بهینهسازی حساسیت دمایی قیر اصلاحشده توسط تایرهای لاستیکی ضایعاتی با استفاده از روش TAGUCHI-بخش دوم
مقدمه
بهطور رضایت بخشی میل به استفاده از مواد قیری در آسفالت بزرگراهها و باند فرودگاهها وجود دارد. بههرحال در سالهای اخیر، افزایش سطح ترافیک، ساخت و حضور کشندههای بزرگتر و سنگینتر باعث افزایش فشار تایرها بر روی آسفالت شده است. به این دلایل نیاز به بهبود خواص مواد قیری موجود، احساس شده است. اصلاحکنندههای قیر راهحلی برای غلبه بر کمبودهای ذاتی قیر و درنتیجه بهبود عملکرد مخلوط قیر ارائه میکنند (Brule و همکاران 1988، Brown و همکاران 1990،Isacsson & Lu 1995).
بهترین و شناختهشدهترین شکل اصلاحکنندهها، پلیمرهای اصلاحکننده است که بهطور سنتی برای بهبود حساسیت دمایی قیر با عملکرد افزایش سفتی قیر در دمای سرویس بالا و کاهش سفتی آن در دمای سرویس پایین استفاده میشود (Brule و همکاران 1991، Collins و همکاران 1991، King و همکاران 1993)
تایرها یکی از پلیمرهای مورداستفاده در مخلوط آسفالت گرم (HMA) است. مقدار زیادی از تایرهای لاستیکی مستعمل در HMA مورداستفاده قرار میگیرد. در سالهای اخیر، استفاده از تایرهای لاستیکی ضایعاتی در مخلوطهای قیری به دلیل دسترسی زیاد به تایرهای لاستیکی استفادهشده و رهایی از مشکلات زیستمحیطی حاصل از آنها، افزایشیافته است. علاوه بر این کاربریها، مطالعات زیادی بر روی مخـلوطهای قیــری اصـلاحشـده با تایرهــای لاسـتیـکـی انجــامگرفـته اســت (Soon-Jae و هــمـکاران 2008، Cheuk & Wing 2007، Celik & Atis 2007).
بهطورکلی دو فرآیند به نامهای فرآیند خشک و فرآیند مرطوب در اصلاح قیر بهوسیله خرده تایرهای لاستیکی وجود دارد. درروش خشک، خرده تایرها با مخلوط قیری بهعنوان جایگزین برخی از ذرات و دانههای معدنی در مخلوط ترکیبشده و درروش مرطوب، خرده تایرها جهت اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی قیر اضافه میشوند. هنگامیکه خرده تایرهای لاستیکی با استفاده از روش مرطوب به قیر اضافه میشود، حساسیت دمایی قیر بهبود مییابد. درروش مرطوب، مقدار تایرهای لاستیکی، دمای اختلاط، زمان و سرعت اختلاط از عوامل مؤثر در تعیین حساسیت دمایی بایندر حاصله هستند (Freddy و همکاران 1991، Pfeiffer 1950).
Pfeiffer و Van Doormaal در سال 1936 میلادی بیان کردند که حساسیت دمایی توسط شاخص نفوذ PI تعیین میشود. PI توسط نقطه نرمی (آزمون گلوله و حلقه) و نفوذپذیری در 77 درجه فارنهایت و با فرض اینکه نفوذپذیری قیر در این نقطه نرمی 800 باشد، تبیین میگردد. مقادیر PI محدودهای از حدود 3- برای قیرها با حساسیت دمایی بالا و تا حدود 7+ برای قیرهای دمیده با حساسیت دمایی پایین دارد. فواید استفاده از تایرهای لاستیکی مستعمل در قیر شامل کاهش تعداد تایرهای ضایعاتی، افزایش انعطافپذیری آسفالت هنگام قرارگیری تحت بارهای سنگین که منجر به کاهش مشکل ترکخوردگی و بهبود دوام آسفالت میشود و افزایش مقاومت آسفالت در برابر شکست حرارتی در آبوهوای سرد و شیار شدگی در آبوهوای گرم است.
هضم ذرات تایر در قیر مذاب بر عملکرد مخلوط قیر مؤثر است. دمای اختلاط، زمان اختلاط و مقدار تایر لاستیکی، تأثیر فراوانی بر خواص هضم تایر در قیر مذاب دارد. هدف از مطالعه اخیر یافتن شرایط بهینه برای به دست آوردن حساسیت دمایی بیشینه در قیر اصلاحشده با تایر لاستیکی است. مطالعات آزمایشگاهی طوری طراحیشده بود که شرایط کاری مطلوب که از عوامل مؤثر بر حساسیت دمایی است، با استفاده از روش تاگوچی به دست آید. یکی از فواید روش تاگوچی نسبت به روشهای معمول طراحی آزمایش، علاوه بر نگهداشتن هزینههای آزمایش در سطح پایین، کاهش تنوع در اطراف هدف میباشد. از دیگر فواید آن این است که شرایط کاری بهینه تبیین شده در کار آزمایشگاهی را میتوان اغلب در محیط تولید واقعی اعمال کرد (Bilen و همکاران 2001).
برای مطالعه ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:
