الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۵۱
کد مقاله
CVL51
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
کارایی انرژی بتن آسفالتی با پوشش لاستیک تحت شرایط دمایی پایین
نام انگلیسی
Energy efficiency of rubberized asphalt concrete under low temperature conditions
تعداد صفحه به فارسی
۱۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۸
کلمات کلیدی به فارسی
بتن آسفالتی با پوشش لاستیک, ثبات مارشال, اتلاف گرمایی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Rubberized asphalt concrete, Marshall Stability, Heat Loss
مرجع به فارسی
نشست گروهی کاری EURO در زمینه حمل و نقل
دانشگاه عثمان قاضی، دپارتمان مهندسی راه و ساختمان، ترکیه
دانشگاه آکبنیز، دپارتمان مهندسی راه و ساختمان، ترکیه
مرجع به انگلیسی
۱۵th meeting of the EURO Working Group on Transportation; Eskisehir Osmangazi University, Department of Civil Engineering, skisehir, Turkey
کشور
ترکیه
کارایی انرژی بتن آسفالتی با پوشش لاستیک تحت شرایط دمایی پایین
چکیده
کاربرد بتن آسفالتی ترکیب شده با لاستیک خرد شده تایر در ساخت و ساز جاده، همانند جاذب های بالای انرژی و تثبیت گرهای حرارتی، بسیار گسترده و قابل توجه می باشد. ظرفیت میرایی بالای لاستیک سبب شده است تا کاربرد اصلاح شده ترکیبات آسفالت و لاستیک بعنوان بخشی از سیستم میراگر جهت کاهش نوسانات و در نتیجه ارتقای دوام و راحتی روکش آسفالت مد نظر قرار گیرد. ذرات لاستیک به سرد شدن بتن آسفالتی در طی حمل آن از کارخانه تا محل استفاده نیز کمک می نماید. اتلاف گرمایی بتن آسفالتی ترکیب شده با لاستیک سبب می شود تا قابلیت تولید این ترکیب حتی در شرایط آب و هوایی سرد نیز وجود داشته باشد. بعلاوه، از آنجاییکه لاستیک قابلیت جذب اشعه های ماوراء بنفش (UV) خورشید را دارد، تشیکل یخ بر روی جاده تحت شرایط آب و هوایی سرد نیز کاهش می یابد. به منظور بررسی تأثیرات عایقی لاستیک تایر بر روی بتن آسفالتی آزمایشات ثبات مارشال در محیط آزمایشگاهی با استفاده از مقادیر مختلف و انواع متفاوت لاستیک خرد شده تایر تحت شرایط دمایی مختلف انجام شد. کاربرد پذیری و کارایی محصول نهایی نیز در محل مورد آزمایش قرار گرفت. از نتایج آزمایشات لابراتواری و منطقه‌ای مشخص شد که با توجه به نوع و مقدار مناسب لاستیک قابلیت کاهش اتلاف گرمایی بتن آسفالتی وجود دارد. عایق بندی سبب کاهش مقدار مورد نیاز انرژی جهت جایگزینی با موارد تلف شده می شود، بنابراین موجب کاهش هزینه های انرژی نیز خواهد شد. لاستیک همچنین می‌تواند در کاهش حرارت ایجاد شده ناشی از تولید محلی نیز راهگشا باشد. این ماده سبب ارائه راه حل های کم هزینه تر و کارامدتر شده و از نظر محیطی نیز سازگار تلقی می گردد.
کلمات کلیدی:بتن آسفالتی با پوشش لاستیک، ثبات مارشال، اتلاف گرمایی
کارایی انرژی بتن آسفالتی با پوشش لاستیک تحت شرایط دمایی پایین
۱- مقدمه
سیستم حمل و نقل بزرگراهی در بردارنده ۹۵% مسافر و ۹۰% بار حمل شده در ترکیه می باشد. شبکه جاده های این کشور گسترده بوده و بیش از ۶۰۰۰۰۰ کیلومتر جاده در این زمینه وجود دارد. تا انتهای سال ۲۰۱۱، ۶۲۹۳۰ کیلومتر از این شبکه متشکل از شاهراه ها و مجموع ۵۹۴۷۳ کیلومتر نیز جزء جاده های آسفالته بوده است. دولت تلاش زیادی را جهت گسترش و ارتقای شبکه جاده‌ای انجام داده است، این تلاش مخصوصا در زمینه ساخت اتوبان بیشتر نمود داشته است. بحران اقتصادی سال ۱۹۹۸ و زلزله ۱۹۹۹ سبب شد تا برخی از این پروژه ها با تأخیر روبرو شوند، اما این موارد، همراه با پروژه های دیگر، به نظر همچنان به پیشرفت خود ادامه می دهند. تولید آسفالت ترکیه در شکل ۱ نشان داده شده است. همانگونه که از شکل ۱ مشخص می‌باشد نوعی افزایش پیوسته در تقاضا برای روکش آسفالت وجود دارد (Tunc، ۲۰۰۷).
