توصيفگر ها :
آسيب رطوبتي , سيكل ذوب و يخ , گرمايش القايي , امواج الكترومغناطيسي مايكروويو , سرباره , زايكوترم
چكيده فارسي :
آسيب رطوبتي و سيكل‌هاي ذوب و يخ باعث افت چسبندگي و پيوستگي در مخلوط‌هاي آسفالتي مي‌شوند. از آن جا كه چسبندگي و پيوستگي نقش مهمي در مقاومت مخلوط آسفالتي در برابر بارگذاري‌هاي ترافيكي و محيطي دارند، افت اين خصوصيات مقدمه‌اي براي ايجاد ساير خرابي‌ها در دماهاي بالا، مياني و پايين هستند. در گذشته از افزودني‌هاي ضد عريان شدگي براي مقابله با افت چسبندگي و پيوستگي در مخلوط‌هاي آسفالتي تحت آسيب رطوبتي و سيكل‌هاي ذوب و يخ استفاده مي‌شد. اين افزودني‌ها نمي‌توانند به طور كامل با افت خصوصيات مذكور مقابله كنند. از طرفي افزودني‌هاي ضد عريان شدگي فقط يكبار و در مرحله ساخت قابل استفاده هستند. از اين رو در طول عمر مخلوط‌ها عملكرد رضايت‌بخشي نخواهند داشت. لذا بايد به فكر راه حل بهتري براي احياي چسبندگي و پيوستگي از دست رفته در مخلوط بود. ترميم به روش گرمايش القايي روشي نوين براي ترميم ريز ترك‌ها در مخلوط‌هاي آسفالتي است. در اين روش از سيم پيچ يا ترجيحاً دستگاه مايكروويو به عنوان منبع توليد گرما استفاده مي‌شود. پس از گرمايش مخلوط تحت امواج الكترومغناطيسي مايكروويو، قير مخلوط روان مي‌شود كه چسبيدن طرفين ترك به يكديگر و ترميم ريز ترك‌هاي ايجاد شده را تسريع مي‌كند. در اين تحقيق امكان‌سنجي استفاده از گرمايش القايي با استفاده از امواج الكترومغناطيس مايكروويو جهت ترميم چسبندگي و پيوستگي مخلوط آسفالتي پس از اعمال آسيب رطوبتي و سيكل‌هاي ذوب و يخ بررسي شد. همچنين روش پيشنهادي با روش‌هاي سنتي استفاده از افزودني‌هاي ضد عريان شدگي مقايسه شد. بدين منظور مخلوط‌هاي آسفالتي كنترل به عنوان مخلوط پايه، حاوي زايكوترم به عنوان يك افزودني ضد عريان شدگي رايج و حاوي سرباره به عنوان مخلوط حساس به امواج الكترومغناطيسي مايكروويو ساخته شدند. سپس نمونه‌هاي مارشال با استفاده از اين مخلوط‌ها ساخته شده و تحت 0، 1، 2، 3، 4 و 5 سيكل آسيب رطوبتي و ذوب و يخ قرار گرفتند. اعمال آسيب رطوبتي براي بررسي امكان‌سنجي روش پيشنهادي در نواحي داراي آب و هواي گرم و مرطوب و اعمال سيكل‌هاي ذوب ويخ براي بررسي امكان‌سنجي روش پيشنهادي در نواحي داراي آب و هواي سرد و يخ‌بندان بود. نمونه‌هاي كنترل و حاوي زايكوترم پس از اعمال آسيب‌هاي مذكور تحت آزمايش كشش غير مستقيم بارگذاري شدند. نمونه‌هاي حاوي سرباره به سه گروه تقسيم شدند. گروه‌هاي اول و دوم به ترتيب بلافاصله و يك هفته پس از اعمال آسيب‌ها آزمايش شدند. گروه سوم نيز يك هفته پس از اعمال آسيب‌ها ابتدا تحت امواج الكترومغناطيسي مايكروويو ترميم و پس از سرد شدن آزمايش شدند. آزمايش انجام شده در اين پژوهش كشش غير مستقيم بود و شاخص‌هاي ITS و CTIndex در آن محاسبه و بررسي شدند. اثرات افزودني ضد عريان شدگي، افزودن سرباره، خودترميمي در زمان استراحت و خشك شدن و ترميم القايي به صورت مجزا و تركيبي اندازه گيري و مقايسه شدند. در نهايت روش گرمايش القايي با استفاده از امواج الكترومغناطيسي مايكروويو به عنوان روش مناسبي براي ترميم آسفالت آسيب رطوبتي و سيكل ذوب و يخ ديده معرفي شد.
چكيده انگليسي :
The purpose of this research is to investigate the feasibility of using induced healing under electromagnetic radiation to recover loss of adhesion and cohesion within asphalt mixtures after moisture and freeze-thaw damages. Moisture and freeze-thaw damages leads to loss of adhesion and cohesion within asphalt mixtures. Since adhesion and cohesion have a pivotal role in in resistance of asphalt mixtures against traffic and environmental loadings, degradation of these properties causes premature distresses in all of the operating temperatures. In the past, anti-stripping additives were used to improve resistance of mixtures against moisture and freeze-thaw damages. However, these additives could not completely confront with mentioned damages. Furthermore, these additives were applied only in the preparation process of asphalt mixtures. Hence long-term performance of mixtures is still in concern and a novel procedure is needed to recover adhesion and cohesion loss. Induced heating is a modern method to heal micro-cracks in asphalt pavements. In this method an induction coil or microwave is used as the heating source. Electromagnetic radiations generated by microwave machine are more preferable than induction coils due to uniform heating. After heating of asphalt mixture, asphalt binder flow, accelerating diffusion of asphalt molecules between crack edges and thus healing process. According to abovementioned themes, in this research electromagnetic radiation generated by microwave machine was used to recover loss of adhesion and cohesion within asphalt mixtures. Moreover, efficiency of the suggested approach was compared with conventional methods i.e. using anti-stripping additives. In this regard, control asphalt mixture, as the base mixture, asphalt mixture containing Zycotherm, as a conventional anti-stripping additive, and asphalt mixture made of slag, as an electromagnetic sensitive mixture, were prepared and compacted to make Marshall specimens. Then, the specimens underwent 0, 1, 2, 3, 4, and 5 moisture and freeze-thaw cycles. Moisture and freeze-thaw damages occurs in tropical and frozen areas, respectively. Control and Zycotherm mixtures were tested under indirect tensile loading after moisture and freeze-thaw condition process. Slag mixtures were divided into three separate groups. The first and second groups of specimens were tested just after and one week later the moisture and freeze-thaw conditioning process, respectively. However, the third group was tested after healing under electromagnetic radiation, done one week after the conditioning process. After the testing phase, ITS and CTIndex indices were calculated and compared. Then, individual and combined effects of Zycotherm, slag, self-healing, and induced healing were determined and investigated. The results showed that induced heating caused by electromagnetic radiations is a promising approach to heal moisture and freeze-thaw damages within asphalt mixtures.
