การศึกษาคุณสมบัติทางวิศวกรรมและประสิทธิภาพของดินที่ปรับปรุงด้วยพอลิเมอร์สําหรับงานทาง

Abstract

This study investigates the impact of high traffic volumes on pavement structures and how flooding in road areas can lead to structural damage. To address these issues, the research examines how pavement materials stabilized with cement and polymers can enhance their engineering performance and reduce moisture damages. The research used three types of aggregate; which are Quarry by Product (QB), Crushed Rock (CR), and Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). The polymer used in this research are Styrene Acrylic polymer (SA) and Styrene Butadiene Rubber (SBR). The findings show that the compressive strength of cement-polymer stabilized QB is higher than cement-stabilized QB. In contrast, the compressive strength of cement-stabilized CR and cement-stabilized RAP are higher than the compressive strength of cement-polymer stabilized RAP and CR. The study also reveals that cement-SBR stabilized pavement materials have higher indirect tensile strength than the other types. The moisture durability assessments demonstrate the reduction in water absorption rates of materials modified with cement-polymer, and the Capillary Rise test shows the decreasing in water absorption. The Durability test demonstrates the reduction in weight loss, highlighting the positive impact of polymer cement modification on moisture resistance.

ในปัจจุบันการจราจรที่มากขึ้น ส่งผลให้โครงสร้างชั้นทางมีการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นอายุการใช้งานจึงสั้นลง โดยบางพื้นที่ถนนอาจมีน้ำท่วมขังทำให้เกิดความชื้น และเป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่ทำให้โครงสร้างชั้นทางเกิดการเสียหาย อีกทั้งการปรับปรุงวัสดุงานทางนั้นกำลังเป็นวิธีที่นิยมในปัจจุบัน งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในมุ่งเน้นศึกษาประสิทธิภาพในด้านการลดผลกระทบจากความชื้น และเพิ่มประสิทธิภาพทางวิศวกรรมของวัสดุงานทางที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์ ในการทดสอบนี้ใช้มวลรวม 3 ประเภทคือ ดินปลายตะแกรง หินคลุก และวัสดุผิวทางเก่า นำมาปรับปรุงคุณสมบัติด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์ 2 ชนิดได้แก่ พอลิเมอร์สไตรีนอะคริลิค (SA) และพอลิเมอร์สไตรีนบิวตาไดอีน (SBR) ที่นิยมใช้ในการกันน้ำสำหรับงานเชิงคอนกรีต ทำการออกแบบส่วนผสมที่เหมาะสมโดยการทดสอบประสิทธิภาพในการรับแรงได้แก่ การทดสอบกำลังรับแรงอัดแกนเดียว (UCS) และการทดสอบกำลังรับแรงดึงทางอ้อม (IDT) การทดสอบการต้านทานการเปลี่ยนรูปอย่างถาวร ( Creep Test) และประสิทธิภาพการทนทานความชื้นได้แก่ การทดสอบการดูดซึมน้ำในมวลดิน (Capillary Rise Test) และการทดสอบความทนทาน (Durability Test) โดยวิธีเปียกสลับแห้ง ผลทดสอบ UCS พบว่า กำลังรับแรงอัดของวัสดุดินปลายตะแกรงที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์มีค่าสูงกว่าวัสดุดินปลายตะแกรงที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์ร้อยละ 41 ตรงกันข้ามกับหินคลุกและวัสดุผิวทางเก่าที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์ กลับมีค่าสูงกว่าหินคลุกและวัสดุผิวทางเก่าที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์ พอลิเมอร์ประมาณร้อยละ 20 และ15 ตามลำดับ ผลการทดสอบ IDT พบว่า วัสดุงานทางที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์ชนิด SBR นั้นมีกำลังรับแรงแรงดึงที่สูงกว่าวัสดุอื่น ในด้านความทนทานความชื้นผลการทดสอบ Capillary Rise Test พบว่าอัตราการดูดซึมน้ำลดลงเมื่อปรับปรุงด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์ประมาณร้อยละ 33 นอกจากนี้ผลการทดสอบ Durability Test ยังชี้ให้เห็นว่า วัสดุงานทางที่ปรับปรุงด้วยซีเมนต์พอลิเมอร์มีอัตราการสูญเสียน้ำหนักที่ลดลงประมาณร้อยละ 40 โดยมีแนวโน้มส่งผลดีในด้านการทนทานความชื้น