در طی فرآیند طراحی روکش آسفالت شرایط محیطی و بار ترافیکی مختلفی را می‌بایست مدنظر قرار داد. این موارد می‌بایست قابلیت مقاومت در برابر فاکتورهای خارجی و شرایط آب و هوایی بدون صدمه دیدگی را داشته باشند. از طرف دیگر، حتی با وجود طراحی سطح بالای روکش آسفالتی، این ماده در برخی از موارد بواسط تنزل زود هنگام از قابلیت پذیرش و ایمنی مطلوبی برخوردار نمی باشد. به طور کلی غالب این تنزل‌ها بواسطه ترک خوردگی یا شیارشدگی بالا به پایین می‌باشد. چندین دلیل برای بروز چنین تنزلی وجود دارد. یکی از محتمل ترین عوامل اتلاف حرارت در طی حمل و نقل بتن آسفالتی به منطقه مورد نیاز می‌باشد. به طور کلی، حفظ کیفیت تراکم یا به هم فشردگی در صورتی که حرارت داخلی بتن آسفالتی زیر ۱۶۰ درجه سیلسیوس گردد مشکل خواهد بود. یکی از تلاش‌ها در این رابطه استفاده از مواد افزودنی پلیمری نظیر استایرن- بوتادین- استایرن (SBS)، لاستیک استایرن- بوتادین (SBR) می‌باشد. SBS یک کوپلمیر لاستیک سخت سنتزی می‌باشد که برای مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دوام مهم تلقی شده و غالبا به صورت نسبی بجای لاستیک طبیعی، با توجه به هزینه رقابتی مواد خام، بکار گرفته می‌شود. این مورد به عنوان نوعی از کوپلمیر خوانده می‌شود که تحت عنوان کوپلیمر دسته‌ای تلقی خوانده شده که در آن زنجیر اصلی از سه بخش تشکیل شده است. بخش اول یک زنجیر دراز پلی استایرن می‌باشد، بخش وسطی یک زنجیر دراز پلی بوتادین است و بخش آخر نیز متعاقبا یک زنجیر دراز پلی استایرن تلقی می‌شود. ساختار مولوکولی SBS ممکن است به صورت خطی یا شعاعی باشد و پیوند بلوک‌های استایرن جهت تشکیل حوزه‌های توزیع شده یکنواخت، منجر به ایجاد یک سیستم مزدوج متقاطع فیزیکی می‌شود. (Bates و Fredrickson 1999).
ویژگی‌های آسفالت اصلاح شده پلیمری (PMA) به طور آشکاری با توجه به افزایش در واکنش الاستیکی یا کشسانی، حالت ویسکوزیته، چسبندگی و ثبات حرارتی بیشتر نمود می‌یابد. Choubane و همکاران (۱۹۹۹) یافته‌هایی را از یک مطالعه ده ساله در ارتباط با ترکیبات سطح آسفالت-لاستیک منتشر نموده و این نتیجه را حاصل آوردند که لاستیک خرد شده سبب افزایش درجه رتبه بندی سطح جاده و کاهش معضل شیارشدگی یا گودی های سطحی می‌شود. با توجه به مواد پایه، اضافه نمودن لاستیک خرد شده به آسفالت سبب کاهش عدم ثبات حرارتی، تغییر شکل دائمی و افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی تحت شرایط دمایی پایین می‌شود. (Choubane و همکاران، ۱۹۹۹، Cano و Charania، ۱۹۸۹، Heerkens و Von Meier، ۱۹۸۹، Esch، ۱۹۸۲). علی رغم تحقیقات قابل توجه در این زمینه، PMA هنوز بطور جامعی بواسطه طبیعت پیچیده آن و برهم کنش‌های آسفالت و پلیمر‌ها مشخص و توصیف نشده است. این مقاله ارائه دهنده مطالعه‌ای در زمینه تأثیر پلیمر لاستیک تایر بازیافتی بر روی ویژگی‌های استاتیکی و دینامیکی بتن آسفالتی اصلاح شده با لاستیک می‌باشد.
