Nghiên cứu thực nghiệm mô đun động của bê tông asphalt tái chế nóng có hàm lượng rap cao và phụ gia tái sinh
Email:
quyet.tv@utc.edu.vn
Từ khóa:
cơ học thực nghiệm, mô đun động, độ cứng, hỗn hợp asphalt tái chế, phụ gia tái sinh, hóa già
Tóm tắt
Mô đun động (|E*|) của bê tông asphalt là một trong những thông số đầu vào quan trọng nhất cần được xác định, được sử dụng để thiết kế kết cấu mặt đường theo phương pháp cơ học thực nghiệm. Mô đun động thể hiện độ cứng của bê tông asphalt nhằm đáp ứng khả năng chịu tải trọng của mặt đường. Bài báo này trình bày kết quả thí nghiệm |E*| của hỗn hợp asphalt tái chế nóng sử dụng 50%RAP và phụ gia tái sinh. Hai loại phụ gia tái sinh gốc dầu thực vật (Prephalt và SV) và một loại phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ (HS1) được sử dụng trong hỗn hợp tái chế tương ứng với các tỷ lệ 7,5%, 8,3% và 10,5% theo khối lượng bitum cũ trong RAP. Các hỗn hợp được hoá già ngắn hạn và hoá già dài hạn trước khi chế tạo mẫu thí nghiệm. Bốn mức nhiệt độ (4, 21, 37 và 54°C) và sáu tần số thí nghiệm (0,1, 0,5, 1, 5, 10 và 25 Hz) được lựa chọn để thí nghiệm |E*|. Kết quả chỉ ra rằng, tất cả các yếu tố bao gồm nhiệt độ thí nghiệm, tần số thí nghiệm, điều kiện hóa già, hàm lượng RAP và loại phụ gia tái sinh đều có ảnh hưởng đến giá trị mô đun động |E*|. Ngoài ra, kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, hỗn hợp sử dụng RAP có |E*| cao hơn so với hỗn hợp không sử dụng RAP. Cả ba loại phụ gia tái sinh đều có hiệu quả làm giảm độ cứng của hỗn hợp asphalt tái chế ở điều kiện hóa già ngắn hạn và hoá già dài hạn so với hỗn hợp 50% RAP không có phụ gia tái sinh. Xét về ảnh hưởng của loại phụ gia tái sinh đến |E*| thì hỗn hợp sử dụng phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ thể hiện sự lão hóa thấp hơn so với phụ gia tái sinh gốc dầu thực vật khi trải qua quá trình hóa già dài hạnTài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Quang Phúc, Phạm Thanh Hà, Sử dụng phương pháp cơ học thực nghiệm phân tích kết cấu mặt đường mềm ở Việt Nam, Tạp Chí Cầu Đường, 8 (2014) 33–36.
[2]. Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn Đông, Nguyễn Quang Phúc, Trương Văn Quyết, Nghiên cứu dự báo tính năng khai thác của kết cấu mặt đường bê tông asphalt tái chế ấm, Tạp Chí Khoa Học Kỹ Thuật Thủy Lợi và Môi Trường, 12 (2021) 157–163.
[3]. AASHTO, Mechanistic-empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washinton DC, 2015.
[4]. M.W. Witczak, Mr. Dragos Andrei, W.N. Houston, Guide for the design of new and rehabilitated pavement structures, NCHRP report 1-37A, Transportation Research Board of the National Research Council, Washinton DC, 2000.
