بخشی از مقاله
1. مقدمه
امروزه ضرورت توجه به محیط زیست و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی در هر زمینه ای الزامی است. با افزایش روزافزون تقاضای ترافیک، نیاز به افزایش محورهای ارتباطی به ویژه راه های زمینی حس می شود ولی از طرفی انجام پروژه های راهسازی علاوه بر داشتن هزینه بالا، مستلزم وجود حجم وسیعی از مواد اولیه خام ومصرف مقدار زیادی انرژی است. در همین راستا در کشورهای مختلف همواره تلاش هایی برای ابداع روش های نوین در جهت کاهش اثرات منفی زیست محیطی ناشی از فعالیت های راهسازی صورت گرفته است.
از آنجا که بیشتر راه های ساخته شده در تمامی نقاط دنیا آسفالتی است و از جمله در کشور خودمان حدود %70 راه های ارتباطی آسفالتی می باشد[1]، بحث بیشتر افراد و همچنین این پژوهش بر سر کاهش اثرات مخرب زیست محیطی ناشی آسفالت سازی است. در این مقاله نیز به بررسی دو رویکرد متداول در جهت کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از فعالیت های راهسازی، پرداخته می شود.
یکی از این رویکرد ها استفاده از مواد بازیافتی یا افزایش کیفیت مصالح در راستای کاهش نیاز به مواد خام اولیه بوده و دیگری نیز تلاش در جهت کاهش مصرف انرژی بکار رفته در عملیات راهسازی است. از راهکارهای اصلی در زمینه کاهش مصرف انرژی عملیات راهسازی می توان به پایین آوردن دمای تولید آسفالت اشاره نمود. به طور کلی آسفالت ها بر اساس دمای تولید به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:
الف- مخلوط آسفالتی سرد3 که در دمای زیر 40 درجه سانتی گراد تولید می گردد.
ب- مخلوط آسفالتی نیمه گرم4 که در دمای بین 60 تا 95 درجه سانتی گراد تولید می گردد.
پ- مخلوط آسفالتی گرم5 که در دمای بین 100 تا 150 درجه سانتی گراد تولید می گردد.
ت- مخلوط آسفالتی داغ1 که در دمای بیش از 150 درجه سانتی گراد تولید می گردد. همانگونه که در دسته بندی فوق ذکر شده برای تولید مخلوط آسفالتی گرم دمای تولید پایین تری نسبت به مخلوط آسفالتی داغ - که متداول ترین نوع آسفالت مورد استفاده در راهسازی است - ، مورد نیاز است که این امر خود باعث کاهش مصرف انرژی و درنتیجه کاهش تولید گازهای گلخانه ای می گردد.[2]
2. پیشینه تحقیق
یکی از راه های متداول در راستای کاهش اثرات منفی زیست محیطی ناشی از ساخت رویه های آسفالتی، استفاده از مواد بازیافتی است. برای مثال در کشور های بلژیک، نروژ، آلمان و هلند بررسی های بسیاری برای استفاده از ضایعات ساختمانی در لایه های اساس یا زیر اساس راهسازی انجام شده است. مولنار و ون نیکرک - - 2002 در لایه های روسازی از مصالح سنگی تثبیت نشده متشکل از مصالح بازیافتی، استفاده کرده و تأثیر دانه بندی، ترکیب و درجه تراکم این مصالح را مورد مطالعه قرار دادند و نتیجه گرفتند که بهتر شدن دانه بندی و ترکیب و افزایش درجه تراکم مواد باعث بهبود خواص مکانیکی لایه های روسازی شده ولی از همه مهمتر درجه تراکم است؛ چراکه در واقعیت کنترل بیشتری روی این مورد نسبت به بقیه وجود دارد.[3]
