Nghiên cứu một số đặc tính lưu biến của bitum hỗn hợp sử dụng phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ bằng thiết bị cắt động lưu biến
Email:
quyet.tv@utc.edu.vn
Từ khóa:
Vật liệu mặt đường asphalt cũ (RAP), bitum hỗn hợp, đặc tính lưu biến, mô đun cắt động, góc trễ pha, phụ gia tái sinh HS1.
Tóm tắt
Với những lợi ích về kinh tế, kỹ thuật và môi trường, việc sử dụng vật liệu mặt đường asphalt cũ (Reclaimed Asphalt Pavement-RAP) đang ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới trong những năm gần đây. Để khôi phục đặc tính lưu biến và các tính chất khác của bitum cũ thu hồi từ vật liệu RAP (bitum RAP), phụ gia tái sinh thường được sử dụng trong quá trình sản xuất hỗn hợp asphalt có hàm lượng RAP cao. Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ (HS1 rejuvenator) đến một số đặc tính lưu biến của bitum. Các loại bitum được đánh giá bao gồm bitum mới 60/70, bitum RAP và bitum hỗn hợp (bao gồm bitum mới, bitum RAP với tỷ lệ tái chế (Recycled Binder Ratio - RBR) là 0,3 và phụ gia tái sinh). Phụ gia tái sinh HS1 được sử dụng với các hàm lượng khác nhau 0%, 4%, 12% và 20% theo khối lượng bitum RAP. Các thí nghiệm trong phòng được sử dụng để mô phỏng sự hoá già của bitum bao gồm hoá già ngắn hạn (short-term aging), hoá già dài hạn (long-term aging) và điều kiện chưa hoá già (unaged). Đặc tính lưu biến của bitum được xác định thông qua thí nghiệm cắt động lưu biến (Dynamic Shear Rheometer-DSR) theo tiêu chuẩn AASHTO T315. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi tăng hàm lượng phụ gia tái sinh, giá trị mô đun cắt động G* giảm và góc trễ pha tăng ở các điều kiện hoá già khác nhau. Phụ gia tái sinh HS1 có hiệu quả trong việc giảm độ cứng của bitum hỗn hợp và vẫn có khả năng làm mềm bitum khi trải qua quá trình hoá già dài hạn. Bitum hỗn hợp sử dụng khoảng 12% phụ gia tái sinh HS1 có thể đạt được giá trị cấp PG ở nhiệt độ cao tương đương với bitum mới 60/70.Tài liệu tham khảo
[1] W. Mogawer, T. Bennert, J.S. Daniel, R. Bonaquist, A. Austerman, A. Booshehrian, Performance characteristics of plant produced high RAP mixtures, Road Materials and Pavement Design, 13 (2012) 183-208. https://doi.org/10.1080/14680629.2012.657070
[2]. F. Kaseer, F. Yin et al., Stiffness Characterization of Asphalt Mixtures with High Recycled Material Content and Recycling Agents, Journal of the Transportation Research Board, 2633 (2017) 58–68. http://dx.doi.org/10.3141/2633-08
[3] F. Kaseer, A. Epps Martin, E. Arámbula-Mercado, Use of recycling agents in asphalt mixtures with high recycled materials contents in the United States: A literature review, Construction and Building Materials, 211 (2019) 974–987. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.286
[4] NCHRP Research report 927, Evaluating the Effects of Recycling Agents on Asphalt Mixtures with High RAS and RAP Binder Ratios, National Cooperative Highway Research Program, USA, 2020.
[5] J. Yan, Z. Zhang, H. Zhu, F. Li, Q. Liu, Experimental study of Hot recycled asphalt mixtures with high percentages of Reclaimed Asphalt Pavement and different recycling agents, Journal of Testing and Evaluation, 42 (2014) 1183-1190. https://doi.org/10.1520/JTE20130251
[6], NCAT report, Researchers Explore Multiple Uses of Rejuvenators. Asphalt Technology News, National Center for Asphalt Technology, 26 2014. http://www.eng.auburn.edu/research/centers /ncat/info-pubs/newsletters/. (As of July 2018)
[7]. P. Karki, F. Zhou, Effect of Rejuvenators on Rheological , Chemical , and Aging Properties of Asphalt Binders Containing Recycled Binders, Journal of the Transportation Research Board, 2574 (2016) 74–82. https://doi.org/10.3141/2574-08
[8] F. Yin, F. Kaseer, E. Arámbula-Mercado, A. Epps Martin, Characterising the long-term rejuvenating effectiveness of recycling agents on asphalt blends and mixtures with high RAP and RAS contents, Road Materials and Pavement Design, 18 (2017) 273–292 https://doi.org/ 10.1080/14680629.2017.1389074.
