ارزيابي مشخصات مخلو طهاي آسفالتي گرم كف قيري توليد شده با استفاده از دو نوع قير )WMA-Foam(

A Proposed Method for Mix Design of Warm Foam Mix Asphalt Produced by Wwo Bitumen Types

استفاده از كف قير به منظور كاهش كندرواني قير و اختلاط سهل تر آن با مصالح دانه اي سال ها در مخلو طهاي سرد كاربرد داشته است؛ وليكن در سال هاي اخير، نوع جديدي از مخلوط ها با بكارگيري اين تكنولوژي معرفي شده اند كه كيفيتي مشابه با مخلوط آسفالت داغ مشابه را دارا مي باشند و با نام مخلوط هاي گرم كف قيري شناخته مي شوند. براي اين مخلوط ها كه در دماي كمتري نسبت به مخلوط داغ مشابه تهيه و متراكم مي شوند، هنوز روش طرح اختلاط مشخصي وجود ندارد. نگراني عمده در مورد جايگزين كردن مخلوط هاي گرم كف قيري با آسفالت داغ مشابه، مقاومت كمتر در برابر تغيير شكل و تاثير رطوبت به دليل كاهش سختي قير و احتمال عدم چسبندگي قير به سنگدانه ها در اثر وجود حرارت كمتر در زمان اختلاط و تراكم مي باشد. در اين تحقيق، با بكارگيري روش تركيب دو نوع قير شل و سفت كه قير اول بصورت خالص و گرم شده به مصالح درشت دانه و قير دوم بصورت كف قير به كل مخلوط اضافه مي شود، نمونه هاي گرم كف قيري در دماهاي متفاوت توليد و متراكم شدند. ويژگي هاي ظاهري و مقاومتي نمونه ها با استفاده از روش مارشال تعيين و با محدوده مشخصات آسفالت داغ مشابه مورد مقايسه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه امكان كاهش دماي اختلاط با بكارگيري اين روش تا حد 30 درجه سانتيگراد نسبت به آسفالت داغ مشابه فراهم مي شود. همچنين درصد فضاي خالي مخلوط به عنوان موثرترين پارامتر به منظور تعيين محدوده دماي اختلاط و تراكم شناخته شد. به منظور بررسي حساسيت رطوبتي نمونه ها از آزمايش مقاومت كششي غيرمستقيم بر روي نمونه هاي خشك و اشباع استفاده شد. نتايج نشان داد كه حساسيت رطوبتي نمون ههاي گرم كف قيري از محدوده تعيين شده براي آسفالت داغ مشابه بيشتر مي باشد؛ وليكن استفاده از افزودنيهاي ضد عريان شدگي تا حد مطلوبي اين نقص را جبران مي سازد. نتايج آزمايش مقاومت در برابر شيار افتادگي چرخ نيز نشان داد كه با وجود بيشتر بودن تغيير شكل نمون ههاي گرم نسبت به نمونه هاي داغ مشابه، با افزودن پودر آهك شكفته مي توان تغيير شكل مخلوط را تا حد آسفالت داغ مشابه كاهش داد. نهايتا از نتايج بدست آمده، روشي براي طرح اختلاط مخلوط هاي گرم كف قيري ارايه شد.

Foam bitumen technology has been used in cold mixes in order to reduce bitumen viscosity and to ease mixing of bitumen with cold aggregates. Recently, a new generation of mixes has been developed using foam technology providing the same quality of mixes similar to conventional hot mixes. These are normally produced at lower mixing and compaction temperatures than those of similar HMA. However, there is no proper standard mix design method for these mixes. Regarding to reduce mixing and compaction temperatures, the main challenges of using warm foam mixes in lieu of HMA are their greater moisture susceptibility and rutting potential due to less adhesion properties of foam bitumen to aggregates. In this research, the method of adding two different bitumen types at two stages was adopted. At the first stage, a soft bitumen was added to warm coarse aggregate particles. In the next step, a hard bitumen transformed into foam and was added to the total mix. Warm foam mixes were produced at different mixing and compaction temperatures and their Marshall Parameters were determined and compared with similar HMA. Results indicated that it was possible to reduce mixing temperature of warm foam mixes 30°C below those of similar HMA. The air void content was recognized to be the most effective parameter affecting mixing and compaction temperatures. For investigating the moisture susceptibility of warm foam mixes, indirect tensile test was performed on dry and soaked conditioned samples. The testing results indicated that the moisture susceptibility of warm foam mixes was greater than the specified minimum values of the similar HMA. However, adding anti-stripping agents could compensate this deficiency appreciably. Wheel tracking test results also showed that despite of the larger Marshall Flow values of warm foam mixes compared with similar HMA, by adding hydrated lime powder, it was possible to achieve the same rutting values as for those in HMA. As a result of the above testing results, a mix design method was proposed for designing warm foam mixes.