عنوان المقالة:دراسة معملية لخواص الأسـفـلـت الـمـعــدل باللــدائــن المـنـتــج فـي مدينة الـريـاض LABORATORY-BASED STUDY OF THE CHARACTERISTICS OF POLYMER-MODIFIED ASPHALT PRODUCED IN RIYADH CITY
في الآونة الأخيرة قامت كل من وزاره النقل وأمانة منطقة الرياض بتطبيق طريقه السوبربيف (SUPERPAVE) في تصميم الخلطات الأسفلتية والتي تتطلب استخدام أسفلت بدرجة أداء مناسبة للمنطقة المراد إنشاء الطريق بها والمعبر عنها بدرجة الأداء (performance grade). وحيث أن الأسفلت المنتج في المملكة العربية السـعــودية هو أسفلت ذو درجة أداء PG64-22 , وهي غير كافية في بعض مناطق المملكة التي تسود فيها درجات حرارة عالية حيث يتطلب الأمر خلط الأسفلت مع اللدائن لرفع درجة الأداء, والذي أدى الى ظهور عدة مصانع في منطقة الرياض تقوم بإنتاج الأسفلت المعدل باستخدام أنواع مختلفة من اللدائن.
هذا البحث هو عبارة عن دراسة معملية لتقويم الخصائص الإنسيابية للأسفلت المعدل باللدائن المنتج في المصانع ومقارنتها بتلك المنتجة معملياً, وأيضا دراسة الخصائص الإنشائية للخلطات الأسفلتية ذوات الأسفلت المعدل باللدائن.
من خلال نتائج المسح للمصانع المنتجة للأسفلت المعدل باللدائن, وجد أن هناك ستة أنواع مختلفه من اللدائن (Lucolast7010, Anglomak 2144, Pavflex140, SBS KTR 401, EE-2 and Crumb Rubber) تستخدم في تحسين الأسفلت. وقد تم خلط اللدائن مع الأسفلت في المعمل للحصول على الأسفلت المعدل ومقارنة خصائصه بتلك المنتجة مصنعياً, وأوضحت النتائج أن الخصائص الانسيابية للأسفلت المعدل باللدائن المنتج مصنعياً لا تتطابق مع تلك المنتجة معملياً.
تم تقييم الأسفلت المنتج في المصانع من خلال إختبارات السوبربيف, فأظهرت النتائج ان كل اللدائن المستخدمة في الدراسة (ماعدا SBS) حسَّنت خصائص الأسفلت عند درجات الحرارة العالية وحققت متطلبات معامل التخدد (G*/sinδ) عند درجة حراره 76 درجه مئوية, بينما عند درجات الحرارة المنخفضة كل اللدائن أثرت بشكل سلبي على معدل الزحف (Creep rate) للأسفلت المعدل مقارنة بالأسفلت الغيرمعدل (الصافي) .
أظهرت اختبارات الخصائص الانشائية للخلطات الأسفلتية أن هناك تحسناً في حساسية الخلطة للماء بالنسبة للأسفلت المعدل باللدائن وحققت الحد الأدني لنسبة قوة الشد. أما بالنسبة لمقاومة التخدد فأن جميع اللدائن حسَّنت من خصائص الخلطة الأسفلتية, وتعتبر اللدائن Anglomak2144 و Pavflex140هما الأفضل أداءً في تحسين الخلطات الأسفلتية من حيث مقاومة التخدد. وكذلك أظهرت النتائج أن التماسك بين الركام والماده الرابطة في الخلطات الأسفلتية المحتوية على اللدائن أكثر مماهو عليه في الخلطة الحاكمة. ويعتبرEE-2 من أفضل اللدائن المحسَّنة للخلطات الأسفلتية متبوعاً بـ Anglomak2144و Crumb rubberو Paveflax140و Lucolast7010 و SBS KTR401 .
الملخص الانجليزي
In recent years, the Ministry of Transportation (MOT) and the municipality of Riyadh implemented SUPERPAVE™ mix design. This requires using an asphalt binder with a performance grade (PG) suitable for the area where the road to be constructed. The asphalt binder produced in Saudi Arabia (PG64-22) does not satisfy the high-temperature requirements for some regions within Saudi Arabia and there is a need to modify asphalt with polymers to meet the requirement for climate condition. Therefore, many asphalt plants in Riyadh city produce polymer-modified asphalts (PMA) using different types of polymers.
In this research, the rheological properties of PMA produced in the asphalt plants in Riyadh area were evaluated and compared with those produced in laboratory. In addition, the structural characteristics of PMA mixes using plant PMA were evaluated.
Based on asphalt plants survey, there were six different type of polymers s and Crumb Rubber) used to produce plant modified asphalt. In laboratory, PMA binders were produced by blending those polymers with asphalt binder to compare their characteristics with those produced in asphalt plants. The results indicate that the asphalt plants prepared PMA binders do not match the behavior of those prepared on laboratory.
The PMA binders produced in asphalt plants were evaluated through SUPERPAVE tests. All modifiers with the exception of SBS KTR401 improved high-temperature properties of binders and satisfied the minimum rutting parameter (G*/sinδ) at a temperature of 76ºC. At low temperature, all polymers have negative effects on the creep rate of PMA compared to neat asphalt binder. However, they satisfied the low- temperature specification for Riyadh city
PMA mixtures were evaluated through different performance tests. There was an improvement in water susceptibility of PMA mixtures relative to neat asphalt mixture and satisfied the recommended minimum tensile strength ratio. For rutting resistance, all polymers improved PMA mixture properties compared with the neat asphalt mixture. Mixtures with Anglomak2144 and Pavflex140 polymers rank as the best mixtures to rut resistance. As far as, the adhesion between the binder and aggregates as measured by Hamburg wheel-tracking tester, the asphalt mixture modified with EE-2 ranked as the best mixture followed by Anglomak2144, Crumb rubber, Paveflax140, Lucolast7010 and SBS KTR401.
علي محمد علي بابلغيث | Ali Mohammed Babalghaith | 6634