[9] X. Yu, M. Zaumanis, S. Dos Santos, L. D. Poulikakos, Rheological, microscopic, and chemical characterization of the rejuvenating effect on asphalt binders, Fuel, 135 (2014) 162–171 https://doi.org /10.1016/j.fuel.2014.06.038.
[10]. P. H. Osmari, F. T. S. Aragão, L. F. M. Leite, R. A. Simão, L. M. G. da Motta, Y. R. Kim, Chemical, Microstructural, and Rheological Characterizations of Binders to Evaluate Aging and Rejuvenation, Journal of the Transportation Research Board, 2632 (2017) 14–24. https://doi.org/ 10.3141/2632-02.
[11] H. Haghshenas, H. Nabizadeh, Y.-R. Kim, K. Santosh, Research on High-RAP Asphalt Mixtures with Rejuvenators and WMA Additives, SPR-P1(15) M016, University of Nebraska--Lincoln, 2016.
[12]. E. Arámbula-Mercado, F. Kaseer, A. Epps Martin, F. Yin, L. Garcia Cucalon, Evaluation of recycling agent dosage selection and incorporation methods for asphalt mixtures with high RAP and RAS contents, Construction and Building Materials, 158 (2018) 432–442.
[13]. Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn Đông, Phạm Minh Trang, Ảnh hưởng của phụ gia tái sinh đến độ kim lún và nhiệt độ hoá mềm của bitum hỗn hợp, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 74 (2023) 175-185. https://doi.org/10.47869/tcsj.74.2.7
[14] AASHTO T164, Standard Method of Test for Quantitative Extraction of Asphalt Binder from Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018.
[15] AASHTO R59, Recovery of Asphalt from solution by Abson method, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2011.
[16] AASHTO T240, Standard Method of Test for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt Binder (Rolling Thin-Film Oven Test), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018.
[17] AASHTO R28, Standard Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018
[18] AASHTO T315, Standard Method of Test for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2020
[19] TCVN 11808, Nhựa đường - Xác định các đặc tính lưu biến bằng lưu biến kế, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2017.
[20] AASHTO M320, Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2020.
[21] Y. Zhang, D. Swiertz, H.U. Bahia, Use of Blended Binder Tests to Estimate Performance of Mixtures with High Reclaimed Asphalt Pavement/RecycledAsphalt Shingles Content, Journal of the Transportation Research Board, 2075 (2021) 1–13.
[22] ASTM D7643, Standard Practice for Determining the Continuous Grading Temperatures and Continuous Grades for PG Graded Asphalt Binders, ASTM International - Standards, 2022.
[2]. F. Kaseer, F. Yin et al., Stiffness Characterization of Asphalt Mixtures with High Recycled Material Content and Recycling Agents, Journal of the Transportation Research Board, 2633 (2017) 58–68. http://dx.doi.org/10.3141/2633-08
[3] F. Kaseer, A. Epps Martin, E. Arámbula-Mercado, Use of recycling agents in asphalt mixtures with high recycled materials contents in the United States: A literature review, Construction and Building Materials, 211 (2019) 974–987. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.286
[4] NCHRP Research report 927, Evaluating the Effects of Recycling Agents on Asphalt Mixtures with High RAS and RAP Binder Ratios, National Cooperative Highway Research Program, USA, 2020.