[5]. A. Sharma, G.R. Rongmei Naga, P. Kumar, P. Rai, Mix design, development, production and policies of recycled hot mix asphalt: A review, J. Traffic Transp, 9 (2022) 765–794. https://doi.org/10.1016/J.JTTE.2022.06.004
[6]. X. Ai, J. Cao, D. Feng, L. Gao, W. Hu, J. Yi, Performance evaluation of recycled asphalt mixtures with various percentages of RAP from the rotary decomposition process, Constr. Build. Mater, 351 (2022) 126406. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126406
[7]. Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu mặt đường asphalt cũ đến tính năng kháng nứt và kháng hằn lún vệt bánh xe của bê tông asphalt tái chế nóng, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 75 (2024) 1307-1321. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.2.8
[8]. T. Ma, H. Wang, X. Huang, Z. Wang, F. Xiao, Laboratory performance characteristics of high modulus asphalt mixture with high-content RAP, Constr. Build. Mater, 101 (2015) 975–982. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.160
[9]. R. Imaninasab, L. Loria-Salazar, A. Carter, Integrated performance evaluation of asphalt mixtures with very high reclaimed asphalt pavement (RAP) content, Constr. Build. Mater, 347 (2022) 128607. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128607
[10]. R. Izaks, V. Haritonovs, I. Klasa, M. Zaumanis, Hot Mix Asphalt with High RAP Content, Procedia Eng, 114 (2015) 676–684. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.009
[11]. F. Kaseer, F. Yin, E. Arámbula-Mercado, A. Epps Martin, Stiffness Characterization of Asphalt Mixtures with High Recycled Material Content and Recycling Agents, J. Transp. Res. Board, 2633 (2017) 58–68. https://doi.org/10.3141/2633-08
[12]. M.S. Sondag, B.A. Chadbourn, A. Drescher, Investigation of Recycled Asphalt Pavement (RAP) Mixtures, Center for Transportation Studies, 2014. https://www.cts.umn.edu/publications/report /investigation-of-recycled-asphalt-pavement-rap-mixtures (accessed December 30, 2022)
[13]. NCHRP report 752, Improved Mix Design, Evaluation, and Materials Management Practices for Hot Mix Asphalt with High Reclaimed Asphalt Pavement Content. https://trid.trb.org/view/1253473 (accessed October 8, 2024)
[14]. F. Kaseer, E. Arambula, A. Epps Martin, L. Garcia Cucalon, E. Arámbula-Mercado, J. Epps, Practical tools for optimizing recycled materials content and recycling agent dosage for improved short-and long-term performance of rejuvenated binder blends, Asphalt Paving Technology (2018). https://doi.org/10.12783/aapt2018/33816
[15]. N.H. Tran, L. Ga, A. Taylor, P.E.R. Willis, NCAT Report 12-05 Effect of rejuvenator on performance properties of HMA mixtures with high RAP and RAS contents, (2012).
[16]. Y.R. Kim, C. Castorena, M. Elwardany, F.Y. Rad, S. Underwood, A. Gundha, P. Gudipudi, M.J. Farrar, R.R. Glaser, Long-Term Aging of Asphalt Mixtures for Performance Testing and Prediction, 2017. https://doi.org/10.17226/24959
[17]. F. Yousefi Rad, M.D. Elwardany, C. Castorena, Y.R. Kim, Investigation of proper long-term laboratory aging temperature for performance testing of asphalt concrete, Constr. Build. Mater, 147 (2017) 616–629. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.197
[18]. H. Ziari, A. Moniri, P. Bahri, Y. Saghafi, The effect of rejuvenators on the aging resistance of recycled asphalt mixtures, Constr. Build. Mater, 224 (2019) 89–98. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.181
[19]. N.F. Saleh, B. Keshavarzi, F. Yousefi Rad, D. Mocelin, M. Elwardany, C. Castorena, B.S. Underwood, Y.R. Kim, Effects of aging on asphalt mixture and pavement performance, Constr. Build. Mater, 258 (2020) 120309. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120309
[20]. 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 Mater. Pavement Des, 18 (2017) 273–292. https://doi.org/10.1080/14680629.2017.1389074
[21]. B.F. Bowers, B. Huang, X. Shu, B.C. Miller, Investigation of Reclaimed Asphalt Pavement blending efficiency through GPC and FTIR, Constr. Build. Mater, 50 (2014) 517–523. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.003
[22]. L.N. Nguyen, V.Q. Truong, D. Van Dao, M.H. Nguyen, T. Tran, Effects of rejuvenators and aging conditions on the properties of blended bitumen and the cracking behavior of hot asphalt mixtures with a high RAP content, J. Mater. Des. Appl, 238 (2024) https://doi.org/10.1177/1464420724123
[23]. AASHTO TP 62, Standard Method of Test for Determining Dynamic Modulus of Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2007.
