تحلیل تاثیر استفاده از ضایعات پلاستیکی (HDPE) بر مکانیزم شکست و دوام مخلوط آسفالت بازیافتی(RAP) داغ

بازگرداندن هم زمان دو جریان پسماند (تراشه آسفالت بازیافتی و ضایعات پلاستیکی) به مخلوط آسفالتی گرم، پیش از آنکه یک راهکار زیست محیطی باشد یک مسئله مهندسی است؛ زیرا قیر پیرشده تراشه، موازنه مخلوط را از شکل پذیری به سمت سفتی جابه جا می کند و پلیمر افزوده نیز خود ماده ای سفت است. مسئله روش شناختی مهم تر آن است که بیشتر پژوهش های این حوزه، ارزیابی را بر شاخص های مقاومتی جانشین بنا کرده اند که بعد ترک خوردگی را نمی سنجند. پژوهش حاضر، اثر ضایعات پلی اتیلن با چگالی بالا را بر مکانیزم شکست و دوام مخلوط آسفالتی گرم بازیافتی، با یک طرح عاملی کامل و با معیارهای عملکردی ارزیابی کرده است. هشت گروه مخلوط از ترکیب دو پایه (مصالح نو، و مخلوط حاوی 50 درصد تراشه بازیافتی) با چهار سطح پلیمر (صفر، 1، 2 و 4 درصد وزن کل مخلوط، به روش اختلاط خشک) ساخته شدند، در حالی که قیر کل در هر هشت گروه روی 4٫9 درصد ثابت نگه داشته شد. نمونه ها با دستگاه تراکم ژیراتوری سوپرپیو در قالب 150 میلی متری و با صد چرخش طراحی ساخته و با سه آزمون ارزیابی شدند: کشش غیرمستقیم ایده آل برای ترک خوردگی در 25 درجه سانتی گراد، خمش نیم دایره ای در منفی ده و منفی هفده درجه سانتی گراد، و نسبت مقاومت کششی. داده های 120 نمونه با تحلیل واریانس دوطرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معناداری پنج درصد تحلیل شد. نتایج نشان داد که افزودن 4 درصد پلیمر به مخلوط بازیافتی، بار بیشینه را 76 درصد، انرژی شکست را 19 درصد و مقاومت کششی را 35 درصد به طور معنادار افزایش می دهد و نسبت مقاومت کششی را به 99٫2 درصد می رساند؛ اما هم زمان جابه جایی تا شکست را 39 درصد کوتاه می کند و شاخص تحمل ترک خوردگی در هیچ گروهی بهبود معنادار نشان نمی دهد. اثر تعامل معنادار میان پایه مخلوط و درصد پلیمر نشان داد که اثر این افزودنی بر مقاومت در بستر بازیافتی چند برابر بستر نو است، حال آنکه در بعد شکل پذیری چنین تفاوتی دیده نمی شود. هر هشت گروه آستانه پذیرش نسبت مقاومت کششی را با فاصله قابل توجه گذراندند. جمع بندی مهندسی آن است که پلیمر، مخلوط بازیافتی را قوی تر و بادوام تر ولی کم شکل پذیرتر می کند. تحلیل حجمی فضای طراحی نشان داد که هر یک درصد وزنی پلیمر حدود 2٫5 درصد از حجم مخلوط را می طلبد و بنابراین سقف دوز در فرایند خشک، پیش از آنکه محدودیتی مکانیکی باشد یک محدودیت حجمی است: در دانه بندی پیوسته متعارف، دوز باید در ناحیه زیر یک درصد وزن کل مخلوط بماند و دوزهای بالاتر مستلزم دانه بندی گسسته و تنظیم هم زمان قیر موثرند.

کلیدواژه ها:

پلاستیک بازیافتی ، HDPE ، مکانیزم شکست ، دوام ، آسفالت بازیافتی داغ