با استفاده از خرده های بتن ضایعاتی در لایه زیر اساس تثبیت شده در یکی از راه های مالاگای اسپانیا، نشان دادند که امکان استفاده از این ضایعات وجود دارد. امکان استفاده از مصالح بتنی بازیافت شده و آجر رسی خرد شده در زیر اساس راه توسط پون و جان - - 2006 بررسی گردید. طبق نتایج بدست آمده، استفاده صد درصد از بتن بازیافتی در مقایسه با مصالح طبیعی در این لایه، باعث افزایش رطوبت بهینه و کاهش وزن مخصوص خشک حداکثر می شود.[4] هم چنین شرکت - 2015 - Toner Pave با همکاری شرکت ارائه دهنده خدمات زیر بنائی جاده سازی سیدنی2، برای تولید آسفالت گرم مورد نیاز در راه سازی کشور استرالیا از ترکیب ضایعات تونرھای پرینتر با نفت خام بازیافت شده استفاده کردند که استفاده از این ترکیب باعث کاهش 40 درصدی مصرف انرژی می شود.[5]
3. آسفالت بازیافت شده3
در صورتی که در پایان عمر مفید راه، بوسیله ماشین هایی سطح آسفالت را برای استفاده مجدد خرد کنند، آسفالتی حاصل میشود که به آن آسفالت بازیافت شده - RAP - می گویند.[6] مواد اولیه آسفالت بازیافت شده را می توان از منابع زیر بدست آورد:[7]
1. کل عمق روسازی راه
.2 ضایعات تولید شده در ساخت آسفالت داغ
.3 تراشیدن لایه های آسفالت داغ تا عمقی مشخص
قبل از استفاده از RAP در روسازی راه باید روی آن پیش تصفیه ای صورت بگیرد تا در نهایت مواد یکنواخت تری بوجود آید. برای گرفتن ناخالصی ها، آسفالت بازیافت شده را غربال می کنند که به این روش Closed Loop Recycling گفته می شود. به طور کلی آسفالت های جدید ساخته شده با استفاده از آسفالت بازیافتی، ترکیبی از مواد اولیه خام و درصدی RAPمی باشد. به منظور بکارگیری RAP در روسازی راه، روش ساده ی اضافه کردن سرد استفاده می شود که در این روش آسفالت های بازیافت شده به صورت سرد با مواد اولیه که از قبل حرارت دیده اند و دمای بالایی نیز دارند مخلوط می گردند.[2] استفاده از آسفالت بازیافت شده مزایای زیر را دارد:[7]
.1 کاهش هزینه ها
.2 کاهش استفاده ار منابع طبیعی
.3 کاهش آسیب به روسازی جاده های دیگر بخاطر کمتر شدن نیاز به حمل مواد اولیه جهت روسازی راه
.4 کاهش مصرف سوخت به دلیل کمتر شدن نیاز به حمل مواد اولیه
.5 عدم افزایش ضخامت روسازی راه
براساس مزیت های بیان شده، استفاده از آسفالت بازیافت شده می تواند تا 23 درصد اثرات منفی زیست محیطی ناشی از عملیات راهسازی را کاهش دهد، که این امر گامی بزرگ در راستای توسعه پایدار می باشد.[6] تا به امروز کشورهای زیادی از جمله هند و بلژیک از این فناوری در روسازی راه ها بهره برده اند. اما نکته قابل توجه این است که درصد محدودی از RAP را می توان در ساخت آسفالت های جدید بکار گرفت. هیل و همکاران - - 2011 به این نتیجه رسیده اند که حداکثر بین 10 تا RAP %30 را می توان در ترکیب آسفالت جدید مورد استفاده قرار داد. چرا که استفاده بیش از حد از از RAP می تواند باعث کاهش کیفیت جاده و ایجاد ترک های زیاد به دلیل افزایش سختی روسازی، گردد.[8]
4. مخلوط آسفالتی گرم1
برای تهیه آسفالت بتنی داغ که کاربرد آن بسیار متداول است، نیاز به حرارت زیادی می باشد. این حرارت بالا خود اثرات مخرب زیست محیطی متعددی را به دنبال دارد. یکی از راه های کنترل این اثرات استفاده از آسفالت گرم می باشد که برای تهیه آن سه روش پیشنهاد شده است:
1. استفاده از افزودنی های آلی
2. استفاده از افزودنی های شیمیایی
3. انجام فرایند های فوم بر پایه آب
که هدف از سه روش مذکور کم کردن ویسکوزیته قیر در دماهای پایین می باشد.[2] دمای تولید مخلوط آسفالتی گرم تا 30 درجه سانتی گراد کمتر از دمای تولید مخلوط آسفالتی داغ می باشد که این کاهش دما خود مزایای بسیاری در راستای کاهش اثرات مخرب زیست محیطی از جمله کاهش مصرف سوخت و متعاقب آن کاهش تولید گازهای گلخانه ای دارد.
