عنوان گزارش ویژه : بررسی کارایی استفاده از پلیمر در پروژه بهسازی تهران - مشهد
- مقدمه و معرفی
راههای شریانی کشور بیش از شش هزار کیلومتر از شش شبکه اصلی تشکیل شده و این مجموعه ترافیکی معادل 70 درصد ترافیک کل جاده ای کشور را عبور میدهد که به لحاظ استراتژیکی و اقتصادی از اهمیت بسزائی برخوردار است , نمائی از توزیع محورها در کل کشور در نقشه نشان داده شده است.
- خصوصیات ویژه و سیاست های کلی
از ویژگی های بارز پروژههای بهسازی مجریان سعی بر انطباق پروژهها با آخرین تکنولوژهای روز و بهینه سازی اجرا,استفاده از معادن کوهی، بکار گیری روشهایی با هزینه کمتر , دوام و کارائی بیشتر و نهایتاً عمر بالاتر روسازی میباشد. استراتژی بکار گرفته شده در این پروژه ها جهت بهسازی و روکش اصلی ذیل تقسیم می گردند به کار گیری این سیاستها و اجرای آن تضمین کننده دوام و کیفیت پروژههای بهسازی و صرقه اقتصادی آنها میگردد
قیر و مشکلات ناشی از قیرهای اصلاح نشده
روش های موجود و معمول استفاده از قیر معمولی در صنعت روسازی دارای محدودیت هایی است که نیاز به اصلاح خصوصیات مخلوط را میطلبد. از جمله این محدودیت ها میتوان به
- یاری شدن قیر در دمای بالا و قیرزدگی
- تغییر شکل دائم و شیار افتادگی در دمای بالا
- ایجاد ترک در دمای پایین و بارگذاری طولانی
- ایجاد ترک مکانیکی در دمای پایین و بارگذاری کوتاه
- عدم امکان استفاده در برخی از مخلوطهای آسفالتی متخلخل و ماسیتیک و روشک های نازک
- عدم کارائی مورد نیاز در نقاط خاص که دارای تنش برشی میباشد
- اصلاح خصوصیات مخلوط آسفالتی
الزامی بوده و روشهای اصلاح قیر به دو دسته فیزیکی و شیمایی طبقه بندی میشوند که هدف نهایی از این دو روش تقرب رفتار قیر به محصول ایدال جهت کاربرد در تولید مخلوط با خصوصیات مورد نیاز و رفتار بهینه است. امروزه قیرهای اصلاح شده جایگاه مهمی را درصنایع حمل و نقل و راه سازی به خود اختصاص داده اند، پلیمرها به عنوان مهمترین خانواده اصلاح کننده قیر، به منظور بهبود عملکرد و افزایش کارایی قیر مصرفی به آن اضافه می شوند که در این بین پلیمر استیرن- بوتادی ان- استیرن SBS از جمله بهترین مواد اصلاح کننده قیر بشمار می آید. کاربرد پلیمر برای اصلاح خواص قیرهای مورد استفاده در روسازی راه، در دهه های اخیر رو به گسترش است به و با به کارگیری قیر اصلاح شده در آسفالت افزایش قابل ملاحظه عمر راه ها و در نتیجه افزایش عمر بهره برداری روسازی راهها انتظار میرود. قیر اصلاح شده با این روش مخلوط های آسفالتی درصد وزنی بسیار کمی از این مخلوط (4 تا 6 درصد) را تشکیل می دهد، اما اثر قابل توجهی بر کارایی آسفالت دارند. افزایش این پلیمر به قیر باعث بهبود مقاومت آسفالت، روانی، کاهش از هم گسیختگی و ایجاد فضای خالی یا شیار در آسفالت و دوام آسفالت در برابر خستگی و افزایش عمر آن می شود
- معرفی پروژه تهران - مشهد
پروژه مذکور از نوع بهسازی نوع”ب” بوده¬است که طی مطالعات بعمل آمده و اسناد و اوراق آزمایشگاه مکانیک خاک استان سمنان در نهایت طرح اجرایی به صورت فوق¬الذکر مطرح و انجام پذیرفت.
افزایش حجم ترافیک و بارگذاری در جادهها سبب بکارگیری قیر های اصلاح شده و از جمله پلیمری بمنظور ارتقا عملکرد آسفالت شده است.اکثرتحقیقات در زمینه اصلاح مخلوطهای آسفالتی در امریکا واروپا صورت گرفته است اما استفاده عملی از آن از سال 1980 به طورجدی در دستورکار قرار گرفته است. مقاومت در برابر شیاردار شدن ومقاومت در برابر شروع و گسترش انواع ترکها در سطح روسازی باعث ارتقا عملکرد آسفالت میشود. پلیمرها مهمترین اصلاح کننده های قیر در صنعت روسازی بشمار میروند. بدلیل حساسیت قیر در دمای بالا و پایین و از طرفی خاصیت ویژه اصلاح کنندهها در رفع حساسیت قیر در چند سال گذشته توجه خاصی در کشورهای پیشرفته در صنعت روسازی به آن شده است
در ایران هرچنداستفاده از پلیمرها در ساخت عایقها پیش ساخته سابقه طولانی دارد اما در صنعت روسازی تاکنون به طور کاربردی و وسیع تا سال 87 مورد استفاده قرار نگرفته بود . ایران نیز همپای کشورهای توسعه یافته و با همت متخصصین داخلی استفاده از این تکنولوژی را در ابعاد ملی از سال 87 درپروژههای بهسازی شروع کرده و همکنون موفق به اجرای 33.5 کیلومتر آسفالت پلیمری به همراه بازیافت سرد در محور تهران مشهد شده است.
