ENHANCING THE PERFORMANCE OF WARM ASPHALT MIXES USING NANO-KAOLINITE

Abstract

Nanoparticles are now utilised in a wide range of applications due to their unique chemical and physical intrinsic qualities, such as high specific area, structure, and reactivity; as a result, They play a vital role in the enhancement of asphalt mixture properties. Furthermore, technologies like warm-mix asphalt (WMA) might have a number of economic and environmental advantages. The influence of various Nano-Kaolinite contents on the mechanical performance of warm mix asphalt was investigated in this study (WMA). Because Nano-Kaolinite is common, inexpensive, and simple to obtain and convert to nano size, it was employed as an additive. Based on the weight of bitumen, the mechanical and durability performance of WMA mixes incorporating Nano-Kaolinite was investigated at different Nano-Kaolinite percentages of 2, 4, 5, 6 and 8%. The WMA was created using Evotherm TM as a bitumen additive. Mechanical tests were performed, which included Marshall stability, Marshall flow, indirect tensile strength, and compressive strength. Crushed gravel, rough aggregate particles, and a medium gradation of aggregate were employed in the control mix in this investigation. The results showed that rising Nano-Kaolinite content increased mixture capabilities, increasing Nano-Kaolinite content decreased Marshall flow. Over all, Nano-Kaolinite content had a substantial impact on asphalt and mixture performance, and appeared to exacerbate the effect of warm asphalt. In addition, indirect tensile strength, the Marshall stability, and compressive strength were all raised by 30 %, 50 %, and 68 %, respectively, according to the findings. At the optimum additive percent, Marshall flow reduced by 9%. Rutting depth is also reduced when Nano-Kaolinite is added at any cycle number. Nanomaterials can enhance the effectiveness of warm mix asphalt by increasing compatibility and bonding between asphalt particles, resulting in increased economical and environmental benefits as well as more sustainable and long-lasting pavement solutions. ‫ا‬ ‫لملخص‬ : ‫مثل‬ ، ‫والفريدة‬ ‫الجوهرية‬ ‫والفيزيائية‬ ‫الكيميائية‬ ‫وخصائصها‬ ‫صفاتها‬ ‫بسبب‬ ‫الحديثة‬ ‫العلمية‬ ‫التطبيقات‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫في‬ ‫النانو‬ ‫مواد‬ ‫تستخدم‬ ‫خصائص‬ ‫تعزيز‬ ‫في‬ ‫ًا‬ ‫رئيسي‬ ‫ا‬ ً‫دور‬ ‫تلعب‬ ‫فإنها‬ ، ‫لذلك‬ ‫ونتيجة‬ ‫الذرات‬ ‫جزيئات‬ ‫بين‬ ‫التداخلية‬ ‫التفاعلية‬ ‫والبنية‬ ‫الكبيرة‬ ‫السطحية‬ ‫المساحة‬ ‫الخلط‬ ‫الدافئة‬ ‫األسفلتية‬ ‫الخلطات‬ ‫مثل‬ ‫الجديدة‬ ‫الرصف‬ ‫تقنيات‬ ‫أن‬ ‫الى‬ ‫باالضافة‬ .