[vc_row][vc_column][vc_column_text]

الیاف یکی از افزودنی های آسفالت

مقدمه

امروزه با افزایش حجم ترافیک راه­ ها و بالا رفتن فشار ناشی از چرخ وسایل نقلیه، روسازی­ های آسفالتی در معرض بارگذاری بیشتر و در نتیجه تنش­ های فشاری و کششی زیادی قرار می­ گیرند. لذا خرابی­ هایی چون خستگی و شیارافتادگی که ناشی از بارهای ترافیکی زیاد بوده و موج ­زدگی و ناهمواری­ هایی که در اثر ترمزهای شدید وسایل نقلیه روی می ­دهند، یکی از معضلات اصلی روسازی­ های انعطاف ­پذیر آسفالتی به شمار می­ روند و در حال افزایش هستند. در حال حاضر، رویه­ های جاده ­ها و معابر کشور با استفاده از آسفالت گرم سنتی اجرا می ­شوند که با استفاده از مصالح سنگی دانه­ بندی شده و قیر خالص تولید می ­شود. دوام ناکافی این آسفالت در تحمل فشارهای وارده، متوسط عمر مفید آن را در کشور به کمتر از پنج سال رسانده است که این موضوع منجر به اختصاص اعتبارات و بودجه­ های هنگفت به این صنعت گردیده و هر ساله باعث هدر رفتن سرمایه ­های زیادی می­ شود. لذا با علم بر حجم بالا و روز افزودن وسایل نقلیه از یک سو و عمر کوتاه و خرابی­ های متعدد رویه­ های آسفالتی رایج از سوی دیگر، نیاز به استفاده از لایه­ های آسفالتی با دوام بیشتر امری ضروری به نظر می­ رسد. در این مسیر، استفاده از افزودنی های آسفالت همچون الیاف برای تهیه آسفالت الیافی با مشخصات عملکردی فوق­ العاده و جایگزین نمودن آن با آسفالت گرم سنتی در محورهای بزرگراهی و معابر پر تردد کشور، راهکاری مناسب و مقرون به صرفه است. با توجه به کاربرد موفقیت­ آمیز آسفالت الیافی در آمریکا، اروپا و آسیا و نتایج عالی ارزیابی­ های عملکرد میدانی آن در کشورهای مختلف و کشور ایران، شرکت پاکسار شن در راستای خط مشی نوآوری و ارتقاء کیفیت محصولات آسفالتی خود از سال ۱۳۹۳ تصمیم گرفت افزودنی های آسفالت برای تهیه آسفالت استفاده نموده و به کارفرمایان صنعت راه­سازی ارائه نماید.

الیاف مرکب آرامید و پلی الفین

الیاف مرکب آسفالت برای مسلح کردن و تقویت مخلوط­ های آسفالتی گرم، نیمه­ گرم و سرد طراحی شده است. این الیاف به عنوان یکی از افزودنی های آسفالت مخلوطی از الیاف شبکه­ای بافته (از جنس پلی­اولفین) و الیاف تک­ رشته­ای (از جنس آرامید) به طول ۱۹ میلیمتر است که با حداقل مقدار ۵/۰ کیلوگرم در هر تن آسفالت استفاده می­ شود.

تحقیقات و تجربیات میدانی نشان داده است که مقدار ۵/۰ کیلوگرم بهینه است، اگرچه برخی مواقع می­ توان با دو یا سه برابر کردن مقدار آن نتیجه بهتری گرفت. لذا بایستی برای هر پروژه این امکان را بررسی نمود.

الیاف مرکب آسفالت به عنوان یکی از افزودنی های آسفالت با کاهش و به تأخیر انداختن ترک های حرارتی، انعکاسی و خستگی و نیز تغییرشکل های دائمی (شیارافتادگی)، مزیت صرفه اقتصادی از طریق کاهش ضخامت لایه آسفالتی و افزایش عمر آن را به دنبال دارد.[/vc_column_text][us_single_image image=”8993″ align=”center”][vc_column_text]