[24]. TCVN 13567-1-2022, Lớp mặt đường bằng hỗn hợp nhựa nóng - Thi công và nghiệm thu - Phần 1: Bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đường thông thường, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2022.
[25]. Đề tài DT 2304, Nghiên cứu chế tạo phụ gia tái sinh gốc sinh học trong công nghệ tái chế nóng bê tông nhựa tại trạm trộn, Bộ Giao thông vận tải, 2023.
[26]. TCVN 8820:2011, Hỗn hợp bê tông nhựa nóng - Thiết kế theo phương pháp Marshall, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2011.
[27]. AASHTO R30, Standard Practice for Mixture Conditioning of Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2012.
[28]. Y.R. Kim, C. Castorena, M. Elwardany, F.Y. Rad, S. Underwood, A. Gundha, P. Gudipudi, M.J. Farrar, R.R. Glaser, Long-Term Aging of Asphalt Mixtures for Performance Testing and Prediction, Transportation Research Board, 2018. https://doi.org/10.17226/24959
[2]. Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn Đông, Nguyễn Quang Phúc, Trương Văn Quyết, Nghiên cứu dự báo tính năng khai thác của kết cấu mặt đường bê tông asphalt tái chế ấm, Tạp Chí Khoa Học Kỹ Thuật Thủy Lợi và Môi Trường, 12 (2021) 157–163.
[3]. AASHTO, Mechanistic-empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washinton DC, 2015.
[4]. M.W. Witczak, Mr. Dragos Andrei, W.N. Houston, Guide for the design of new and rehabilitated pavement structures, NCHRP report 1-37A, Transportation Research Board of the National Research Council, Washinton DC, 2000.
[5]. A. Sharma, G.R. Rongmei Naga, P. Kumar, P. Rai, Mix design, development, production and policies of recycled hot mix asphalt: A review, J. Traffic Transp, 9 (2022) 765–794. https://doi.org/10.1016/J.JTTE.2022.06.004
[6]. X. Ai, J. Cao, D. Feng, L. Gao, W. Hu, J. Yi, Performance evaluation of recycled asphalt mixtures with various percentages of RAP from the rotary decomposition process, Constr. Build. Mater, 351 (2022) 126406. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126406
[7]. Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu mặt đường asphalt cũ đến tính năng kháng nứt và kháng hằn lún vệt bánh xe của bê tông asphalt tái chế nóng, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 75 (2024) 1307-1321. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.2.8
[8]. T. Ma, H. Wang, X. Huang, Z. Wang, F. Xiao, Laboratory performance characteristics of high modulus asphalt mixture with high-content RAP, Constr. Build. Mater, 101 (2015) 975–982. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.160
[9]. R. Imaninasab, L. Loria-Salazar, A. Carter, Integrated performance evaluation of asphalt mixtures with very high reclaimed asphalt pavement (RAP) content, Constr. Build. Mater, 347 (2022) 128607. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128607
[10]. R. Izaks, V. Haritonovs, I. Klasa, M. Zaumanis, Hot Mix Asphalt with High RAP Content, Procedia Eng, 114 (2015) 676–684. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.009
[11]. F. Kaseer, F. Yin, E. Arámbula-Mercado, A. Epps Martin, Stiffness Characterization of Asphalt Mixtures with High Recycled Material Content and Recycling Agents, J. Transp. Res. Board, 2633 (2017) 58–68. https://doi.org/10.3141/2633-08
[12]. M.S. Sondag, B.A. Chadbourn, A. Drescher, Investigation of Recycled Asphalt Pavement (RAP) Mixtures, Center for Transportation Studies, 2014. https://www.cts.umn.edu/publications/report /investigation-of-recycled-asphalt-pavement-rap-mixtures (accessed December 30, 2022)
[13]. NCHRP report 752, Improved Mix Design, Evaluation, and Materials Management Practices for Hot Mix Asphalt with High Reclaimed Asphalt Pavement Content. https://trid.trb.org/view/1253473 (accessed October 8, 2024)
[14]. F. Kaseer, E. Arambula, A. Epps Martin, L. Garcia Cucalon, E. Arámbula-Mercado, J. Epps, Practical tools for optimizing recycled materials content and recycling agent dosage for improved short-and long-term performance of rejuvenated binder blends, Asphalt Paving Technology (2018). https://doi.org/10.12783/aapt2018/33816
[15]. N.H. Tran, L. Ga, A. Taylor, P.E.R. Willis, NCAT Report 12-05 Effect of rejuvenator on performance properties of HMA mixtures with high RAP and RAS contents, (2012).
