بازیافت سرد آسفالت
بازیافت سرد آسفالت
مقدمه
بازیافت سرد آسفالت شامل عملیات کندن، شخم زدن، تراشیدن و خرد کردن مصالح لایه آسفالتی با قشر اساس و زیراساس موجود یا بدون آنها، می شود که ضخامت قشر مورد بازیافت در نقشه های اجرائی نشان داده شده است. این مصالح بعد از فرآوری مجدد در محل پروژه و در سطح راه و یا در یک کارخانه آسفالت مرکزی و اختلاط با مواد قیری نظیر امولسیون قیر و یا کف قیر با یا بدون مواد مانند سیمان، آهک و یا خاکستر بادی و در صورت لزوم مصالح سنگی جدید در دمای محیط و بدون استفاده از حرارت بازیافت و نهایتا محصولی تولید می شود که عملکرد سازه ای دارد در سطح راه پخش و متراکم می شود. این قشر معمولا به تناسب شرایط ترافیکی محور با بتن آسفالتی یا آسفالت سطحی روکش می شود.
این روش ها در ساخت راه های جدید و در بازیافت مصالح موجود قابل کاربرد است. با اضافه نمودن ماده تثبیت کننده، کیفیت مصالح بازیافت شده از روسازی موجود افزایش می یابد. بنابراین با این روش در بهسازی سازه و بهسازی راه ها، نیاز به تهیه مصالح جدید نیست. در حال حاضر انواع زیادی از مواد تثبیت کننده در سرتاسر دنیا استفاده می شوند. این مواد شامل ترکیبات شیمیایی، از قبیل کلرید سدیم، پلیمرها با زنجیره های بزرگ سولفات های ناشی از تولیدات نفتی، تثبیت کننده های متداولی نظیر سیمان و محصولات مفید دیگر می باشد. هدف از این فرآیند کنار هم گذاشتن و چسبانیدن ذرات جدا شده از هم به منظور ارتقاء ظرفیت باربری و یا بهبود مقاومت در برابر اثرات آب است. تولیدات جدید مواد تثبیت کننده توسعه یافته اند، لیکن نوآوری در این زمینه ها باید همیشه تداوم داشته باشد. زیرا یک ماده تثبیت کننده بهترین گزینه برای همه کاربردها نیست. این مهندسین هستند که با دیدی باز بهترین گزینه را در مورد هر پروژه انتخاب می نمایند. در این گزینش عوامل زیر موثر هستند:
الف) هزینه: هزینه واحد تثبیت (سانتی متر بر مربع x واحد قیمت= قیمت تمام شده) اغلب به عنوان اولین فاکتور مد نظر است.
ب) دردسترس بودن: برخی انواع تثبیت کننده ها ممکن است دربرخی مناطق موجود نباشند. به عنوان مثال امولسیون قیری در برخی از کشورها تولید نمی شود.
ج) خصوصیات مصالح: برخی از تثبیت کننده ها برای یک نوع مصالح خاص موثرتر از سایرین هستند. به عنوان مثال آهک به همراه سیمان برای خاک های با خاصیت خمیری یاد، بهترین گزینه برای تثبیت است.
د) سیاست اتخاذ شده: برخی موسسه های راهسازی سیاست مشخصی برای استفاده از تثبیت کننده های خاص دارندکه اغلب تحت تاثیر تجربیات قبلی آنها است.
مواد چسباننده به یکدیگر شامل قیر و سیمان و... به وفور یافت می شود.
ماشین آلات لازم جهت اختلاط مصالح و مواد چسباننده وجود دارد.
کیفیت بالای تثبیت با این مصالح اثبات شده است و عملکرد آنها موفقیت آمیز بوده است.
استفاده از این مصالح توجیه اقتصادی دارد.
امتیازات بازیافت سرد
- کاهش و جلوگیری از آلودگی زیست محیطی.
- حفظ منابع طبیعی از طریق استفاده مجدد از مصالح موجود.
- صرفه جویی در مصرف انرژی و امکان استفاده از مصالح سنگی سرد و مرطوب.