ویژگی های الیاف مرکب آسفالت

الیاف مرکب آرامید و پلی­اولفین که به عنوان یکی از افزودنی های آسفالت کاربرد دارد در همه کارخانه­ های آسفالت، منقطع یا پیوسته، با هر سرعت تولید به خوبی با سایر مصالح و مواد مخلوط می­ شود. این الیاف در عرض چند ثانیه به طور یکنواخت و کامل در مخلوط پراکنده می­ شود و بر خلاف سایر افزودنی­ های آسفالت، هیچ تغییری در طرح آسفالت و کارخانه آسفالت نیاز نخواهد بود.[/vc_column_text][us_single_image image=”8994″ align=”center”][vc_column_text]

الیاف مرکب آسفالت پس از توزین مصالح سنگی و قبل از اضافه کردن قیر، به صورت بسته ­بندی به داخل میکسر اضافه می­ شود و نیاز به کنترل مقدار وزنی ندارد که باعث کاهش خطای مقدار استعمال آن می­ شود.

آسفالت الیافی تهیه شده با افزودنی های قیر الیافی هیچ­گونه مشکلات پخش و تراکم به دنبال ندارد و مطابق مخلوط­ های آسفالتی گرم سنتی عمل می­ شود. لذا هیچ تغییری در پروسه پخش و تراکم نیاز نخواهد بود.

[/vc_column_text][vc_row_inner content_placement=”middle” columns_type=”small”][vc_column_inner width=”1/2″][vc_column_text]

به دلیل مسلح کردن سه بعدی آسفالت، الیاف مرکب باعث استهلاک تنش ها در جهات مختلف شده و نسبت به آسفالت گرم سنتی، تمرکز تنش و خرابی خستگی کمتری تجربه می­شود.

[/vc_column_text][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][us_single_image image=”8995″ size=”medium” align=”center”][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner][vc_column_inner][us_single_image image=”8996″ align=”center”][us_single_image image=”9000″ align=”center”][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner content_placement=”middle”][vc_column_inner width=”1/2″][vc_column_text]

برتری الیاف مرکب آسفالت نسبت به میان لایه­ های مورد استفاده در راه­سازی این است که علاوه بر افزایش مقاومت آسفالت در برابر بروز ترک­ های انعکاسی و پیشگیری از بالا آمدن ترک­ های لایه­ های زیرین، باعث افزایش مقاومت کششی و مقاومت ترک خوردگی روکش آسفالتی شده و وقوع ترک­ های جدید را نیز به تأخیر می­ اندازد.

[/vc_column_text][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][us_single_image image=”9002″ align=”center”][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_column_text]

سهولت تولید و اجرا

عموماً به منظور تولید آسفالت­ های پلیمری و کاربرد هیدروکربن­ ها از جمله گیلسونایت افزودنی باید در یک پروسه پیچیده و پرهزینه به قیر اضافه شده و قیر اصلاح شده جهت تولید آسفالت اصلاح شده به کارخانه حمل شود. برای کاربرد فیلرها نیز بایستی تمهیداتی در کارخانه آسفالت اندیشیده شود. به علاوه برای اجرای آسفالت­ های پلیمری باید از ماشین­ آلات خاص استفاده شده و تمهیداتی نیز برای دستیابی به دانسیته مطلوب اندیشیده شود. درصورتی­که الیاف مرکب آرامید و پلی­اولفین در همه کارخانه­ ها با هر ظرفیت به خوبی با مصالح و قیر مخلوط می­ شود. این نوع الیاف پس از توزین مصالح سنگی و قبل از اضافه کردن قیر، به صورت بسته ­بندی به میکسر اضافه شده و در عرض چند ثانیه به­طور یکنواخت و کامل در مخلوط توزیع می­ شود.

پایداری انبارش

سیستم­ های چندفازی تهیه شده با افزودنی های آسفالت در انبارش نیز می تواند تاثیر مطلوبی داشته باشد. پلیمرها و هیدروکربن­ها مانند گیلسونایت غالباً افزودنی های قیر بوده و قبل از پروسه تولید با قیر مخلوط می­ شوند. لذا در زمان انبارش و حتی هنگام گرم ­شدن درون مخازن، احتمال دو فازی شدن قیر اصلاح شده وجود دارد. لیکن الیاف مرکب از افزودنی های آسفالت است و از آنجا که به صورت خشک به مخلوط اضافه می­ شود، چنین مسائلی را به دنبال ندارد.