‫االسفلتية‬ ‫ات‬ (WMA) ‫االقتصادية‬ ‫المزايا‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫لها‬ .‫الدراسة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫الدافئة‬ ‫االسفلتية‬ ‫للخلطة‬ ‫الميكانيكي‬ ‫األداء‬ ‫على‬ ‫المختلفة‬ ‫النانو‬ ‫محتويات‬ ‫تأثير‬ ‫دراسة‬ ‫تمت‬ .‫والتشغيلية‬ ‫والبيئية‬ ‫تم‬ ‫إستخدام‬ ‫من‬ ‫بنسب‬ ‫مضافة‬ ‫كمادة‬ ‫استخدامه‬ ‫تم‬ ‫فقد‬ ، ‫نانو‬ ‫حجم‬ ‫إلى‬ ‫وتحويله‬ ‫عليه‬ ‫الحصول‬ ‫وسهولة‬ ‫تكلفته‬ ‫وانخفاض‬ ‫لتوفره‬ ‫نظرا‬ ‫كاولينيت‬ ‫النانو‬ ‫لخلطات‬ ‫والثبات‬ ‫الميكانيكي‬ ‫األداء‬ ‫فحص‬ ‫تم‬ ، ‫البيتومين‬ ‫وزن‬ (WMA) ‫مختلفة‬ ‫بنسب‬ ‫كاولينيت‬ ‫النانو‬ ‫على‬ ‫تشتمل‬ ‫التي‬ 2 ‫و‬ 4 ‫و‬ 5 ‫و‬ 6 ‫و‬ 8 ‫انتاج‬ ‫تم‬ .٪ ‫باستخدام‬ ‫دافئة‬ ‫أسفلتية‬ ‫خلطات‬ TM Evotherm ، ‫الميكانيكية‬ ‫االختبارات‬ ‫إجراء‬ ‫تم‬ .‫للبيتومين‬ ‫مضافة‬ ‫كمادة‬ ‫تضمنت‬ ‫والتي‬ ‫ثبات‬ ‫من‬ ‫يزيد‬ ‫الخليط‬ ‫في‬ ‫النانو‬ ‫محتوى‬ ‫ارتفاع‬ ‫أن‬ ‫النتائج‬ ‫أظهرت‬ .‫الضغط‬ ‫وإجهاد‬ ، ‫المباشر‬ ‫غير‬ ‫والشد‬ ، ‫مارشال‬ ‫وتدفق‬ ، ‫مارشال‬ ‫ثبات‬ ‫النانو‬ ‫لمحتوى‬ ‫كان‬ ، ‫عام‬ ‫بشكل‬ .‫الضغط‬ ‫وإجهاد‬ ‫المباشر‬ ‫غير‬ ‫الشد‬ ‫وقوة‬ ‫مارشال‬-‫االسفل‬ ‫الخلطات‬ ‫أداء‬ ‫تحسن‬ ‫على‬ ‫كبير‬ ‫تأثير‬ ‫كاولينيت‬ ‫تية‬ ‫بنسبة‬ ‫الضغط‬ ‫وإجهاد‬ ‫المباشر‬ ‫غير‬ ‫الشد‬ ‫وقوة‬ ‫مارشال‬ ‫ثبات‬ ‫زيادة‬ ‫الي‬ ‫ادي‬ ‫حيث‬ ‫الدافئة‬ 30 ‫و‬ % 50 ‫و‬ % 68 ‫ا‬ ً ‫وفق‬ ، ‫التوالي‬ ‫على‬ % ‫وهى‬ ‫المضافة‬ ‫المثالية‬ ‫المئوية‬ ‫النسبة‬ ‫عند‬ ‫المعملية‬ ‫للنتائج‬ 5 ‫بنسبة‬ ‫مارشال‬ ‫تدفق‬ ‫إنخفض‬ ‫وأيضا‬ % 9 ‫التخدد‬ ‫عمق‬ ‫انخفاض‬ ‫تم‬ ‫ًا‬ ‫أيض‬ .٪ ‫ا‬ ‫إضافة‬ ‫عند‬ ‫زيادة‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫الدافئ‬ ‫األسفلت‬ ‫مزيج‬ ‫أداء‬ ‫تحسين‬ ‫النانوية‬ ‫للمواد‬ ‫يمكن‬ .‫االختبار‬ ‫دورات‬ ‫أعداد‬ ‫كل‬ ‫عند‬ ‫كاولينيت‬ ‫لنانو‬ ‫األكثر‬ ‫الرصف‬ ‫حلول‬ ‫إلى‬ ‫باإلضافة‬ ‫والبيئية‬ ‫االقتصادية‬ ‫الفوائد‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫الخلطة‬ ‫جزيئات‬ ‫بين‬ ‫والتداخل‬ ‫واالرتباط‬ ‫التوافق‬ .‫األجل‬ ‫وطويلة‬ ‫استدامة‬ ‫ا‬ : ‫المفتاحية‬ ‫لكلمات‬ ‫نانو‬ ، ‫النانو‬ ‫مواد‬ ، ‫الدافئة‬ ‫االسفلتية‬ ‫الخلطات‬ ‫كاولنيت‬ .‫إيفوثرم‬ ،