- امکان استفاده و اصلاح مصالح سنگی لایه های غیر چسبنده روسازی با دامنه خمیری زیاد.
- افزایش کیفیت روسازی با حفظ رقوم پروژه و بدون افزایش ضخامت روسازی.
- تثبیت و تقویت مصالح دانه ای و غیر آسفالتی روسازی از طریق افزودن مواد قیری.
- حذف کلیه ترک های انعکاسی و حرارتی روسازی.
- افزایش مقاومت سیستم روسازی در مقابل یخبندان و رطوبت از طریق تبدیل مصالح غیرآسفالتی موجود به اساس تثبیت شده قیری و یا سیمانی.
- کاهش تردد کامیون های سنگین عملیات راه سازی از روی محور موجود و یا از روی محور روسازی شده به ویژه در فرآیند بازیافت درجا.
- عدم نیاز به احداث راه دسترسی و انحرافی از طریق باز نگهداشتن راه به روی استفاده کنندگان.
- عدم نیاز به محل تخلیه و انبار کردن مواد زائد.
- تامین اهداف بهسازی.
- کاهش مخارج بهره برداری و نگهداری راه.
- سرعت اجرای طرح.
مزایای بازیافت سرد از لحاظ اقتصادی محیطی
1- محیطی: از کلیه مصالح روسازی موجود مجددا استفاده می شود. پس از بازیافت محل های دپوی مصالح زائد و باطله به وجود نیامده و استفاده از مصالح جدید و در نتیجه هزینه پروژه حداقل می گردد. این امر (عدم استفاده از مصالح جدید) اثرات آلوده کننده، آوردن مصالح از محل های قرضه و معادن سنگ در حواشی شهرها را کاهش می دهد. هزینه های مربوط به حمل و نقل نیز کاهش می یابد. بنابراین انرژی به واسطه عدم تردد و استفاده از ماشین آلات سنگین مخصوص حمل مصالح، بسیار کمتر خواهد بود.
2- کیفیت لایه بازیافت شده: دستیابی به کیفیت بالا زمانی است که مصالح با آب و ماده تثبیت کننده مخلوط شوند. اختلاط بسیار خوب زمانی که مصالح در محفظه اختلاط با یکدیگر مخلوط شوند پدید می آید.
3- بهبود سازه ای: بازیافت سرد باعث تولید لایه های ضخیم و به هم چسبیده ای میگردد که همگن بوده و سطح ضعیف بین لایه های نازکتر روسازی، همانند روسازی های متداول سنتی نیست.
4- عدم خرابی در خاک بستر: در مقایسه با تثبیت روسازی با تجهیزات معمولی، خرابی بسیار کمتری در خاک بستر حتی در خاک بستر های با کیفیت پایین به وجود می آید. معمولا بازیافت سرد با یک بار عبور ماشین بازیافت کننده انجام می شود و یا در حالت استفاده از ماشین های دارای چرخ لاستیکی بادی تنها یک بار عبور ماشین از روی سطح خاک بسته کافی است. زمانی که از تجهیزات معمولی استفاده می گردد خاک بستر تحت تنش های تکراری بالا قرار می گیرد و اغلب باعث جابهجایی و تورم شده و نیاز به حفاری و خاکریزی مجدد با مصالح مرغوب خواهد داشت.
5- زمان اجرای کوتاه تر: ماشین آلات بازیافت کننده مدرن دارای نرخ تولید بالایی هستند که این امر باعث کاهش قابل ملاحظه زمان اجرا در مقایسه با گزینه های تثبیت دیگر می گردد. زمان اجرای کوتاه سود مناسبی برای استفاده کننده از جاده از لحاظ طول مدت بسته بودن ترافیک دارد.
6- ایمنی ترافیک: یکی از مهمترین فواید این روش رسیدن به ایمنی ترافیک بالاست. ماشین بازیافت کننده به طور کامل در عرض یک باند قابل کاربرد است.
7- صرفه جویی هزینه ای: فواید اشاره شده در بالا نشان دهنده آن است که عملیات بازیافت سرد بهترین گزینه بهسازی روسازی از لحاظ صرفه جویی هزینه ای است.
