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.

با توجه به پایین بودن عمر عملکرد آسفالت و هزینه های گزافی که بابت نگهداری روسازی ها پرداخت می شود و همچنین ضایعات بوجود آمده در بعضی از مناطق خاص روسازی، ضرورت استفاده از آسفالت ماستیک را، که دارای امتیاز و کاربردهای بسیار ممتازی نسبت به سایر مخلوط های آسفالتی متداول داشته مشخص می کند.از هدف های مهم در این تحقیق دستیابی به تکنولوژی تولید آسفالت ماستیک بوده است که دراین راستا دستگاه ها و تجهیزات آزمایشگاهی لازم برای تهیه و طرح اختلاط این آسفالت طراحی و ساخته شد. بدین ترتیب تولید و طرح اختلاط آسفالت ماستیک با استفاده از دستگاه سختی سنج عملی گردید. در بخش پایانی تحقیق مشخص می شود که مخلوط آسفالت ماستیک در مقابل آزمایش مارشال حساس نبوده و روش مارشال نمی تواند در طراحی این آسفالت مورد استفاده قرار گیرد.چسبندگی فوق العاده این مخلوط، پایین بودن فضای خالی و بالا بودن مقاومت آسفالت ماستیک، این مخلوط را برای روکش عرشه پل های فلزی، ایستگاه های اتوبوس، تقاطها و سراشیبی ها و تعمیرات و لکه گیری روسازی های آسفالتی بسیار مناسب نموده است.

در این تحقیق، بررسی مقاومت به جدایش از روی سطح فولاد نرم برای دو سیستم پوششی قیری بر پایه قیر زغال سنگی و قیر نفتی از طریق تعیین مقاومت در برابر جدایش کاتدی و چسبندگی تر و خشک انجام گرفته است. برای این منظور، پوشش های قیری با ضخامت100mm  بر روی سطح فولاد نرم شات بلاست شده اعمال شدند. آزمون جدایش کاتدی با اعمال پتانسیل -1/5V و اندازه گیری چسبندگی در حالت تر، در شرایط غوطه وری در محلول 3.5% کلرید سدیم انجام گرفت. نتایج اندازه گیری چسبندگی در حالت خشک حاکی از عدم ارتباط این پارامتر با مقاومت در برابر جدایش کاتدی بوده است. در حالی که پارامتر چسبندگی تر، ارتباط مستقیمی با مقاومت در برابر جدایش کاتدی دارد. این امر نشان دهنده یکسان بودن مکانیسم نفوذ کاتیون ها به فصل مشترک، در حضور پتانسیل خارجی (در طی آزمون جدایش کاتدی) و در طی غوطه وری در غیاب پتانسیل خارجی (در طی آزمون چسبندگی تر) می باشد. در عین حال با تعیین مکانیسم نفوذ کاتیون ها طی آزمون جدایش کاتدی، مکانیسم نفوذ برای پوشش بر پایه قیر نفتی از طریق پوشش و برای قیر زغال سنگی از طریق حفره تعیین گردید. با توجه به نتایج این تحقیق، می توان آزمون جدایش کاتدی را به عنوان معیاری مناسب برای تخمین و مقایسه چسبندگی تر پوشش های قیری مورد استفاده قرار داد.

درصد پرشدگی حجمی و نوع فیلر بر خواص رئولوژیک و مکانیکی مواد مرکب قیری مؤثر است. این تأثیر می‏تواند ناشی از اندرکنش شیمیایی بین فیلر و قیر و یا پدیده­های فیزیکی ساده باشد. بررسی تأثیر فیلر بر عملکرد ماستیک آسفالتی مسئله­ای مهم برای درک عملکرد مخلوط آسفالتی است. در این پژوهش، دو رویکرد آزمایشگاهی و مدل‏سازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص رئولوژیک نمونه های ماستیک آسفالتی ساخته شده با قیر خالص و فیلر آهکی با نسبت های پرشدگی مختلف با استفاده از آزمایش جاروب فرکانسی تعیین شده است. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش درصد پرشدگی حجمی فیلر در ماستیک آسفالتی منجر به تغییر مقادیر مدول برشی مختلط (G*) و زاویه فاز (δ) آن با رفتاری غیرخطی می‏شود که موسوم به پدیده سخت‏شوندگی است. با در نظر گرفتن مفهوم ناحیه انتقالی بین فیلر و قیر، شاخصی با عنوان نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) برای توجیه این پدیده معرفی شده است. برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی بر اساس ویژگی های مکانیکی قیر و فیلر از شبیه سازی با روش اجزای محدود (FEM) استفاده شده است. دقت این مدل ها بر اساس محاسبه اختلاف نسبی بین مدول برشی مختلط (G*) آزمایشگاهی و مدول برشی مختلط پیش بینی شده توسط مدل ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی نشان دهنده این است که معرفی نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) به مدل عددی می‏تواند با تقریب خوبی منجر به افزایش دقت نتایج برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک نمونه های ماستیک آسفالتی شود.

