ارزيابي مقايسه‌اي پارامتر‌هاي مكانيكي قير اصلاح شده با پليمر‌هاي SBR و LDPE توليد ايران و پليمر وارداتي SBS

Comparative Evaluation of Mechanical Parameters of Bitumen Modified with SBR and LDPE Polymers Produced in Iran and Imported SBS Polymer

افزايش روزافزون حجم ترافيك راه‌ها به همراه افزايش بار محوري وسايل نقليه منجر به اعمال تنش‌هاي بيشتري بر سازه روسازي راه‌ها مي‌شود. بنابراين خرابي‌هاي زودرس در اثر تكرار بارگذاري در قشر رويه آسفالتي روسازي‌‌ها، بيشتر مشاهده مي‌شود. اصلاح قير با افزودني‌هاي پليمري يكي از متداول‌ترين روش‌هاي اصلاح قير و بهبود مشخصات آن در مواجهه با انواع خرابي‌هاي ناشي از بارگذاري است. در اين پژوهش از افزودني‌هاي پليمري استايرن بوتادين استايرن (SBS)، استايرن بوتادين رابر (SBR) و پلي‌اتيلن سبك (LDPE) به همراه روان‌كننده ساسوبيت به منظور ارزيابي مكانيزم‌هاي شيارشدگي، خستگي ناشي از بارگذاري و ترك‌هاي برودتي قير‌هاي اصلاح شده پليمري استفاده شده است. ضمن اين‌‌كه علاوه بر آزمايش‌هاي رايج شارپ، از آزمايش تكميلي جاروب دامنه خطي ‌كه براي ارزيابي عملكرد خستگي قيرهاي اصلاح شده توصيه شده نيز استفاده شده است. نتايج حاصل از آزمايش‌ رئومتر برش ديناميكي نشان مي‌دهند كه استفاده از افزودني‌هاي پليمري ضمن بهبود شاخص شيارشدگي قير پايه، درجه عملكردي بالاي قير را سه رده افزايش مي‌دهند. همچنين ساسوبيت علاوه بر كاهش ويسكوزيته چرخشي قيرهاي پليمري، دماي عملكردي بالاي قير پليمري حاوي استايرن بوتادين استايرن را يك رده افزايش مي‌دهد. با اين وجود، بر اساس نتايج آزمايش تيرچه خمشي، افزودني‌هاي پليمري و ساسوبيت تأثير مثبتي بر عملكرد قير پايه در دماي پايين ندارند. مقايسه عملكرد خستگي قيرهاي پليمري بر اساس نتايج آزمايش جاروب دامنه خطي نيز نشان مي‌دهد كه پليمر استايرن بوتادين رابر بيشترين تأثير را در افزايش عمر خستگي قير پايه داشته است. ضمن اين‌كه ساسوبيت در سطوح كرنش بالا عمر خستگي قيرهاي پليمري را افزايش مي‌دهد.

An increase in traffic volume accompanied by an increase in axle load will induce higher stresses in pavement structures as a result early failure of the asphalt surface layer of pavement structures is observed. In the past two decades, modification of bitumen with polymeric materials has become a common practice to improve bitumen resistance against rutting and fatigue cracking. In this study, SBS, SBR, and LDPE are used with sasobit as a catalyst substance to evaluate fatigue characteristics of bitumen modified with these polymeric materials. Common tests recommended by SHRP researchers for evaluation and classification of neat bitumen as well as the linear amplitude sweep (LAS) test suggested for modified binders are conducted in this study. Dynamic shear rheometer (DSR) test results indicated that modification of neat bitumen with SBS, SBR, and LDPE polymers improved rutting index and increases high performance temperature of binders by three levels. Also, Sasobit reduced the rotational viscosity of polymer-modified binders and increased the high performance temperature of SBS-modified binders by one level. In addition, results of the BBR test showed that these additives did not have a positive effect upon the low-performance temperature of the modified binders. A comparison of fatigue performance of polymer modified binders based on the LAS test results also showed that SBR polymer had the most effect on increasing the fatigue life of the base binder. Besides, Sasobit increased the fatigue life of polymer-modified binders at high strain levels.