[16]. Y.R. Kim, C. Castorena, M. Elwardany, F.Y. Rad, S. Underwood, A. Gundha, P. Gudipudi, M.J. Farrar, R.R. Glaser, Long-Term Aging of Asphalt Mixtures for Performance Testing and Prediction, 2017. https://doi.org/10.17226/24959
[17]. F. Yousefi Rad, M.D. Elwardany, C. Castorena, Y.R. Kim, Investigation of proper long-term laboratory aging temperature for performance testing of asphalt concrete, Constr. Build. Mater, 147 (2017) 616–629. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.197
[18]. H. Ziari, A. Moniri, P. Bahri, Y. Saghafi, The effect of rejuvenators on the aging resistance of recycled asphalt mixtures, Constr. Build. Mater, 224 (2019) 89–98. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.181
[19]. N.F. Saleh, B. Keshavarzi, F. Yousefi Rad, D. Mocelin, M. Elwardany, C. Castorena, B.S. Underwood, Y.R. Kim, Effects of aging on asphalt mixture and pavement performance, Constr. Build. Mater, 258 (2020) 120309. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120309
[20]. 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 Mater. Pavement Des, 18 (2017) 273–292. https://doi.org/10.1080/14680629.2017.1389074
[21]. B.F. Bowers, B. Huang, X. Shu, B.C. Miller, Investigation of Reclaimed Asphalt Pavement blending efficiency through GPC and FTIR, Constr. Build. Mater, 50 (2014) 517–523. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.003
[22]. L.N. Nguyen, V.Q. Truong, D. Van Dao, M.H. Nguyen, T. Tran, Effects of rejuvenators and aging conditions on the properties of blended bitumen and the cracking behavior of hot asphalt mixtures with a high RAP content, J. Mater. Des. Appl, 238 (2024) https://doi.org/10.1177/1464420724123
[23]. AASHTO TP 62, Standard Method of Test for Determining Dynamic Modulus of Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2007.
[24]. TCVN 13567-1-2022, Lớp mặt đường bằng hỗn hợp nhựa nóng - Thi công và nghiệm thu - Phần 1: Bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đường thông thường, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2022.
[25]. Đề tài DT 2304, Nghiên cứu chế tạo phụ gia tái sinh gốc sinh học trong công nghệ tái chế nóng bê tông nhựa tại trạm trộn, Bộ Giao thông vận tải, 2023.
[26]. TCVN 8820:2011, Hỗn hợp bê tông nhựa nóng - Thiết kế theo phương pháp Marshall, Tiêu chuẩn Việt Nam, 2011.
[27]. AASHTO R30, Standard Practice for Mixture Conditioning of Hot Mix Asphalt (HMA), American Association of State Highway and Transportation Officials, 2012.
[28]. Y.R. Kim, C. Castorena, M. Elwardany, F.Y. Rad, S. Underwood, A. Gundha, P. Gudipudi, M.J. Farrar, R.R. Glaser, Long-Term Aging of Asphalt Mixtures for Performance Testing and Prediction, Transportation Research Board, 2018. https://doi.org/10.17226/24959
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
31/10/2024
Nhận bài sửa
25/11/2024
Chấp nhận đăng
11/12/2024
Xuất bản
15/12/2024
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Trương Văn, Q., Nguyễn Ngọc, L., & Đào Văn, Đông. (1734195600). Nghiên cứu thực nghiệm mô đun động của bê tông asphalt tái chế nóng có hàm lượng rap cao và phụ gia tái sinh. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 75(9), 2371-2384. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.9.11
Số lần xem tóm tắt
23
Số lần xem bài báo
14
