EVALUATION OF WASTE ENGINE AND COOKING OIL FOR ASPHALT CONCRETE RECYCLING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (RAP Recycling) M.S_Thesis-CE-g201401740.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

یركز ھذا البحث على امكانیة اعادة تدویر مواد الرصفات الاسفلتیة المعاد تدویرھا (RAP) عن طریق استخدام مادتین فاعلتین مثل زیت المحرك المستھلك (WEO) و زیت الطعام المستخدم (WCO) .لقد تبین من الابحاث السابقة انھ عند استخدام المستھلك من زیت الطعام (WCO) و المحركات (WEO) ان لھا ارتباط باعادة الخواص المفقودة في بناء رصیف الاسفلت المستصلح ( RAP ) ولكن ھذه الطریقة لم تستكشف بعد فى المملكة العربیة السعودیة. لذلك, ھذا البحث یركز علي امكانیة تحویل الخلطات الاسفلتیة المستخدمة سابقا الي خلطات اسفلتیة جدیدة باستخدام كلا من مخلفات زیوت المحركات ومخلفات الزیوت التي تستخدم في الطعام. لقد اجریت بعض الاختبارات لتقییم أداء رصیف الاسفلت المستصلح (RAP) باستخدام العاملین لاعادة التدویر لعمل اسفلت جدید صدیق للبیئة الخاصة بالمملكة .ومن المتوقع من ھذا البحث المساعدة فى زیادة كمیة استخدام مواد رصیف الاسفلت المستصلح (RAP) المستخدم فى انشاء الطرق و التي توفر الكثیر من المیزانیة المستخدمة للمواد الخاصة بانشاء الطرق وایضا ادارة البیئة لرصفات الاسفلت المستصلحة (RAP) بالاضافة الى زیت الطعام (WCO) و زیت المحركات (WEO) الذى تم استخدامھ .في ھذا البحث, تم تقییم استخدام ھذه الزیوت بنسب تركیز مختلفھ. علي ھذا النحو, تم اجراء تجارب متعددة لتققیم اداء الزیوت مقارنة بالمواصفات القیاسیة حیث تم اجراء كلا من اختبار الشد الغیر المباشر (ITS)) و اختبار الدیمومة بالاضافة الي اختبار معامل المرونة MR ) لعینات مارشال. النتائج اوضحت انھ ھناك نسبة معینة من كل زیت نستطیع اتخدامھا لإعادة تصنیع الخلطة الاسفلتیة ( RAP ). جمیع الزیوت التي اختبارھا اعطت نتائج مشابھة ومحسنة في اختبارات الدیمومة والشد و اختبار المقاوة عند استخدام النسبة الامثل من كل زیت. ختاما, نستطیع ان نلخص مضمون البحث ان استخدام الزیوت القدیمة والمستخدمة سابقا یمكن ان یحسن خصائص واداء الخلطة الاسفلتیة واعادة تصنیعھا. تتجاوزخلطات زیت الطعام المستخدم تلك المذكورة في المعیار SAE-10 بمتوسط قیمة ITS تعادل 722.3 كیلو باسكال ومتوسط قیمة MR تعادل 1981.1 میغا باسكال. بینما بالنسبة لنسبة الفقدان في ITS زیت الطعام المستخدم والمعیار ,SAE- لھما قدرة شبیھة لمقاومة ضرر محدث بالرطوبة. وقد 10 بینت النتائج التي تم الحصول علیھا في ھذه الدراسة أن الخلطات المحسنة بزیت الطعام المستخدم تتفوق على المحسن المعیاري حتى نسبة خلط تصل الى استعمال 50 %.RAP استعمال 30 ل 50 % من خلطات زیت الطعام المستھلك یمكن ان یقلل من تكلفة المواد بنسبة تتراوح بین 18.5 و 32.5 % مقارنة بالخلطات التقلیدیة والتي تتراوح نسبھا بین 19.99 و 36.8 مقارنة بخلطات المعیار SAE- . بالنسبة لخلطات زیت الطعام المستھلك, تم الحصول على قیمة 10 متوسطة ITS تعادل 616.5 كیلو باسكال وھي قیمھ أصغر من القیمة الخاصھ بالمعیار SAE- . الجدیر بالذكر أن 10 خلطات زیت الطعام المستھلك الأسفلتیھ أظھرت قیم لمقاومة شد غیر مباشر أعلى من تلك التي تم الحصول علیھا في % حالة الخلطة المعیاریة أو المرجعیة بنسبة 7% من زیت الطعام المستھلك إلى 30 RAP . إن خلطات زیت الطعام المستھلك لھا قیمة متوسطة MR تعادل 1702 میغا باسكال وھي قیمة أكبر من تلك الملاحظة للمعیار SAE- وھي 10 1664 میغا باسكال. كما أن نسب الفقدان في ITS في عینات خلطات زیت الطعام المستھلك تتراوح ما بین 4 و %18 . أما في حال استخدام 30 إلى 50 % من خلطات زیت الطعام المستھلك یمكن أن یقلل من تكلفة المواد بنسبة تتراوح ما بین 19.08 و 33.4 % مقارنة بالخلطات التقلیدیة والتي تتراوح بین 20.5 إلى 37.7 % مقارنة بخلطات المعیار SAE-10 حیث أن جمیع الزیوت التي تم استخدامھا اعطت نتائج مشابھة ومحسنة في اختبارات الدیمومة والشد و اختبار المقاومة عند استخدام النسبة الامثل من كل زیت. ختاما, نستطیع ان نلخص مضمون البحث ان استخدام الزیوت القدیمة والمستخدمة سابقا یمكن أن یحسن خصائص وأداء الخلطة الاسفلتیة واعادة تصنیعھا.

