ارزيابي آزمايشگاهي مخلوط‌هاي SMA حاوي الياف نخل خرما، ته‌سيگار و درصد‌هاي مختلف تراشه آسفالت

Laboratory Investigation of SMA Mixtures Containing Date Palm Fiber, Cigarette Butts and Different Percentages of Reclaimed Asphalt Pavement

آسفالت با استخوان ­بندي سنگدانه ­اي (SMA) يك مخلوط با دانه ­بندي گسسته است كه شامل درصد زياد درشت‌دانه، قير و فيلر مي­باشد. در مخلوط SMA، به دليل وجود قير زياد و نياز به جلوگيري ازخارج شدن آن از مخلوط در زمان حمل و نقل آسفالت، به ماده جذب كننده قيركه نقش تثبيت­كنندگي نيز دارد، نياز مي­باشد. در اين تحقيق، از الياف نخل خرما، ته ­سيگار و تاپسل (الياف سلولزي رايج) استفاده شد. به منظور كاهش هزينه ­ها و حفظ محيط­­­ زيست، از تراشه آسفالت در ساخت مخلوط­ هاي SMA استفاده شد. هدف از اين تحقيق، بررسي تأثير الياف نخل خرما به ­عنوان الياف دورريز بومي و الياف ته ­سيگار به­ عنوان يك ماده­ي آلاينده محيطزيست و درصد­هاي مختلف وزني تراشه آسفالت در مخلوط SMA بود. بدين منظور، به بررسي خصوصيات ريزش، حساسيت رطوبتي و شيارشدگي مخلوط ­هاي SMA تهيه شده با اين مواد، با استفاده از آزمايش­هاي سبد ريزش قير، مقاومت كششي غيرمستقيم و مسير چرخ هامبورگ پرداخته شد. نتايج حاكي از آن است كه در آزمايش ريزش قير، مخلوط­هاي آسفالتي حاوي الياف ته‌سيگار عملكرد بهتري را در مقايسه با مخلوط­هاي حاوي دو الياف ديگر نشان دادند. نتايج آزمايش­هاي كشش غيرمستقيم و شيارشدگي نشان داد كه با افزايش درصد تراشه آسفالت، مقاومت كششي غيرمستقيم افزايش و عمق شيار كاهش مي ­يابد. حساسيت رطوبتي نمونه­هاي حاوي 15% تراشه و الياف نخل خرما از ساير مخلوط­ ها كمتر بود. گرچه در شيار شدگي، نمونه­ هاي حاوي الياف تاپسل عملكرد بهتري داشتند، اما عملكرد نمونه ­هاي حاوي الياف نخل خرما و ته ­سيگار نيز قابل قبول بود. مي­توان گفت كه الياف نخل خرما و الياف ته­ سيگار در كنار تراشه آسفالت مي‌توانند عملكرد خوبي در بهبود خصوصيات مخلوط­هاي حاوي تراشه آسفالت از خود به‌جاي بگذارند. اين الياف مي‌توانند جايگزين خوبي براي الياف گران‌قيمت مانند تاپسل باشند و در كنار استفاده از تراشه در مخلوط مي­توانند مخلوطي مقاوم و با دوام عرضه دهند.

Stone matrix asphalt (SMA) is a gap-graded mixture that contains high percentages of coarse aggregates, bitumen, and filler. In the SMA mixture, due to the high amount of bitumen and the necessity to prevent it from draining down during asphalt transportation, bitumen adsorbent material is needed, which also has a stabilizing role. In this research, date palm fibers, cigarette butts, and Topcel (common cellulose fibers) were used. To reduce costs and protect the environment, reclaimed asphalt pavement (RAP) was used to produce SMA mixtures. This study aimed to investigate the effect of date palm fibers as natural waste fibers and cigarette butts as environmental pollutants and different percentages (w/w) of RAP in the SMA mixture. For this purpose, the draindown characteristics, moisture sensitivity, and rutting of SMA mixtures prepared with these materials were investigated using draindown basket, indirect tensile strength, and Hamburg wheel track tests. Results showed that in the draindown test, asphalt mixtures containing cigarette butts showed better performance than mixtures containing the other two fibers. Results of indirect tensile and rutting tests showed that by increasing the percentage of RAP, the indirect tensile strength increased and the rut depth decreased. Moisture sensitivity of samples containing 15% RAP and palm fiber was lower than the other mixtures. Although samples containing Topcel fibers performed better in rutting, the performance of samples containing date palm and cigarette butts fibers was also acceptable. Results showed that the date palm and cigarette butts with the application of RAP materials could contribute to the performance properties of SMA mixtures. These fibers can be suitable replacements for expensive fibers such as Topcel, and in addition to using RAP in the mix, they can provide a resistant and durable mixture.