای قیر پلیمری حاوی استایرن بوتادین استایرن را یک رده افزایش می دهد. با این وجود، بر اساس نتایج آزمایش تیرچه خمشی، افزودنی های پلیمری و ساسوبیت تاثیر مثبتی بر عملکرد قیر پایه در دمای پایین ندارند. مقایسه عملکرد خستگی قیرهای پلیمری بر اساس نتایج آزمایش جاروب دامنه خطی نیز نشان می دهد که پلیمر استایرن بوتادین رابر بیشترین تاثیر را در افزایش عمر خستگی قیر پایه داشته است. ضمن این که ساسوبیت در سطوح کرنش بالا عمر خستگی قیرهای پلیمری را افزایش می دهد.

ذخایر قیر طبیعی منطقه گیلان غرب، از دیدگاه زمین ساختی در کمربند چین خورده زاگرس قرار گرفته است. ناحیۀ موردمطالعه در محدوده پهنه های زمین ساخت - چینه ای لرستان و میان رودان واقع شده است و به لحاظ ساختمانی در پهنۀ چین خوردة ساده قرار می گیرد. از روش آنالیز عنصری انجام شده بر روی نمونه های قیر طبیعی برای ارزیابی کیفیت قیرهای منطقه گیلان غرب، مشخص کردن نوع کروژن و میزان انعکاس تقریبی ویترینایت استفاده شد. بدین منظور تعداد هشت نمونه از ذخایر قیر طبیعی منطقه مورد بررسی ژئوشیمی آلی قرار گرفت. قیرهای طبیعی استحصال شده از مخزن به طور معمول نسبت H/C کمتر از 1 دارند. کمترین میزان نسبت H/C، نمونه های مورد بررسی 15/1 است. باتوجه به این نکته، قیرهای طبیعی منطقه موردمطالعه مستقیماً از سنگ ( های) مولد زایش یافته اند. میانگین کربن نمونه ها حدود 65 درصد است و قیرهای منطقه کیفیت بالایی دارند. قیرهای منطقه موردمطالعه عبارت اند از: گراهامیت (Ptm3)، آلبرتیت هوازده (Mjm, Ptm1)، گلانس پیچ (Jv, Ptm2) و گیلسونایت با هوازدگی کم (Jv). بین درصد خاکستر و درصد مواد فرار نمونه های قیر طبیعی و همچنین بین درصد خاکستر نمونه ها با درصد عنصر کربن رابطه معکوس وجود دارد و با افزایش میزان خاکستر، میزان کربن کاهش پیدا کرده و کیفیت قیر طبیعی کاهش پیدا می کند. رابطه مستقیمی بین درصد مواد فرار و میزان کربن نمونه ها وجود دارد و میزان مواد فرار به عنوان یک شاخص از کیفیت قیر طبیعی تلقی می گردد. بدین معنی که با افزایش آن کیفیت قیر طبیعی (میزان کربن) افزایش می یابد. بین میزان خاکستر و میزان عنصر هیدروژن در نمونه های قیر طبیعی رابطه عکس وجود دارد. بین درصد مواد فرار نمونه های قیر طبیعی با میزان عنصر اکسیژن رابطه عکس وجود دارد. اما بین درصد خاکستر نمونه ها با درصد عنصر اکسیژن رابطه مستقیم وجود دارد. رابطه مستقیم بین درصد مواد فرار و میزان هیدروژن نمونه ها برقرار است. تمامی نمونه ها وزن مخصوص بالاتر از یک و درجه API منفی دارند.

اثر آمیخته های پلی اتیلن های مختلف نظیر پلی اتیلن سبک(LLDPE)، پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) و پلی اتیلن سنگین (HDPE) و لاستیکهای پلی بوتادی ان (PBR)، کوپلیمر اتفاقی استیرن - بوتادی ان(SBR)، لاستیک طبیعی (NR) و کوپلیمر دسته ای استیرن- اتیلن- بوتیلن- استیرن (SEBS) مختلف روی خواص قیر مطالعه شد. آمیخته های PBR-PE در قیر شبکه فیزیکی تشکیل می دهند. در حالی که SBR، NR و SEBS چنین شبکه ای ایجاد نمی کنند. خواص آمیخته های قیری حاصل با خواص آمیخته های قیری SEBS قابل مقایسه است. در مقایسه با PE های دیگر LLDPE اثر بیشتری روی خواص قیر دارد. بازیابی کشسان و خواص تشکیل فیلم آمیخته های SBR برتر است. افزایش روغن سلاپس (HVS) به آمیخته های سه تایی لاستیک- پلی اتیلن - قیر باعث افزایش حجم ذرات لاستیک می شود. با افزایش درصد روغن HVS تورم ذرات لاستیک افزایش می یابد. بسته به درجه کارایی(PG) مورد نظر می توان غلظت روغن HVS را تنظیم کرد. آمیخته های SBR-PE بیشترین اثر را روی خواص قیر دارند.

مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر ذرات نانو سیلیس بر ویژگی های قیرهای اصلاح شده پلیمری انجام شد. در این مطالعه، قیر پایه 85/100 با پلیمر پلی پروپیلن و ذرات نانوسیلیس در درصد­0 تا 4 درصد اصلاح شد. هر دو ذرات نانو سیلیس و پلیمر پلی پروپیلن به وزن قیر کل اضافه شدند. آزمایش های عملکرد آسفالت تست خستگی خمش چهار نقطه ای، استحکام کششی غیرمستقیم، مدول سختی کششی غیرمستقیم و آزمایش های ریزش قیر برای ارزیابی اثر ذرات نانوسیلیس انجام می شود. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ذرات نانوسیلیس خواص خستگی قیرهای اصلاح شده پلی پروپیلن را بهبود می بخشد. این نشان می دهد که ذرات نانوسیلیس تأثیر قابل توجهی بر بهبود ویژگی های عملکردی قیرهای اصلاح شده پلیمری دارند. همچنین، نتایج نشان می­دهد که پلی پروپیلن پلیمری گرما نرم با ذرات نانو سیلیس زمانی که به عنوان اصلاح کننده قیر استفاده می شود، عملکرد و دوام مخلوط های آسفالتی را بهبود می­بخشد.