مشخصات طرح آسفالت

به منظور استفاده از پلیمرها، هیدروکربن­ها و فیلرها برای اصلاح خواص آسفالت لازم است نسبت به تهیه مصالح سنگی پروژه و نیز انجام آزمایش­ های طرح اختلاط اقدام شده و مشخصات حجمی آسفالت با وجود افزودنی های آسفالت برآورد شود. درصورتی­که به دلیل مقدار وزنی کم و قابل اغماض الیاف مرکب، هیچ­گونه تغییر در مشخصات طرح اختلاط آسفالت گرم معمول جهت تولید آسفالت الیافی نیاز نخواهد بود.

مسائل اجرایی

قیرهای اصلاح­ شده پلیمری و هیدروکربنی عموماً ویسکوزیته بیشتری نسبت به قیر خالص دارند که باعث افزایش زیاد دمای تولید، پخش و تراکم آسفالت تا ۱۹۰ درجه سانتیگراد می ­شود. این امر خوشایند نبوده و مشکلات اجرایی فراوانی به دنبال دارد. به خصوص در فصل سرما که به دلیل کاهش سریع دمای آسفالت در محل پروژه، امکان دستیابی به حداقل تراکم مجاز کاهش می­ یابد. لیکن آسفالت الیافی چنین مشکلاتی ندارد و حتی باعث تسهیل عملیات غلتک­ زنی می شود.

مسائل اقتصادی و هزینه ها

در کنار مدول ارتجاعی بیشتر و ضخامت طراحی کمتر، آسفالت الیافی مقاومت بیشتری در برابر بروز انواع ترک­ها دارد و با اطمینان می­توان ضریب سازه­ای بالاتری برای آن در نظر گرفت که نسبت به آسفالت گرم سنتی منجر به کاهش حدود ۳۵ درصد در ضخامت لایه می­ گردد. لذا با توجه به بهای آسفالت و هزینه­ های بالای عملیات اجرا، کاهش حجم عملیات آسفالتی عامل مهمی در تصمیم­ گیری خواهد بود.

عملکرد

آزمون­های آزمایشگاهی و ارزیابی­ های میدانی نشان داده است که مخلوط های تهیه شده با افزودنی های آسفالت مقاومت بیشتری در برابر تغییرشکل­ های دائمی (شیارافتادگی) در دماهای بالا دارد. همچنین مقاومت مخلوط آسفالت الیافی در برابر ترک­ خوردگی انعکاسی، حرارتی و خستگی تا حد زیادی بیش از آسفالت گرم معمول است.

مقرون به صرفه

[/vc_column_text][us_single_image image=”9007″ align=”center”][vc_column_text]

با استفاده از آسفالت الیافی و افزایش عمر رویه راه تا ۵۰% و کاهش حجم عملیات بازسازی و تعمیر و نگهداری راه ها، صرفه اقتصادی بیشتری حاصل خواهد شد.

[/vc_column_text][us_single_image image=”9008″ align=”center”][vc_row_inner content_placement=”middle”][vc_column_inner width=”1/2″][us_single_image image=”9009″ align=”center”][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_column_text]

هزینه­ های تولید و اجرای آسفالت الیافی در ایران به ازای ۵/۰ کیلوگرم الیاف در یک تن آسفالت، حدود ۲۰- ۱۵ درصد بیش از مخلوط آسفالت گرم سنتی است که ناشی از هزینه­ های مربوط به تأمین الیاف است. با این وجود، موجب افزایش عمر روسازی به دلیل کاهش خرابی شیار افتادگی و خستگی و افزایش دوام آسفالت و همچنین سایر مزایای اجرای این نوع آسفالت تهیه شده با افزوده­ای آسفالت بیش از آن ایجاد خواهد نمود.

[/vc_column_text][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_column_text]

سایر مزایای اقتصادی

• کاهش حجم عملیات آسفالتی و کاهش مصرف قیر
• کاهش هزینه های عملیات تعمیر و نگهداری روسازی
• کاهش تعداد کامیونهای مورد نیاز و مصرف سوخت
• کاهش نفر – ساعت کار نیروی انسانی جهت عملیات پخش و تراکم
• کاهش زمان اجرای پروژه و برنامه زمانبندی ساده تر
• اختلال کمتر برای ترافیک کاربران مسیر و کاهش زمانهای تأخیر کاربران

نتایج آزمایشگاهی

دوام و عملکرد آسفالت الیافی تهیه شده با افزودنی آسفالتی الیافی در مقایسه با آسفالت گرم سنتی با انجام آزمایش­ های عملکردی این مخلوط­ها ارزیابی شده است. این آزمایش­ها بر روی مخلوط­ های آسفالتی تولید شده با دانه­ بندی­ های مختلف و مصالح سنگی نقاط مختلف کشور توسط شرکت های متعددی به انجام رسیده است.