استفاده از پلیمر رفتار ویسکوالاستیک را تحت تاثیر قرار داده و به دلیل خاصیت ارتجاعی افزودنی تاثیر ویژه ای بر رفتار مخلوط آسفالتی میگذارد.استفاده از آسفالت اصلاح شده با پلیمر میتواند موجب کاهش ضخامت لایه شده و با توجه به عمر طولانی مدت هزینه ها را تا 20 درصد کاهش دهد. دریک نگاه جامع میتوان مزایای این روش را مقاومت در برابر موجزدگی، خستگی روسازی و فرسودگی،ترکخوردگی و… به دلیل ارتقا قدرت ارتجاعی رویه بیان کرد. اساساً بکار گیری وطرح اختلاط یک افزودنی اصلاح کننده به عوامل مختلفی وابسته است.مهمترین این عوامل در سه بخش فنی ، اقتصادی و زیست محیطی قابل طبقه بندی میباشند. استفاده از پلیمر میتواند سبب افزایش مقاومت در برابر تنش های بالا ناشی از عبور ترافیک باشد. با استفاده از افزودنی پلیمری محصولی تولید میشود که دارای حساسیت دمایی پایینتر از نوع معمولی آنست. ساخت غشا مقاوم در برابر ترک جهت کاهش ترک های انعکاسی ،ساخت قیر های ملتی گرید، افزایش چسبندگی وپیوستگی و… از مزایای اصلاح با پلیمر به شمار میرود. آسفالت پلیمری اصلاح شده بیشتر در مناطقی که به لحاظ شرایط آب و هوایی مانند منطقه صحرایی یا کوهستان، و یا دارای شرایط ترافیکی سنگین ویا دارای ویژگی خاصی مانند تقاطع ها ، بنادر ، ایستگاههای عوارضی و .. هستند توصیه میشود. بمنظور شناسایی بهتر پلیمر و خصوصیات آن معرفی از نوع ماده افزودنی پلیمری در بخش بعد آورده شده است.
- پلیمر
یک پلیمریک ملکول بزرگ است که از زنجیره ای از تعداد زیادی ملکول کوچک بنام مونومر (monomer) بدست آمده است. اگر مونومرها مشابه باشند، پلیمر را هومو پلیمر (homo polymer) می¬نامند و اگر مونومرها متفاوت باشند، آنرا کوپلیمر(co polymer) می نامند. مخصوصاٌ وقتی کوپلیمر از زنجیره مشخصی از دو ( یا بیشتر) هموپلیمر ساخته شده باشد، آنرا بلاک کوپلیمر(block copolymer) می¬نامند. پلیمرها شکلهای متفاوتی دارند. تقسیم بندی های زیادی برای مواد پلیمری وجود دارد، مانند: اصلی ( طبیعی یا مصنوعی )، ترکیب شیمیایی، ساختار ملکولی، نحوه ساخت مصنوعی. آن دسته از پلیمرها که در قیر اصلاح شده استفاده می شوند عبارتند از:
- بلوری
- خرده
- پودر
پلیمرها در دمای مختلف دارای خصوصیات متفاوتی هستند :
- دردماهای کم، رفتار پلیمر حالت شیشه ای است، سخت و شکننده است
- با بالا رفتن دما، حرکت مولکولها بیشتر می شود
- در این منطقه، پلیمر، شبه لاستیکی است
- در دماهای بالا، پلیمر، حالت سیال دارد
- سازگاری قیر و پلیمر
هر پلیمری با هر نوع قیری سازگاری ندارد. این سازگاری به حلالیت قیر و پلیمر بستگی دارد که آن نیز به نوبه خود به اختلاف حلالیت پلیمر و فاز مایع قیر و مقدار و نوع مواد چسبنده در قیر وابسته است.شکل – رفتار قیر اصلاح شده با پلیمر را نشان میدهد.
- چسبندگی و پیوستگی قیر اصلاح شده
رابطه مستقیمی بین چسبندگی و خصوصیات تغییر شکل پذیری قیر وجود دارد، بطوریکه با افزایش پیوستگی (cohesion)رفتار تغییر شکل پذیری قیر افزایش می یابد. با افزایش چسبندگی قیر اصلاح شده به مصالح، پراکندگی پلیمر در قیر بهتر می شود
بدون دیدگاه