بررسي روش هاي افزودن پودر كربن آمورف به قير و ارزيابي حساسيت رطوبتي مخلوط آسفالتي گرم (HMA) اصلاح شده با اين پودر

Investigating the Methods of Adding Amorphous Carbon Powder to Bitumen and Evaluating Moisture Susceptibility of the Hot Mix Asphalt (HMA) Modified With This Powder

روسازي هاي آسفالتي در طول زمان به دلايل مختلف دچار خرابي مي شوند. خرابي هاي رطوبتي يكي از اصلي ترين عوامل خرابي روسازي هاي آسفالتي مي باشد. روش هاي زيادي براي بالا بردن مقاومت مخلوط هاي آسفالتي در برابر رطوبت بررسي شده است، يكي از اين روش ها استفاده از افزودني هاي مختلف در مخلوط آسفالتي و قير مي باشد. در اين تحقيق ابتدا روش بهينه اختلاط قير با پودر كربن توسط آزمايش زاويه تماس تعيين شده و سپس اثر پودر كربن آمورف بر كاهش حساسيت رطوبتي مخلوط آسفالتي گرم مورد بررسي قرارگرفته است. پودر كربن هم به صورت ماده افزودني به قير (در درصدهاي 5 و 10 و 15 درصد وزني قير) و هم به صورت جايگزين بخشي از فيلر مصرفي در درصدهاي 25، 50، 75 و 100 درصد وزني فيلر در مخلوط آسفالتي مورد استفاده قرار گرفت. براي بررسي اثر اين پودر، نسبت مقاومت كششي مرطوب به خشك بر اساس استاندارد AASHTO T283 و آزمايش آب جوشان ASTM D3625 استفاده شد. نتيجه هر دو آزمايش نشان دهنده كاهش حساسيت رطوبتي مخلوط آسفالتي حاوي پودر كربن آمورف نسبت به نمونه شاهد بود. همچنين استفاده از اين پودر به صورت جايگزين بخشي از فيلر مصرفي عملكرد بهتري نسبت به حالت مصرف به عنوان افزودني به قير در كاهش حساسيت رطوبتي نشان داد. پودر كربن آمورف به دليل داشتن خاصيت آبگريزي مي تواند مانع از نفوذ آب به درون مخلوط آسفالتي شده و حساسيت رطوبتي مخلوط را كاهش دهد.

Asphalt pavements expose to failure due to various reasons. Moisture failures are the most crucial failures so far. Numerous methods have been carried out to increase asphalt mixtures resistance, one of which is using additives in bitumen or asphalt. This paper intends to determine the effect of amorphous carbon powder on HMAs in order to decrease moisture susceptibility. At the beginning, optimized mixing method of bitumen and carbon powder has evaluated by contact angle test. Carbon powder is utilized in 2 different ways; as additive to bitumen (in weight percentages of 5, 10 and 15) or directly replaced by filler in 25, 50, 75 and 100 percent of mass of filler. Following tests were conducted to study and understand the effect of this powder; proportion of tensile strength in wet and dry conditions based on AASHTO T283, and boiling water test in ASTM D362d. The results of both tests indicate that amorphous carbon powder play an effective role in decreasing the moisture susceptibility of asphalt mixtures. Moreover, replacing this powder by filler shows a much better performance compared to bitumen. Amorphous carbon powder because of its hydrophobicity can be effective to avoid water penetration into asphalt mixture and decrease its moisture susceptibility.