خلطات الأسفلت المُعدّلة بالكالبرين: دراسة شاملة لتحسين الأداء

الملخص

يتطلب تدهور الأرصفة المرنة تحت تأثير أحمال المرور المتزايدة والظروف الحرارية القاسية استراتيجيات متقدمة لتعديل المادة الرابطة. تُقدم هذه الدراسة بحثًا تجريبيًا شاملًا لخلطات الأسفلت المُعدّلة بالكالبرين، حيث تم دمج الكالبرين، وهو بوليمر ستايرين-بوتادين-ستايرين شعاعي مُصنّع من قِبل شركة Dynasol Elastomers، في قاعدة من البيتومين Pen 60/70 بنسب 3% و4.5% و6% من وزن المادة الرابطة. استُخدم تدرج حجم الركام الاسمي الأقصى من نوع Superpave 12.5 مم لجميع تركيبات خلطات الأسفلت الساخن (HMA). شملت دراسة خصائص المادة الرابطة اختبارات الاختراق، ونقطة التليين، والليونة، واللزوجة الدورانية، ومقياس القص الديناميكي، ومقياس انحناء العارضة، واختبارات الزحف والاستعادة تحت إجهاد متعدد . وقُيِّم أداء الخليط من خلال اختبارات استقرار وتدفق مارشال، ومعامل المرونة الديناميكي (|E*|)، وجهاز هامبورغ لتتبع العجلات، وإجهاد العارضة رباعي النقاط، وطاقة كسر الانحناء شبه الدائري (SCB)، ونسبة قوة الشد غير المباشرة (TSR). واستُخدم تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) مع مقارنة توكي-كرامر اللاحقة وتحليل ارتباط بيرسون للتمييز الإحصائي. تُظهر النتائج أن نسبة 4.5% من مادة كالبرين تُمثل الجرعة المثلى: فقد ارتفع مستوى الأداء من PG 64-22 إلى PG 76-22، وزادت مقاومة مارشال بنسبة 39.7%، وانخفض عمق التخدد تحت ظروف HWTD بنسبة 58.9%، وامتد عمر الإجهاد عند 800 ميكروإجهاد بنسبة 163%، وتحسنت طاقة كسر SCB بنسبة 81.6% مقارنةً بالخليط القياسي. تؤكد هذه النتائج أن كالبرين مُعدِّلٌ متفوقٌ تقنيًا لمواد الربط الإسفلتية في تطبيقات رصف الطرق ذات المناخ الحار وحركة المرور الكثيفة، وتُوفر معايير مُعايرة للمُختصين.