English Abstract

This research focuses on the ability to recycle failed asphalt pavement into new pavements. This old, recyclable material or reclaimed asphalt pavement (RAP) can be reused by using a chemical agent to counteract the aging. It has been found that the use of recycled material in the construction of highways with maximum economical and practical extent for equal or improved performance is possible. There are so many potential recycling agents that can be used to reuse RAP and waste oil is one of them. The research focuses on the ability of waste engine oil (WEO) and waste cooking oil (WCO) to recycle old asphalt pavement into new pavements. The application of WEO and WCO were contemplated in pavement materials to reduce the stiffening effect of RAP. In this research, the influences of these two waste oils were investigated for different percentage of oil. A detailed laboratory investigation has been performed to evaluate the performance of waste oil rejuvenated mix and compared it with a standard mix (with no RAP) and a control mix (standard rejuvenator modified mix). For this comparison laboratory tests of Indirect Tensile Strength (ITS), durability and Resilient Modulus (MR) have been conducted using Marshall mix design method. The results concluded from the testing indicate that for each oil, a certain percentage of that oil can rejuvenate the RAP. WCO rejuvenated mixes outperform the standard rejuvenator with a mean ITS value of 722.3 Kpa and a mean MR value of 1981.6 Mpa where for percent ITS loss, WCO and SAE-10 oil have similar moisture damage resisting capacity. The results obtained in the present study have shown that WCO rejuvenated pavement mixtures can outperform standard rejuvenator for a mix up to 50 percent RAP. Use of 30 to 50 percent WCO rejuvenated mixes, can save 18.5 to 32.5 percent of materials cost compare to traditional mixes whereas it is 19.99 to 36.8 percent economical compare to SAE-10 oil rejuvenated mixes. For WEO rejuvenated mixes, a mean ITS value of 616.5 kpa is observed which is smaller than the observed ITS value of 641.5 kpa for the SAE-10 oil rejuvenated mix. However, WEO asphalt mixtures exhibit higher indirect tensile strength values than the control asphalt mixtures with 7 % WEO for 30 percent RAP. WEO rejuvenated mix has a mean MR value of 1702 Mpa which is higher than the observed MR value of 1664 Mpa for the SAE-10 oil rejuvenated mix. Percentage ITS loss values of WEO rejuvenated samples are ranged from 4 to 18 percent. Use of 30 to 50 percent WEO rejuvenated mixes, can save 19.08 to 33.4 percent of materials cost compare to traditional mixes whereas it is 20.5 to 37.7 percent economical compare to SAE-10 oil rejuvenated mixes. So, it can be concluded that these two waste oils can provide similar or better characteristics in terms of durability, resilient modulus and tensile strength for their individual optimum oil than the mix with no RAP and standard rejuvenator modified mix. The overall conclusions indicate that the RAP rejuvenation using waste oil is an effective way of improving the performance of asphalt pavements.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Transportation Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	WAHHAB, HAMAD IBRAHIM AL-ABDUL
Committee Members:	Ahmadi, Hasan M. Al and Malkawi, Rezqallah H.
Depositing User:	ABDULLAH MAMUN (g201401740)
Date Deposited:	11 Jul 2017 05:25
Last Modified:	31 Dec 2020 08:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140401