[/vc_column_text][us_single_image image=”9010″ align=”center”][us_single_image image=”9012″ align=”center”][us_single_image image=”9013″ align=”center”][us_single_image image=”9015″ align=”center”][us_single_image image=”9016″ align=”center”][us_single_image image=”9017″ align=”center”][us_single_image image=”9018″ align=”center”][us_single_image image=”9019″ align=”center”][us_single_image image=”9020″ align=”center”][us_single_image image=”9021″ align=”center”][vc_column_text]

پروژه های آسفالت الیافی

آسفالت الیافی مسلح شده با الیاف مرکب آرامید و پلی­اولفین تاکنون در قریب به یکصد پروژه در کشور آمریکا و کشورهای دیگری چون اسپانیا، ترکیه، روسیه، جمهوری چک، بلغارستان، چین، پاکستان، بولیوی مورد استفاده قرار گرفته و با موفقیت ارزیابی شده است. استفاده از این نوع آسفالت به سرعت در حال گسترش بوده و پس از کسب نتایج بسیار ارزنده و برتر در مقایسه با آسفالت گرم سنتی در سرتاسر جهان مورد توجه قرار گرفته است. در کشور ایران نیز پس از گذشت نزدیک به دو سال از تجربه اجرای اولین آسفالت الیافی مسلح شده با الیاف مرکب آرامید و ارزیابی های آزمایشگاهی صورت گرفته، در استان­های مختلف کشور در دستور کار متصدیان امر قرار گرفته است. در اینجا، منتخب پروژه ­های اجرا شده با آسفالت الیافی در سرتاسر جهان معرفی شده است

[/vc_column_text][us_single_image image=”9023″ align=”center”][vc_column_text]

لایه اصطکاکی سطحی آسفالت متخلخل الیافی به ضخامت ۴ سانتیمتر

محدوده دمایی سالانه : ۳۰+ ~ ۴۰- درجه سانتیگراد

طول باند ۱۹۲۰ متر و ارتفاع ۱۹۶۶ متر از سطح دریا

میزان بارندگی : بارش برف سالانه ۷/۵ متر

[/vc_column_text][us_single_image image=”9024″ align=”center”][vc_column_text]

لایه روکش آسفالت الیافی با دانه­بندی پیوسته

حجم ترافیک : ۱۹۲۰۰ وسیله در روز شامل ۷% کامیون

حجم عملیات : ۴۵۰۰ تن

بعد از گذشت یکسال، هیچ گونه ترک یا شیار افتادگی و نشست دیده نشده است.

[/vc_column_text][us_single_image image=”9025″ align=”center”][vc_column_text]

لایه روکش سطحی آسفالت الیافی ۱۹- ۰ میلیمتر

حجم عملیات : مسیری به طول ۱ کیلومتر و عرض ۸ متر

محدوده دمایی سالانه محل : ۳۰+ ~ ۴۰- درجه سانتیگراد

[/vc_column_text][us_single_image image=”9026″ align=”center”][vc_column_text]

افزودنی آنتی استریپر ایوانیک آلمان با نام تجاری TEGO Addibit L300 برای تامین دوام رطوبتی آسفالت استفاده می شود.

پلیمرهای وستانمر شرکت ایوانیک آلمان در ترکیب با پودر لاستیک استفاده می شود.

پلیمر وستاپلاست شرکت ایوانیک آلمان دامنه عملکردی قیر را در دماهای بالا و پایین افزایش می دهد.

امولسی فایرهای EK 50 و DF برای تهیه قیر امولسیونی عملکردی بسیار عالی دارد.

غلیظ کننده قیر امولسیونی (تیکنر) شرکت ایوانیک آلمان برای بهبود غلظت قیر امولسیونی بسیار پرکاربرد می باشد.

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]