کارایی انرژی بتن آسفالتی با پوشش لاستیک تحت شرایط دمایی پایین
۲- برنامه آزمایشی
۲-۱٫ مواد
رتبه بندی مناسب مصالح دانه‌ای برای بیتومن یا قیر گرم بر حسب مشخصه فنی دستورالعمل مدیریت عامل بزرگراه های ترکیه (GDTH) به سال ۲۰۰۶ طراحی شد. این مصالح دانه‌ای دارای یک اندازه دانه‌ای میانگین (D50) بین ۳۰/۰ الی ۰/۳ میلیمتر و ضریب یکنواختی (Cu) بین ۰/۲ الی ۰/۳ می‌باشند. مرزهای GDTH و منحنی‌های رتبه بندی مهیا شده در شکل ۲ مشخص شده‌اند. خواص فیزیکی مصالح دانه‌ای در جدول ۱ ارائه گردیده‌اند.
۲-۲٫ نتایج آزمایش
آسفالت استفاده شده برای این ترکیب از تأسیسات پالایشی TUPRAS (IZMIT) بدست آمد. جدول ۲ نشان دهنده خواص فیزیکی بایندر یا مواد چسبنده خام می‌باشد. این آزمایشات با مقدار نفوذ ۵۰ الی ۷۰% انجام شدند. قیر به عنوان محصول جانبی تایر لاستیک خوانده می‌شود که از نقطه نظر تجاری تحت عنوان CMR-300 و SMR-400 (لاستیک تایر خرد شده حاصل آمده بوسیله فرآیند خرد سازی و آسیاب کردن تایر پس از حذف تسمه های فولادی و منسوجات آن و پس از عبور از غربال یا مش نمره ۴۰) بدست می‌آید. تصویر SEM مربوط به CMR-300 در شکل ۲ ارائه شده است. محتویات لاستیک ۱۰ و ۱۵ % از نظر وزن قیر برای هر نوع در دمای ترکیب حدودا ۱۶۰ درجه سلسیوس ادغام شد (Chen و Lin 2005). جهت تصدیق قابلیت تکرار نتیجه این آزمایشات، سه نمونه با استفاده از یک راهکار یکسان (پیش ترکیب لاستیک با بیتومن با استفاده از یک میکسر با قابلیت ۵۰۰ دور در دقیقه به مدت ۲ ساعت) برای هر دوره ترکیب مورد استفاده قرار گرفت.
جدول ۱٫ خواص فیزیکی مصالح دانه‌ای استفاده شده در این آزمایشات
استانداردها
مقادیر تست
ویژگی‌ها
ASTM C127-07
۲٫۶۵
گرانش ویژه مصالح دانه‌ای درشت، ۲۵°C، gr/cm3
ASTM C127-07
۰٫۲۴
جذب آب مصالح دانه‌ای درشت، %
ASTM C128-07a
۲٫۶۳۱
گرانش ویژه مصالح دانه‌ای ظریف، ۲۵°C، gr/cm3
ASTM C128-07a
۱٫۰۸
جذب آب مصالح دانه‌ای ظریف، %
ASTM C128-07a
۲٫۷۳
گرانش ویژه فیلر، ۲۵°C، gr/cm3
ASTM C535-09
۲۸٫۹۰
آزمایش ساییدگی %
ASTM C1646-08a
۵٫۴۸
آزمایش انجماد و انجمادزدایی %
ASTM D4469-01
۰٫۱۴
جذب قیر یا بیتومن %
جدول ۲٫ خواص فیزیکی برای نفوذ ۵۰-۷۰%
نتایج آزمایش
خواص
۶٫۳۵
نفوذ (۲۵°C، ۱/۱۰ mm)
۱٫۰۳
گرانش خاص (g/cm3)
۴۷
نقطه نرم شدگی (°C) یا دمای نرم شدگی
۰٫۶۰
اتلاف حرارت (%)
۲۶۷
نقطه اشتعال (°C)
>100
قابلیت چکش خواری یا نرمی (۲۵°C، ۵ cm/min)
حفره های هوا، وزن مخصوص کاربردی، ثبات مارشال و نسبت حفره پر شده با بیتومن / قیر مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. مقادیر بهینه لاستیک برای طراحی ترکیبی حاصل آمد که در آن مقادیر CMR-300 10% و SMR-400 15% مد نظر بوده‌اند.
