تعيين مشخصات مكانيك شكست مخلوط‌هاي آسفالتي گرم (WMA) در شرايط دماي پايين بر پايه نتايج آزمايش SCB

Determination of Fracture Properties of Warm Mix Asphalt at Low Temperatures Based on SCB Results

مخلوط‌هاي آسفالتي گرم (WMA) به عنوان يكي از روش‌هاي رايج توليد آسفالت در صنعت روسازي مورد توجه قرار گرفته‌اند. استفاده از اين نوع مخلوط مزاياي متعددي، از جمله منافع اقتصادي و زيست محيطي دارد. از طرفي ديگر، از جمله نگراني‌هاي عمده‌اي كه در رابطه با عملكرد مخلوط‌هاي آسفالت گرم وجود دارد، خرابي ترك‌هاي دماي پايين مي‌باشد. در اين پژوهش آزمايش بارگذاري خمشي نمونه‌هاي نيم‌دايره‌اي (SCB) كه روشي بر مبناي مشخصات مكانيك شكست مي باشد، مورد استفاده قرار گرفت تا رفتار اين نوع از مخلوط‌هاي آسفالتي در شرايط دماي پايين بررسي و ارزيابي شود. آزمايش بارگذاري خمشي نمونه نيم دايره‌اي در سه دماي مختلف در شرايط دماي پايين (0، 10- و 20- درجه سانتيگراد) صورت پذيرفت. نتايج آزمايش شكست نشان داد كه مخلوط‌هاي توليد شده با افزودني‌هاي شيميايي WMA، مقاومت شكست بالايي در مقايسه با مخلوط‌هاي گرم توليد شده با افزودني‌هاي آلي (ارگانيك) و فن‌آوري كف قيري دارند. به علاوه، مخلوط WMA كف قيري، ضعيف‌ترين عملكرد در شرايط دماي پايين را از خود نشان داد. نهايتاً، اينگونه نتيجه‌گيري شد كه قضاوت در مورد مقاومت مخلوط‌هاي آسفالتي گرم در شرايط دماي پايين وابستگي شديدي به نوع فن‌آوري و افزودني مورد استفاده و همچنين شرايط توليد مخلوط (دماي تهيه، ميزان افزودني مورد استفاده و شرايط آزمايشگاهي) دارد.

Warm mix asphalt (WMA) is used as innovative method of asphalt production that have several economic and environmental benefits. However, some ambiguities have been reported with regard to its performance against low-temperature cracking. In this work, Semi-Circular Bending (SCB) test that is used for fracture mechanics analysis of asphalt mixes was employed to study performance of WMA against low-temperature cracking. Hence, SCB testing was applied at three different temperatures (namely, 0, -10 and -20 °C) on pre-notched specimens. The results showed that WMA mixes produced using chemical additives were more resistant to low-temperature cracking compared with mixes produced using organic additives and foam bitumen technology. In addition, WMA specimens produced using foam bitumen technology was the weakest compared with other methods of production. Finally, it can be stated that performance of different types of WMA mixes at low-temperature conditions strongly depend on the adopted technology and the mix production circumstances (i.e. mixing temperature, additive contents and experimental conditions).