بررسي مشخصات شيميايي و ضد پير شدگي قيرهاي اصلاح شده با ليگنين و روغن موتور ضايعاتي

Evaluation of the Ageing Properties of Asphalt Binders Modified with Lignin and Waste Engine Oil

يكي از اصلي‌ترين عواملي كه باعث ايجاد ترك در روسازي آسفالتي و اضمحلال آن در گذر زمان مي‌شود، پديده پيرشدگي است. مطالعات نشان داده كه استفاده از آسفالت‌هاي زيستي (بيوآسفالت) تأثير مثبتي بر پديده پيرشدگي مي‌گذارد و مي‌تواند به عنوان يك ماده آنتي­اكسيدان و جوان‌ساز عمل كند. در اين پژوهش، امكان استفاده از ليگنين و روغن موتور ضايعاتي در قير جهت بهبود خواص شيميايي و روان‌كنندگي قير بررسي شد. هر دوي اين مواد جزو بيوآسفالت هستند. ليگنين به­كار رفته در پژوهش از ليكور سياه استخراج گرديد. روغن موتور ضايعاتي نيز از يك تعميرگاه خودرو گرفته شد. نمونه‌هاي مورد آزمايش شامل قير خالص PG64-22، نمونه‌هاي حاوي 5 و 10 درصد ليگنين، نمونه‌هاي حاوي 4% روغن موتور ضايعاتي و همينطور نمونه‌هاي داراي هر دو افزودني ليگنين و روغن موتور ضايعاتي هستند. براي بررسي بهتر تأثير افزودني‌ها در شيمي قير و پيرشدگي آن، آزمايش‌هاي FTIR، آناليز SEM، آناليز ICP و آناليز CHNS روي نمونه‌ها انجام گرفت. همچنين،، سه شاخص مهم پيرشدگي كه با استفاده از آزمون‌هاي RV، DSR و FTIR به­دست مي‌آيد، محاسبه گرديد. نتايج شاخص‌هاي پيرشدگي نشان داد كه افزودن ليگنين تا 27% باعث كاهش شاخص VAI و 36% كاهش شاخص RAI مي‌شود. از طرف ديگر، افزودن روغن اثري عكس دارد. همچنين،، افزودن هر دو ماده به صورت همزمان باعث كاهش شاخص‌هاي پيرشدگي و بهبود عملكرد نمونه‌ها در برابر پيرشدگي مي‌شود. علاوه بر آن، آناليزهاي ICP و CHNS نشان دادند كه استفاده از روغن موتور سوخته و ليگنين در قير مي‌تواند از نظر زيست­محيطي مفيد واقع شود، چرا كه تا 14% جايگزين قير مي‌شود و از مواد ضايعاتي در روسازي استفاده مي‌كند. آناليز SEM نشان داد كه اختلاط ليگنين و روغن در قير به صورت يكنواخت و همگن انجام مي‌شود.

One of the main factors that cause distresses and cracks in asphalt pavement is ageing and it makes pavements deteriote over time. Previous studies about this phenomenon have shown that the use of "bioasphalt" has a positive effect on the ageing and it can act as an antioxidant and rejuvenating material. In this study, the possibility of using lignin and waste engine oil in bitumen to improve the chemical and ageing properties of bitumen was investigated. The lignin used in the study was extracted from black liquor. Waste engine oil was taken from a car repair shop. The samples are PG64-22 as control sample, samples containing 5 and 10% lignin, samples containing 4% waste engine oil, and samples containing both additives. FTIR analysis, ICP analysis, CHNS analysis and SEM analysis were performed on the samples to better investigate the effect of additives on aging. Also, three important aging indices were calculated using RV, DSR and FTIR tests. The results showed that the addition of lignin or WEO or a combination of both, can improve the chemical properties of bitumen. Also using waste materials in bitumen can be useful from an environmental and economic point of view. They are also effective for aging resistance and can be used as a rejuvenator.