[5] J. Yan, Z. Zhang, H. Zhu, F. Li, Q. Liu, Experimental study of Hot recycled asphalt mixtures with high percentages of Reclaimed Asphalt Pavement and different recycling agents, Journal of Testing and Evaluation, 42 (2014) 1183-1190. https://doi.org/10.1520/JTE20130251
[6], NCAT report, Researchers Explore Multiple Uses of Rejuvenators. Asphalt Technology News, National Center for Asphalt Technology, 26 2014. http://www.eng.auburn.edu/research/centers /ncat/info-pubs/newsletters/. (As of July 2018)
[7]. P. Karki, F. Zhou, Effect of Rejuvenators on Rheological , Chemical , and Aging Properties of Asphalt Binders Containing Recycled Binders, Journal of the Transportation Research Board, 2574 (2016) 74–82. https://doi.org/10.3141/2574-08
[8] F. Yin, F. Kaseer, E. Arámbula-Mercado, A. Epps Martin, Characterising the long-term rejuvenating effectiveness of recycling agents on asphalt blends and mixtures with high RAP and RAS contents, Road Materials and Pavement Design, 18 (2017) 273–292 https://doi.org/ 10.1080/14680629.2017.1389074.
[9] X. Yu, M. Zaumanis, S. Dos Santos, L. D. Poulikakos, Rheological, microscopic, and chemical characterization of the rejuvenating effect on asphalt binders, Fuel, 135 (2014) 162–171 https://doi.org /10.1016/j.fuel.2014.06.038.
[10]. P. H. Osmari, F. T. S. Aragão, L. F. M. Leite, R. A. Simão, L. M. G. da Motta, Y. R. Kim, Chemical, Microstructural, and Rheological Characterizations of Binders to Evaluate Aging and Rejuvenation, Journal of the Transportation Research Board, 2632 (2017) 14–24. https://doi.org/ 10.3141/2632-02.
[11] H. Haghshenas, H. Nabizadeh, Y.-R. Kim, K. Santosh, Research on High-RAP Asphalt Mixtures with Rejuvenators and WMA Additives, SPR-P1(15) M016, University of Nebraska--Lincoln, 2016.
[12]. E. Arámbula-Mercado, F. Kaseer, A. Epps Martin, F. Yin, L. Garcia Cucalon, Evaluation of recycling agent dosage selection and incorporation methods for asphalt mixtures with high RAP and RAS contents, Construction and Building Materials, 158 (2018) 432–442.
[13]. Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn Đông, Phạm Minh Trang, Ảnh hưởng của phụ gia tái sinh đến độ kim lún và nhiệt độ hoá mềm của bitum hỗn hợp, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 74 (2023) 175-185. https://doi.org/10.47869/tcsj.74.2.7
[14] AASHTO T164, Standard Method of Test for Quantitative Extraction of Asphalt Binder from Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018.
[15] AASHTO R59, Recovery of Asphalt from solution by Abson method, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2011.
[16] AASHTO T240, Standard Method of Test for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt Binder (Rolling Thin-Film Oven Test), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018.
[17] AASHTO R28, Standard Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2018
[18] AASHTO T315, Standard Method of Test for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2020
[19] TCVN 11808, Nhựa đường - Xác định các đặc tính lưu biến bằng lưu biến kế, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2017.
[20] AASHTO M320, Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2020.
[21] Y. Zhang, D. Swiertz, H.U. Bahia, Use of Blended Binder Tests to Estimate Performance of Mixtures with High Reclaimed Asphalt Pavement/RecycledAsphalt Shingles Content, Journal of the Transportation Research Board, 2075 (2021) 1–13.
[22] ASTM D7643, Standard Practice for Determining the Continuous Grading Temperatures and Continuous Grades for PG Graded Asphalt Binders, ASTM International - Standards, 2022.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
03/04/2023
Nhận bài sửa
05/06/2023
Chấp nhận đăng
14/06/2023
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Trương Văn, Q., Nguyễn Ngọc, L., Đào Văn, Đông, Phạm Duy, H., & Lương Xuân, C. (1). Nghiên cứu một số đặc tính lưu biến của bitum hỗn hợp sử dụng phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ bằng thiết bị cắt động lưu biến. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 74(5), 655-670. https://doi.org/10.47869/tcsj.74.5.8
Số lần xem tóm tắt
47
Số lần xem bài báo
58
