بررسي و مقايسه اثر آميخته SBR/PS و SBS بر خستگي مخلوط هاي آسفالتي

Study and Comparison between Effect of SBRPS Blend and SBS on Asphalt Mixtures Fatigue Failure

افزايش كيفيت روسازي جاده ها و ارتقاء ايمني و راحتي رانندگان، ارزيابي عملكرد آسفالت براي كنترل خرابي ها را امري اجتناب ناپذير ساخته است. امروزه افزايش تردد مكرر بارهاي سنگين منجر به خستگي زودرس روسازي هاي آسفالتي شده و در پي آن هزينه تعمير و نگهداري جاده ها را افزايش مي دهد. يكي از راهكارهاي افزايش كيفيت و كاهش خرابي روسازي هاي آسفالتي، ارتقاء كيفي اجزاء تشكيل دهنده آن ازجمله قير و مصالح سنگي است. اگرچه قير درصد كمي از مخلوط هاي آسفالتي را تشكيل مي دهد، اما با اصلاح خواص همين ماده اندك مي توان عملكرد مخلوط هاي آسفالتي را بهبود بخشيد. استايرن بوتادين استايرن يكي از پركاربردترين پليمرهاي بهبوددهنده خواص قير است كه به دلايلي همچون عدم پايداري مناسب در قير و قيمت بالاي آن، توجه محققين را به سمت استفاده از مواد جايگزين با همان خواص عملكردي سوق داده است. در اين پژوهش به منظور يافتن جايگزين مناسب براي اين پليمر، آميخته اي از تركيب دو پليمر ارزان قيمت استايرن بوتادين رابر و پلي استايرن به ميزان 35 تا 65 درصد از هركدام مورداستفاده قرار مي گيرد. در اين راستا آميخته و استايرن بوتادين استايرن در درصدهاي 3 تا 5 درصد به همراه 2 درصد نانو رس جهت افزايش پايداري پليمرها در قير به نمونه هاي آسفالتي افزوده شده و عملكرد خستگي آن ها با آزمايش هاي تير خمشي چهار نقطه و كشش غيرمستقيم مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاصل از پژوهش نشان داد كه آميخته ها علاوه بر ايجاد پايداري بهتر در قير، موجب بهبود عملكرد خستگي آسفالت مي شوند و اين تركيب ها مي توانند جايگزين مناسبي براي پليمر گران قيمت و ناپايدار SBS باشند، به طوري كه حتي در برخي از نمونه هاي حاوي بيش از 50 درصد SBR، عملكرد بهتري نسبت به مخلوط هاي حاوي SBS مشاهده شد.

Road safety and convenience of driving has been greatly affected by pavement quality; so, it is essential to evaluate the asphalt performance and its common failure such as Fatigue. Nowadays, an increase in frequency of heavy load traffic causes premature fatigue distresses in asphalt pavements which leads to enhancement the costs of road maintenance and repairs. This makes the improvement of the properties of bitumen and asphalt mixtures inevitable. Although the amount of bitumen in asphalt mixtures is not high, it has a significant impact on mixture performance. Styrene-butadiene-styrene is known as one of the most used polymers to improve the properties of asphalt which has led researchers to use alternative materials with the same functional properties due to the lack of sufficient instability in bitumen and its high price. In this study, to find a suitable alternative for this polymer, a mixture of low-cost polymers of styrene-butadiene-rubber and polystyrene has been used with the ratio from 35 to 65 percentage of each combination. In this regard, styrene-butadiene-styrene and polymer blends has been added to the bitumen of the asphalt samples by 3 to 5 percentage. Moreover, 2 percent nanoclay has been mixed inorder to increase the stability of the polymers in bitumen. Thereafter, four-point bending beam and indirect stretch tests has been utilized to evaluate fatigue performance of samples. The results of this research shows that the polymer blends with mentioned composition can be used instead of unstable and expensive traditional SBS, especially when samples have more than 50 percentage styrene-butadiene-rubber in their compositions.