یکی از روش­های شناخته­شده در خصوص بازگشت خرابی­های مخلوط آسفالتی و در نتیجه افزایش طول عمر آن، خودترمیمی است که به­دلیل منافع متعدد آن همواره مورد توجه محققین بوده است. اِعمال انرژی حرارتی یا گرمایش مخلوط آسفالتی از طریق تسریع فرآیند ترمیم قیر به خودترمیمی مخلوط آسفالتی می­انجامد. دو شیوه اصلی گرمایش القایی و مایکروویوی در این زمینه به­کار رفته­اند. این مقاله سعی دارد که این دو روش ترمیم گرمایشی را با هم مقایسه و گزینه مناسب­تر را معرفی کند. برای این منظور، از هر دو روش گرمایش القایی و مایکروویوی برای اِعمال حرارت به اجزای تشکیل­دهنده مخلوط آسفالتی شامل قیر، فیلر و مصالح سنگی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که نرخ گرمایش مایکروویوی ماستیک قیری حاوی مواد رسانا بیشتر از نرخ گرمایش القایی آن است؛ به­طوری که نرخ گرمایش مایکروویوی نمونه ماستیک حاوی 10 درصد وزنی پودر آهن (C/s° 100/0) بیشتر از سه برابر نرخ گرمایش القایی آن (C/s° 031/0) بوده است. بعلاوه، ماستیک قیری گرم­شده با مایکروویو دارای توزیع حرارتی یکنواخت­تری است که به خودترمیمی آن کمک می­کند. همچنین، گرمایش القایی قابلیت گرم کردن قیر فاقد افزودنی رسانا و سنگدانه­های فاقد مواد رسانا (که عمده سنگدانه­های مصرفی در این گروه­اند) را ندارد؛ در حالی که روش مایکروویوی برای گرمایش اجزای فاقد/دارای مواد رسانا قابل استفاده است. البته افزودن مواد رسانا می­تواند نرخ گرمایش مایکروویوی را افزایش دهد؛ به­طوری که افزودن 10 درصد وزنی پودر آهن به قیر توانست نرخ گرمایش مایکروویوی آن را از 083/0 به 100/0 افزایش دهد. از طرف دیگر، میزان انرژی مصرفی برای حصول نتایج یکسان در روش گرمایش القایی چندین برابر روش مایکروویوی است. از این­رو، استفاده از روش گرمایش مایکروویوی به جای گرمایش القایی برای ترمیم گرمایشی مخلوط­های آسفالتی توصیه می­شود.

قیر یک ماده پوششی بسیار مهم در پوشش های ضد خوردگی و ضد رطوبتی می باشد که کاربردهای گسترده و وسیعی دارد. این ترکیب بسته به نوع کاربرد باید دارای خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوتی باشد. به این دلیل مطالعه ساختار داخلی و خواص فیزیکی-شیمیایی قیر از اهمیت بالایی برخوردار است. تغییر در خواص فیزیکی قیرها بیشتر از طریق هوادهی قیرهای نرمتر انجام می شود و مطالعات انجام گرفته نیز بر این اساس بوده است. در این مقاله سعی شد با اختلاط قیرهای دمیده 10/110 ، قیر 100/85 و برش نفتی(Heavy vacuum slops) H.V.S. ، قیرهای مختلف بخصوص قیرهای 70/60، 25/85 و 15/90 تهیه گردد. مشاهده شد که رفتارهای نقطه نرمی نسبت به کاهش درصد آسفالتن ها در تمام مراحل اختلاط به صورت خطی است. در حالی که رفتار درجه نفوذ با کاهش درصد آسفالتن ها به صورت نمایی می باشد. دلایل این رفتارها بسته به نوع نیروهای برشی به کاربرده شده مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت و با ارتباط دادن آنها به گرانروی و نیروهای همچسبی بین آسفالتن ها توجیه شدند. در نهایت با بررسی خواص و نتایج اختلاط مواد فوق با یکدیگر فرمولاسیون هایی جهت رسیدن به قیرهای یاد شده به دست آمد.

