KFUPM ePrints

Elastic Recovery Evaluation of Saudi Asphalt Modified with Commercial Polymers

l Elastic Recovery Evaluation of Saudi Asphalt Modified with Commercial Polymers. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Accepted Version
Restricted to Abstract Only until 17 May 2015.

3010Kb

Arabic Abstract

لقد استثمرت المملكة العربية السعودية في شبكة الطرق الهائلة على مدى خمسة وثلاثين عاما الماضية. تلك الطرق التي تم بناؤها بأفضل المعايير الدولية، قد أظهرت مؤشرات مبكرة على الاهتراء بسبب البيئة القاسية و حركة المرور المتزايدة. تتراوح درجة مئوية في فصل الشتاء إلى 37 درجة مئوية في فصل الصيف.  درجات الحرارة المحلية لرصفات الأسفلت ما بين 10 وقد أدى ذلك إلى زيادة الطلب لتعديل الإسفلت بهدف تحسين أداء الإسفلت المحلي للحد من تكسير الإجهاد، والذي يحدث في درجات حرارة منخفضة، والتخدد، والذي يحدث في ارتفاع درجات الحرارة أثاء الخدمة .وقد استخدمت أساليب مختلفة لتحسين خصائص الإسفلت العربي أحد هذه الإجراءات الأكثر شيوعا هو تعديل الأسفلت بإضافة البوليمرات. استخدام البوليمرات هو الأكثر ملاءمة لتعديل الأسفلت بالنسبة للمقاولين المحليين .بالإضافة إلى تحسين التخدد ومقاومة اجهاد الأسفلت، كما أنه يحسن من مقاومة انفصال الاسفلت عن الحصى للخلطات الأسفلتية التي تجعلها مجدية للسوق المحلي .وقد استخدمت العديد من الأساليب لتقييم الإسفلت، ولكن معظمها تجريبية وليس هناك معيار محدد اعتمد من قبل الباحثين. لدراسة سلوك الإسفلت (AASHTO M320) Superpave استخدم العديد من الباحثين في مجال الأسفلت مواصفات المعدل وتصنيفه وفقا لأدائه. ولكن بالنسبة للخلطات المعدلة بالبوليمر، حاولت وكالات الطرق في المنطقة تعديل المواصفات القائمة على اختبارات إضافية لتقييم صحيح لسلوك الاسفلت المعدل بالبوليمر. لهذا الغرض، يستخدم معيار استعادة المرونة من قبل العديد من المؤسسات التي تقوم بدراسة الاسفلت في جميع أنحاء العالم .ولكن في المملكة العربية السعودية، ووزارة النقل لا يزال يستخدم المعايير التقليدية ولا تشمل معايير استعادة المرونة في التقييم .هذه الاختبارات الإضافية يمكن التنبؤ فقط وجود البوليمر في الموثق الأسفلت ولا تقييم الأداء. من أجل تحديد مواصفات الاسفلت المعدل بواسطة البوليمرات المرنة من حيث خصائصها الأساسية والأداء، لقد تم دراسة في هذا البحث وللتعرف على المعايير (AASHTO TP 70-08) (MSCR) اختبار الإجهاد المتعدد واستعادة المرونة المحلية .حيث تم اختيار أربعة أنواع من البوليمرات المرنة واللدنة في هذه الدراسة التي استخدمت على نطاق واسع في المملكة العربية السعودية لتعديل الأسفلت المحلي والتي يتم انتاجها من مصافي مختلفة في المملكة؛ وهي رأس تنورة والرياض وجدة وينبع. و كل من اختبار الإجهاد المتعدد واستعادة (PG) نتائج هذه الدراسة اظهرت أنه هناك علاقة رياضية جيدة بين نظام الأداء وهذا يؤدي إلى استنتاج مفاده أن الاختبار الجديد يمكن استخدامه كبديل (ER) واختبار استعادة المرونة )MSCR( المرونة عن أي اختبارات أخرى واستخدامها في تقييم الاسفلت المعدل باستخدام البوليمرات.

English Abstract

Kingdom of Saudi Arabia has invested in a massive road network over the past thirty five years. The roads, which have been built to the best international standards, have shown early signs of distresses due to the harsh environment and traffic loading. Local asphalt pavement temperature ranges between 10 C in the winter to 73 C in the summer. This has led to an increased demand to modify asphalt binders to improve the performance of local asphalt binders to minimize cracking stress, which occurs at low temperatures, and permanent deformation, which occurs at high service-temperatures. Different methods have been used to upgrade the properties of asphalt binders. One of the most commonly used procedures is modification of asphalt by addition of polymers. Use of polymers is the most convenient for asphalt modification for local contractors. In addition to the improvement of rutting and fatigue resistance of modified asphalt, it also improves the stripping resistance of asphalt concrete mixes which make it attractive to the local market. Many methods have been used for evaluation of the asphalt binders, but most of them are empirical and there is no specific and unify standard adopted by asphalt agencies and researchers. Asphalt researchers use Superpave specification (AASHTO M320) to investigate the behavior of unmodified asphalt binders and classify them according to the performance grading system. But for the case of polymer modified asphalt binders, highway agencies tried to supplement the existing Superpave specifications with additional tests to evaluate correctly the behavior of the polymer modified asphalts. Elastic Recovery criterion is used for this purpose by many agencies worldwide. But in Saudi Arabia, Ministry of Transport still uses the conventional Superpave standards and do not include the elastic recovery criteria in the evaluation. This additional test can only predict the presence of the polymer in the asphalt binder and does not evaluate the performance. In order to identify elastomeric polymer modified binders in terms of their fundamental properties and performance, the Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) test (AASHTO TP 70-08) have been studied in this research and to be introduced to the local standards. Four types of elastomeric and plastomeric polymers are selected in this study that widely used in Saudi Arabia to modify the local asphalt that produced by different refineries in the Kingdom; Ras Tannura, Riyadh, Jeddah and Yanbu. The results of this study show that, there is a good correlation between the MSCR and Superpave Performance Grading (PG) system and also with Elastic Recovery test. This leads to the conclusion that the new test can be used as a replacement of other tests that had been used in the evaluation of polymer modified asphalt binders against rutting.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Civil Engineering > Transportation Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:Al-Abdul Wahhab, Hamad
Committee Members: Malkawi, Rezqallah and Arifuzzaman, Mohamad
ID Code:139183
Deposited By:KHALEEL JAWAD ALADHAM (g201203180)
Deposited On:19 May 2014 10:13
Last Modified:19 May 2014 10:13

Repository Staff Only: item control page