قیر خالص که به عنوان پیونده مخلوط آسفالتی به کار برده می شود، دارای کاستی های زیادی در عملکرد خود می باشد. تلاش های زیادی جهت رفع این نواقص و اصلاح قیر صورت گرفته است. اصلاح کننده های پلیمری قیر رایج ترین دسته از موادی هستند که برای اصلاح قیر به کار برده می شوند. تحقیقات زیادی برای اصلاح قیر با انواع مختلف پلیمرها و ضایعات پلیمری صورت گرفته است تا ضمن بهبود خواص قیر بتوان هزینه تهیه آن را نیز به حداقل رساند. در این پژوهش پلی سولفاید پلیمر (PSP) و پلی سولفاید پلیمر بدست آمده از ضایعات پتروشیمی (wPSP) به عنوان اصلاح کننده قیر با درصدهای وزنی مختلف (1، 3 و 5 درصد) با قیر 60.70 پالایشگاه تهران مخلوط شدند و اثر آنها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی قیر مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که پلی سولفاید پلیمر علاوه بر پراکندگی مناسب در قیر باعث بهبود درجه نفوذ، نقطه نرمی و شاخص نفوذپذیری قیر شد. درجه اشتعال را کاهش داد ولی در قابلیت کشش و درصد افت وزنی قیر تغییری ایجاد نکرد و باعث افزایش گرانروی آمیزه قیری شد. از دیگر نتایج مهم این تحقیق عملکرد خوب wPSP در مقایسه با PSP است که با استفاده از آن به عنوان اصلاح کننده قیر راه حل مناسبی برای رفع یکی از مشکلات زیست محیطی می باشد.

هدف از این مقاله بررسی افزودنی خاکستر ذغال سنگ و خاکستر پوسته برنج بر خواص ریولوژیکی و عملکردی قیر می باشد. در این تحقیق از خاکستر ذغال سنگ و خاکستر پوسته برنج به عنوان افزودنی در درصدهای (0%، 2%، 4%، 6% و 8%) در قیر استفاده شد. جهت بررسی خصوصیات عملکردی قیر آزمایشات درجه نفوذ، نقطه نرمی، مقاومت خاصیت انگمی، حساسیت دمایی، ریومتر برش دینامیکی، ریومتر تیرچه خمشی، ویسکومتر دورانی و آزمایش خزش-باربرداری با تنش چندگانه (MSCR) انجام شد. نتایج نشان داد نتایج نشان داد پارامتر G*/Sind با افزودن مقادیر خاکستر پوسته برنج افزایش می یابد. در حالیکه افزودن خاکستر ذغال سنگ سبب کاهش مقدار پارامتر G*/Sind می گردد و به ازای افزایش درصد افزودنی روند کاهش برای پارامتر شیارشدگی اتفاق می افتد. همچنین اضافه نمودن خاکستر پوسته برنج سبب کاهش مقادیر G*. Sind و اضافه نمودن خاکستر ذغال سنگ سبب افزایش مقادیر G*. Sind می گردد. . پارامتر (Jnr) با افزودن خاکستر پوسته برنج کاهش می یابد. مقادیر کمتر (Jnr) نشان دهنده مقاومت بیشتر مخلوط ساخته شده با آن قیر یا حساسیت کمتر مخلوط نسبت به شیارشدگی می باشد. نتایج مقادیر بهتری را برای افزودنی خاکستر پوسته برنج نسبت به خاکستر ذغال سنگ نشان می دهد.

نواقص مربوط به قیرهای خالص تولید شده توسط پالایشگاه ها منجر به بروز خرابی های زودرس در روسازی های آسفالتی می گردد. یکی از روش های جلوگیری از آن اصلاح قیرها با مواد افزودنی است. از مواد افزودنی متنوعی در اصلاح رفتار قیر استفاده گردیده است، که ازجمله آنها انواع پلیمرها و اخیرا از مواد نانو، شامل نانو رس می باشند.با توجه به این که اثر این دونوع مواد در تحقیقات انجام گرفته با هم مقایسه نشده اند، در تحقیقی که نتایج آن در این مقاله ارایه می گردد، اثر دو نوع ماده افزودنی شامل یک نوع نانورس و پلیمر استایرن-بوتادین-استایرن SBS بر روی خواص یک نوع قیر خالص 60.70 مورد مطالعه قرار گرفته و با هم مقایسه گردیده است. درصدهای وزنی مختلف از این مواد به قیر اضافه شده و درجه نفوذ، نقطه نرمی، شاخص نفوذ، ویسکوزیته دینامیکی، و زاویه فاز و مدول دینامیکی مختلط قیر در دماهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج نشان دهنده این است که افزایش این مواد باعث کاهش درجه نفوذ، افزایش نقطه نرمی، شاخص نفوذ و ویسکوزیته، کاهش زاویه فاز و افزایش مدول دینامیکی می شود. اما، این تاثیر به نوع ماده افزودنی و مقدار آن بستگی دارد. پلیمر SBS مقاومت در مقابل تغییر شکل را بیشتر از نانو رس افزایش می دهد که به دلیل تاثیر بیشتر آن در سخت کنندگی و ارایه خاصیت ارتجاعی به قیر است.