دست یابی به یک روسازی ماندگار مستلزم عوامل بسیاری است که در بین آن ها نگهداری زمستانی از اهمیت بالایی برخوردار است. در دهه های گذشته استفاده از مواد شیمیایی برای یخ زدایی بسیار شایع بوده ولی استفاده از آن ها باعث بروز خرابی در بسیاری از زیرساخت های حمل ونقل شده است. در پژوهش پیش رو، جهت بررسی تأثیر یخ زداها بر روسازی آسفالتی، از نمونه های ماستیک آسفالتی به دلیل تأثیر بسیار زیادی که روی مشخصات ویسکوالاستیک مخلوط آسفالتی دارند، استفاده شد. نمونه ها به مدت 96 ساعت و در دمای 60 درجه سانتی گراد در محلول های آب مقطر، سدیم کلراید، کلسیم منیزیم استات و پتاسیم استات فرآوری رطوبتی شدند و یک نمونه به عنوان شاهد و بدون عمل آوری در نظر گرفته شد. سپس کل نمونه ها تحت آزمایش جاروب فرکانس قرار گرفتند و مدل ویسکوالاستیک 2S2P1D روی داده های به دست آمده از آزمایش برازش شد. بررسی نتایج آزمایش و پارامترهای مدل نشان داد فرآوری رطوبتی در محلول سدیم کلراید باعث نرم شدگی ماستیک آسفالتی می شود. کلسیم منیزیم استات مقدار *G را در فرکانس های پایین بارگذاری (دماهای بالا) افزایش می دهد. تأثیر این یخ زدا روی پارامتر خستگی بسیار وابسته به فرکانس بارگذاری است، به نحوی که هر چقدر فرکانس بارگذاری پایین تر باشد، مقاومت ماستیک در برابر خرابی خستگی کمتر می شود. پتاسیم استات باعث افزایش مقدار *G ماستیک آسفالتی در دماهای میانه و بالا می شود. همچنین، تمامی یخ زداها باعث کاهش مقاومت ماستیک آسفالتی در برابر خرابی شیار شدگی می شوند و در بین آن ها کلسیم منیزیم استات بیشترین اثر مخرب را دارد.

آسفالت کف قیری را می توان حاصل اختلاط کف قیر با مصالح دانه ای در دما و رطوبت عادی دانست. کف قیر، قیر حجیم شده ای است که از تزریق آب سرد و هوای فشرده به درون قیر داغ تولید می شود. نتیجه این عمل کاهش بسیار زیاد ویسکوزیته قیر و فراهم آوردن امکان ترکیب آن با مصالح در دما و رطوبت طبیعی آنها است و لذا این نوع مخلوطها را می توان جزو خانواده مخلوطهای آسفالت سرد به حساب آورد.با وجود مزایای متعدد مخلولهای کف قیری، در حال حاضر طرح اختلاط استانداردی برای آنها وجود ندارد. در این تحقیق به منظور به دست آوردن طرح اختلاط مناسب آزمایشگاهی نمونه های کف قیری در آزمایشگاه ساخته و برای بررسی خواص مکانیکی نمونه ها از آزمایشهای کشش غیرمستقیم و مارشال استفاده شد. پس از تعیین قیر بهینه، به منظور بررسی نقش افزودن فیلرهای سیمان و آهک، نمونه هایی حاوی درصدهایی از هر یک از این فیلرها و همچنین به کارگیری ترکیبی از آنها در مخلوط ساخته شد. به دلیل عدم امکان اندازه گیری تخلخل نمونه ها با روشهای متداول برای آسفالت گرم (نظیر روش رایس)، از روشی غیرمستقیم برای بررسی تخلخل نمونه ها استفاده شد. آزمایش مقاومت فشاری نیز بر روی نمونه ها انجام شد و از بررسی نتایج آن، رابطه ای بین مقاومت کششی خشک و مقاومت فشاری به دست آمد.

پرکننده کوچکترین بخش مصالح سنگی بتن آسفالتی است که با پرکردن فضاهای خالی، به دلیل نرمی، ویژگی های سطحی و ترکیب شیمیایی می تواند نقش یک ماده فعال واکنش زا را بازی می کند. پرکننده بخش کوچکی از بتن آسفالتی را تشکیل می دهد، ولی با توجه به توانایی جذب به نسبت زیاد قیر، تغییرهای جزئی در مقدار و یا ویژگی های آن می تواند، روی نقش قیر به عنوان یک ماده چسبنده و پایدار کننده مصالح سنگی اثر بگذارد. یکی از عامل های تعیین کننده کم قیری یا پرقیری مخلوط های بتن آسفالتی، ضخامت غشایی است که می تواند معیاری برای ناپایداری مخلوط باشد. در این پژوهش با به کارگیری دو گونه پرکننده با ویژگی های هندسی، فیزیکی و شیمیایی متفاوت، اثرگذاری آنها بر نسبت های حجمی و ضخامت غشایی مخلوط های بتن آسفالتی مورد بررسی قرار می گیرد. پرکننده های مورد بررسی شامل سیمان پرتلند و گرد سنگ آهکی هستند که هریک در دو سطح ویژه و نرمی متفاوت در ساخت نمونه های مارشال استفاده شده و آزمایش می شوند. همچنین بر اساس تعریف های معمول و جدید از ضخامت غشایی، اثر نوع، میزان و نرمی پرکننده بر ضخامت غشایی مورد بررسی قرار می گیرد. نتیجه های این بررسی نشان می دهد پایداری مارشال و نسبت های حجمی مخلوط بتن آسفالتی مانند وزن مخصوص، حجم منفذها، جذب قیر و قیر بهینه، افزون بر نوع پرکننده به سطح مخصوص و نرمی آن نیز وابسته است. همچنین ضخامت غشایی با حجم منفذهای سنگدانه ها و حجم هوای مخلوط وابستگی نزدیکی دارد.