Eco-friendly Modification of Gulf Asphalt by using Recycled Plastic Waste. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Thesis Report) Thesis_report_of_Md._Ahsan_Habib_November-2015.pdf - Accepted Version Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

ملخص الرسالة الاسم الكامل : محمد أحسن حبيب عنوان الرسالة : تحسين أداء الاسفلت العربي باستخدام المواد البلاستيكية المعاد تدويرها. التخصص : الهندسة المدنية تاريخ التخرج : نوفمبر 2015 إن استخدام المنتجات المصنعة من البوليمر تزداد بشكل كبير في المجتمع الحديث، وبالتالي فان هذه المواد الخاملة الغير قابلة للتحلل أصبحت تتراكم على شكل نفايات في البيئة المحيطة بعد الانتهاء من استخدامها؛ ويسبب ذلك أضرار بيئية تؤدي الى تلوث الأراضي الزراعية والمياه العذبة. وعلى الرغم من أن مكب النفايات هو مكان غير مناسب للتخلص من تلك النفايات البلاستيكية, الا أن أكثر المجتمعات تقدما تقوم بالتخلص منها بكميات كبيرة في مكب النفايات. ولقد أدت التنمية الاجتماعية والاقتصادية السريعة والتصنيع المتسارع في المملكة العربية السعودية الى انتاج النفايات بكميات هائلة. فتشير معظم التقديرات الحالية أن المملكة العربية السعودية تنتج 27 مليون طن في السنة الواحدة بمعدل 1.4 كجم للفرد الواحد في اليوم الواحد حيث أنه حوالي 10% من جملة هذا الانتاج عبارة عن نفايات بلاستيكية. تمتلك المملكة العربية السعودية شبكة من الطرق والمطارات واسعة الانتشار وكل عام تضيف مشاريع جديدة على الشبكة. يؤدي المناخ شديد الحرارة لحدوث تشوهات دائمة في الطرق، كما إن اختلاف درجات الحرارة بين فصلي الصيف والشتاء و بين ساعات النهار والليل وبالإضافة إلى زيادة الحركة المرورية يتسبب بحدوث التشققات. لذلك يتوجب تحسين خصائص مواد الطرق. تقوم وزارة النقل في المملكة بانفاق المال لاستيراد مواد تحسين الاسفلت مثل البوليمرات والمواد الهيدروكربونية، والمواد الكيميائية. ولم يتم حتى الان إنجاز اي دراسة لاستكشاف استخدام المواد البلاستيكية المتاحة محليا والمعاد تدويرها. تشير نتائج التجارب العملية في هذا البحث أنه عند اضافة البولي ايثيلين منخفض الكثافة المعاد تدويره (rLDPE)، والبولي إيثيلين عالي الكثافة (rHDPE) والبولي بروبلين (rPP) الى كمية قليلة من الستايرين البيوتاديين الستايرين (cSBS) فانه يزيد مدى تحمل الاسفلت المحلي لدرجات حرارة عالية من °64 إلى °70 ، °76 وقد تصل إلى 82 درجة مئوية. كما تشير نتائج اختبارات أداء الاسفلت المحسن بهذه المواد انه يوجد تحسن في مقاومة التخدد عند درجات حرارة عالية. ولتحقيق الجودة المستهدفة لاداء الأسفلت عند درجات الحرارة العالية فانه تم دراسة اثني عشرتركبية من المواد المعاد تدويرها بنسب مختلفة. المقارنة بين تكاليف الأسلوب المحسن والأساليب التقليدية كشف عن توفير حوالي 58-90٪ من اجمالي التكلفة لوكالات الطرق عند إستخدام هذا التحسين بدلا من الاساليب التقليلدية. ماجستير العلوم جامعة الملك فهد للبترول والمعادن الظهران 3126، المملكة العربية السعودية

English Abstract

Full Name : Md. Ahsan Habib Thesis Title : Eco-friendly Modification of Gulf Asphalt by using Recycled Plastic Waste Major Field : Civil Engineering Date of Degree : November 2015 Utilization of Polymer-based product increased greatly in modern society and consequently these inert and hydrophobic materials become litter in the environment after their useful life and it causes adverse environmental impact by polluting agricultural land and fresh water. Although those plastic wastes are unsuitable for landfill disposal, some of the most developed societies dispose considerable amount of plastic wastes to landfill. In Kingdom of Saudi Arabia (KSA) rapid socio-economic development and fast industrialization resulted in tremendous waste generation. Most recent estimate claims that Saudi Arabia produced 27 million tons of wastes per year with a generation rate of 1.4 Kg/ capita/ day. Almost 10% of them are plastic wastes. This research explored utilization of plastic waste to modify local asphalt. Saudi Arabia has a wide spread Airport & highway pavement network and each year new projects are adding to the network. The extremely hot climate is causing permanent deformation and variation of temperature between winter and summer, days and night is also causing thermal cracks. This, in addition to increased traffic loading demand for improved road material characteristics. Every year ministry of transport (MOT) and other agencies are spending money to procure asphalt modifiers such as polymers, hydrocarbons, chemicals. No endeavour was done to explore the utilization of locally available recycled plastic material. Laboratory experiments of this study prove that recycled low-density polyethylene (rLDPE), high density polyethylene (rHDPE) & polypropylene (rPP) added with little amount of commercial Styrene-Butadiene-Styrene (cSBS) widen the temperature susceptible range of local asphalt from 64oC to 70 oC, 76 oC and even up to 82oC. The dynamic shear rheometer (DSR) result demonstrate that rHDPE, rLDPE and rPP modified bitumen significantly improve the rutting resistance at high temperature. To achieve the targeted upper performance grade (UPG) of base asphalt of 76oC and 82oC twelve most promising blends were identified. Comparative cost analysis revealed that road agencies can save 58 to 90% of cost using this modifier instead of the conventional one. MASTER OF SCIENCE KING FAHD UNIVERSITY OF PETROLEUM AND MINERALS Dhahran 31261, Saudi Arabia

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Transportation Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Abdul Wahab, Hamad H.
Committee Members:	Ali Hussein, Ibnelwaleed and Wael, Alhajayseen
Depositing User:	MD. AHSAN HABIB (g201203100)
Date Deposited:	03 Jan 2016 07:47
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139798