Advanced Climate-Resilient Asphalt Mixture with SBS Polymer, Anti-‎Stripping Agent, and Tall Oil: Comprehensive Laboratory Evaluation and ‎Predictive ANN Modeling

الملخص

تشكل الظروف الجوية والمناخية القاسية تحديات كبيرة أمام متانة وأداء الرصف الاسفلتي، حيث تعجل في حدوث التشوهات مثل التخدد، وأضرار الرطوبة، والتشقق. وللتصدي لهذه التحديات، تقدم هذه الدراسة طرق فعالة لتطويرخلطة أسفلت مقاومة لتأثيرات المناخ، محسنّة بإضافة 4% من بوليمر ستيرين-بوتادين-ستيرين (SBS)، و0.5% من عامل اميني مضاد للانفصال (AD-here® LOF 65-00 EU)، و5% عامل مجدد من زيت الصنوبر (Delta-S). أُجريت تجارب مختبرية شملت اختبار مسار عجلة هامبورغ لمقاومة التخدد، واختبار انحناء العتب المسند رباعيا لتقييم عمر الكلل (Nf) ، حيث اظهرت النتائج تحسينات كبيرة في الخلطات المعدلة مقارنة بالخلطة الرئيسية غير المعدلة. حققت الخلطة المعدلة انخفاضًا بنسبة 55% في عمق التخدد عند 20,000 دورة، وزيادة بنسبة 50% في الصلابة الابتدائية، حيث وصلت إلى 720 ميجا باسكال عند 200 ميكرو انفعال و700 ميجا باسكال عند 400 ميكرو انفعال. وفيما يتعلق بأداء الكلل، استمرت الخلطة في تحمل 120,000 دورة عند 200 ميكرو انفعال و65,000 دورة عند 400 ميكرو انفعال، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف متانة الخلطة الرئيسية. علاوة على ذلك، تم استخدام نماذج الشبكة العصبية الاصطناعية (ANN) لتوقع عمق التخدد وعمر الكلل حتى 100,000 دورة و600 ميكرو انفعال، مما يوفر موثوقية لتوقع الأداء تحت ظروف مناخية قاسية. كشفت النتائج أن النهج المقترح في التعديل يعزز بشكل كبير السلامة الهيكلية، ومقاومة الرطوبة، والمتانة طويلة الأمد لأرصفة الأسفلت. لا يقتصر هذا العمل على سد الفجوة بين الاختبارات المخبرية والتطبيق العملي فحسب، بل يؤسس أيضًا معيارًا جديدًا لتصميم الأرصفة المرنة والمستدامة في البيئات الصعبة من خلال تعزيز عمر الخدمة وتقليل متطلبات الصيانة، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك الموارد