ویژگی های افزودنی مهم در بازیافت سرد
1- سیمان: به طور کلی مزایای عمده استفاده از این ماده به عنوان افزودنی در روش بازیافت سرد درجا CIPR (Cold In Place Recycling ) شامل موارد زیر است:
- امکان استفاده از سیمان به صورت دوغاب یا پخش آن در جلوی دستگاه بازیافت بسته به نیاز پروژه و نیز شرایط اقلیمی منطقه (در مناطق شهری به دلیل حفظ محیط زیست معمولا از دوغاب سیمان استفاده می شود).
- ارزان تر بودن نسبی روش در قیاس با افزودنی های قیرآبه ای (امولسیون قیر).
- افزایش مقاومت مخلوط بازیافتی در مقابل رطوبت.
- اما از سوی دیگر در قیاس با سایر افزودنی ها مشکل عمده استفاده از سیمان مسئله ترک های انقباضی است که در صورت عدم دقت کافی در طرح اختلاط مخلوط بازیافتی بروز آنها محتمل خواهد بود.
2- امولسیون قیر: به طور کلی مزایای استفاده از این ماده به عنوان افزودنی در روش بازیافت سرد درجا CIPR شامل موارد زیر است:
- کاربرد آسان تر آن در سیستم مخلوط کن دستگاه بازیافت سرد درجا.
- مخلوط بازیافتی حاصل در برابر خستگی انعطاف پذیر و مقاوم بوده و بروز ترک ها در آن به کندی صورت می پذیرد.
- قبل از عمل آوری در برابر رطوبت مقاوم است.
اما از سوی دیگرمعایب عمده این افزودنی به نسبت سایر افزودنی ها موجود شامل موارد زیراست:
- در ایران دسترسی به امولسیون به دلیل عدم تولید انبوه آن در داخل کشور مشکل است و با توجه به اقدامات انجام گرفته اطلاعات جدید در خصوص تولید قیر امولسیون در ایران بایستی اضافه شود.
- در سطح اکثر کشورهای دنیا معمولا امولسیون قیر از سیمان گران تر است.
- تعیین فرمول مناسب به لحاظ سازگاری میان قیرآبه با مواد بازیافتی مشکل بوده و نیاز به دقت های بالا در طراحی دارد.
- تعیین زمان مناسب شکستن امولسیون هنگام اختلاط و تراکم به دقت های بالا نیاز دارد و از اهمیت زیادی برخوردار است.
- به دلیل وجود آب مضاعف بر رطوبت بهینه در مواد بازیافتی امکان تورم لایه بازیافتی وجود دارد.
- به دلیل نیازهای مضاعف طراحی و مشکلات اجرای قسمت لایه بازیافتی محدود بوده و از این افزودنی معمولا در بازیافت نیمه عمیق (تا ضخامت حداکثرcm 25) استفاده می شود.
3- مخلوط امولسیون قیر با سیمان:
به طور کلی مزایای عمده استفاده از این مخلوط عبارتست از:
- کاربرد آسان آن در مخلوط کن دستگاه بازیافت سرد درجا.
- پایداری بیشتر ترکیب امولسیون قیر و سیمان در برابر بارگذاری ترافیک.
- عمل آمدن سریع مخلوط.
- در این روش به نسبت روش استفاده از قیرآبه (به تنهایی) مقاومت مخلوط در برابر رطوبت بسیار بیشتر است.
- با اعمال روش های طراحی صحیح می توان ترک های انقباضی را کاملا کنترل کرد.
از سوی دیگر معایب عمده این ترکیب عبارتند از:
- هزینه این مخلوط معمولا از استفاده از افزودنی های سیمان و قیرآبه گران تر است.
- تنظیم دقیق شکستن امولسیون به هنگام اختلاط با مصالح بازیافتی مشکل بوده و از اهمیت خاصی برخوردار است.
- امکان شکستن پیش از موعد قیرآبه در اثر مجاورت با سیمان وجود دارد.
- نیاز به دقت های مضاعف در طراحی و اجرا.
- محدود بودن ضخامت لایه بازیافتی.