به واسطه محدودیت‌های فضایی تنها نتایج آزمایشات مارشال برای نمونه کنترل و CMR-300 در شکل ۴ و ۵ به ترتیب ارائه شده‌اند.
نسبت مناسب آسفالت بصورت ۴/۴ % از طریق حاصل آوردن میزان میانگین بر مبنای این موارد با توجه به متغیرهای جدول ۳ با استفاده از شکل ۵ حاصل آمد.
یکی از مؤلفه‌های مهم مواد افزودنی CMR-300 و SMR-400 این حقیقت می‌باشد که حرارت ترکیبی به دمای یکسان مرتبط با نمونه کنترل برای حدودا ۱۰ دقیقه بعد افت خواهد نمود. شکل ۶ نشان دهنده گوناگونی اتلاف حرارتی بدون ماده چسبنده و مواد اضافه شده لاستیکی می‌باشد. نتایج این آزمایش برای طراحی ترکیبی در شکل ۷ نشان داده شده است که در آن می‌توان مشاهده نمود که منحنی اتلاف حرارت از نظر ظاهری مشابه با شکل ۶ است. علاوه بر این می‌توان مشاهده نمود که حرارت ترکیب SMR-400 در مقایسه با CMR-300 با سرعت کمتری خنک می‌گردد.
کارایی انرژی بتن آسفالتی با پوشش لاستیک تحت شرایط دمایی پایین
۳- نتایج
ثبات حرارتی ترکیبات آسفالت اصلاح شده لاستیکی با میزان مختلف لاستیک و اندازه‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته‌اند. ۲ اندازه مختلف تایر / لاستیک خرد شده مورد استفاده قرار گرفتند که عبارتند از CMR-300 و SMR-400. طراحی ترکیبی بر مبنای روش مارشال انجام شد و میزان بهینه بیتومن نیز ۴/۴% تعیین گردید. CMR-300 با یک نسبت ۱۰% و SMR-400 با یک نسبت ۱۵% با توجه به وزن ماده بیتومن فراهم شدند. ذرات CMR-300 که کمتر از مش شماره ۴۰ بوده‌اند و همچنین ذرات SMR-400 با اندازه مش ۸۰ انتخاب گردیدند.
هیچگونه جدانشینی و یا تفکیک ذرات در زمان ترکیب رخ نداد چرا که ذرات لاستیک حل شده و به مصالح دانه‌ای در دمای بالا چسبیدند. در طی تولید تحت فشار بالا، لاستیک خرد شده معمولی به هنگام گرم شدن حجم خود را افزایش داده که سبب کاهش ثبات کلی بتن آسفالتی گردید. با این وجود CMR-300 و SMR-400 از افزایش حجم جلوگیری کردند، با توجه به امکان افزایش حجم، که به عنوان یکی از دلایل اصلی ثبات حرارتی به حساب می‌آید. یک تراکم عادی را می‌توان در دمای ۱۳۰ الی ۱۳۵ درجه سلسیوس برای ترکیبات CMR-300 و SMR-400 حاصل آورد.
بتن آسفالتی بدون مواد افزودنی و با مواد افزودنی CMR-300 و SMR-400 دارای خواص مهندسی یکسانی بر حسب ثبات مارشال می‌باشد. با این وجود CMR-300 یا SMR-400 اضافه شده به بتن آسفالتی سبب ایجاد مزیت‌های خاصی با توجه به واکنش آن تحت بارگزاری تکراری خواهد شد. خواص حرارتی همچنین فراهم آورنده مزیت‌های بسیاری می‌باشند، مخصوصا در خصوص جاده‌های آسفالته در نواحی سرد از طریق جذب انرژی حرارتی از نور خورشید.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
