شبکه راههاي هر کشور نقش اساسی در روند رشد اقتصادي و تعیین شاخص هاي توسعه یافتگی آن دارد. محدوديت منابع و معادن سنگي مرغوب هزینه سنگین اجراي راههاي جدید، خسارتهاي ناشی از خرابی راههاي موجود و نقایص متعدد روشهاي متداول در بهسازي، متخصصین روسازي را بر آن داشته که در جهت اصلاح روشهاي سنتی بهسازي و ارئه روشهاي نوین توأم با نوگرایی و ایجاد مشخصات مطلوبتر از نظر زمان، هزینه، دوام، کیفیت و پارامترهاي جانبی آن در تکاپو باشند.در این راستا، یکی از تکنولوژي های نوینی که پا به عرصه گذاشته، بازیافت آسفالت است.

بازیافت آسفالت در مقایسه با تهیّه آسفالت جدید ارزانتر تمام میشود.بازیافت آسفالت به روش سرد در محل یکی از روشهاي بازیابی آسفالت میباشد که در این روش براي بازیافت مصالح از حرارت استفاده نمیشود .طي دهه گذشته در كنار مقبوليت جهاني روشهاي مختلف بازيابي ، بازيافت آسفالت نيز در سالهاي اخير رشد قابل توجهي داشته و هم اكنون در اكثر كشورهاي دنيا مورد استفاده ميباشد.

 بازیافت آسفالت، استفاده مجدد از آسفالتهاي قدیمی است که قابلیت خدمت دهی اولیه خود را از دست داده است. این عمل معمولاً پس ازاجرای عملیات کندن، شخم زدن، خرد کردن لایه آسفالتی خراب همراه یا بدون بستر شنی و پس از فراوری مجدد در سطح راه و یا کارخانه، اختلاط آن با قیر امولسیون و در صورت نیاز مصالح سنگی جدید در نهایت پخش و متراکم کردن آن در سطح راه صورت میگیرد. تکنولوژي بازیابی آسفالت طی سالهاي اخیر رشد قابل توجهی داشته و هم اکنون در اکثر کشورهاي دنیا مورد بهره برداري قرار گرفته و روشها و دستگاههاي گوناگونی جهت بازیابی ابداع شده است که شرکت بهبود صنعت تامین کننده یکی از به روز ترین نمونه از این ماشین الات میباشد

 توجيه اقتصادي ، حفظ منابع طبيعي ، سازگاري با الزامات زيست محيطي و صرفه جويي قابل ملاحظه در زمان اجرا از ويژگيهاي مثبت اين تكنولوژي در راستاي بهسازي راههاست. از ديگر مزاياي اين روش مي توان به ثابت ماندن ضخامت روسازي ، جوانسازي و احياي روسازي موجود ، برطرف كردن خرابي هاي سطحي كلي و اصلاح رژيم ترك هاي موجود ، عدم نياز به افزايش ارتفاع جداول و ساير تجهيزات كناري راه و عدم نياز به دپو جهت تخليه مواد زايد ، كيفيت مطلوب پس از اجرا ، حفظ و ايجاد عبور و مرور ايمني در زمان اجراي پروژه و كم شدن آلودگيهاي محيط زيست از طريق ممانعت از حمل و نقل هاي اضافي و بكار گيري مصالح و منابع جديد مصالح سنگي و قيري را نام برد. بازيافت مصالح آسفالتي موجود به روشهاي مختلفي صورت مي پذيرد كه با وجود پراكندگي هايي كه در خصوصيات مخلوط نهايي و روشهاي اجرايي وجود دارد همگي در استفاده مجدد از مصالح داراي وجه اشتراك ميباشند. هدف اين مجموعه به نوعي معرفي انواع روشهاي مختلف بازيافت سرد درجا و بررسي مزايا و معايب آنها و توجيه تاثير افزودني هاي مورد قبول بر بازيافت سرد مي باشد.

 

خرابي روسازي

 روسازي به دلايل مختلفي خراب مي شود كه دو تا از مهمترين ايـن دلايـل اثـرات محيطـي و بارگـذاري ترافيكي است . معمولا خراب شدن روسازي بطور غير مستقيم با تشخيص كيفيت راننـدگي انـدازه گيـري مي شود ، اما موارد ساده بازديد چشمي مانند عمق گودي مسير چرخ و تـرك خـوردگي سـطحي نيـز درتعيين آن سهيم هستند . خراب شدن تدريجي روسازي به دلايل زير است :

 ـ عوامل محيطي ، باعث بروز اغلب تركهاي سطحي روسازي است. مهمترين عامل تابش اشعه فرابنفش ازخورشيد است كه باعث سخت شدگي آهسته قير مي شود. سخت شدن قير باعث كاهش الاستيسيته كـه نتيجه آن ترك خوردگي سطح آسفالت در زمان انقباض ناشي از سـرد شـدن اسـت. زمانيكـه يكپـارچگي سطح بر اثر ترك خوردن از بين برود ، به دليل نفوذ آب به روسازي ، نرخ خراب شدن روسـازي بـه مـرورزمان افزايش مي يابد.

ـ عوامل ناشي از بارگذاري ترافيكي كه باعث افزايش عمق گودي مسير چرخ و ترك خوردگي كه از درون آغاز شده است ، مي گردند. تغيير شكل بوجود آمده بر اثر عبور يك وسيله نقليـه سـبك بقـدري كوچـك است كه در برابر تغيير شكل بزرگ بوجود آمده بر اثر عبور يك وسيله نقليه سـنگين قابـل چـشم پوشـي است. عبور تعداد زيادي وسيله نقليه اثرات تجمعي داشته و تدريجاً باعث بـروز تغييـر شـكل دائمـي و يـاترك خوردگي خستگي مي شود.

 محورهاي با بار بيش از حد مجاز خرابي سازه اي در روسازي بوجود مي آورنـد كـه مقـدار آن بـه نـسبت ميزان افزايش بار نرخ افزايشي دارد.اين خرابي توسط دو مكانيزم مختلف در سازه روسازي بوجود مي آيد :

 الف ـ تغيير شكال دائمي به وجود آمده بر اثر چگالتر شدن ، بـدين صـورت كـه تنـشهاي تكـراري ناشي از بارگذاري باعث مي شود كه سنگدانه هاي مجزا از هم موجود در لايه روسازي ، به درون يكـديگرفرو رفته و نتيجتاً فضاهاي خالي موجود را كاهش مي دهند. در مصالح دانه اي چنين كاهـشي در فـضاي خالي باعث افزايش ميزان مقاومت مي شود( مصالح چگالتر مقاومت بيشتري دارند) ، لـيكن در آسـفالت عكس آن اتفاق مي افتد. كاهش در ميزان فضاي خالي موجود در آسفالت علاوه بر اينكه باعـث بـه وجـودآمدن گودي مسير چرخ مي شود ، بلكه باعث مي گردد كه قير بصورت يك سيال عمل كرده و محيطي رابوجود آورد كه بر اثر بار اعمالي چرخ ، فشار هيدروليكي توليد شده و تغيير مكان بوجود آوردن كه باعثبوجود آمدن خرابي كنار رفتگي در طول لبه گودي مسير چرخ مي شود.

  اولين استفاده از تثبيت كننده ها ، در حدود دو هزار سال پيش ، توسـط روميهـا در سـاخت راه ، گـزارش شده است. امروزه استفاده از تثبيت كنندهها براي بهبود كيفيـت مـصالح مـصرفي در راهـسازي ، امـري متداول در سرتاسر جهان شده است. تثبيت كننده ها علاوه بر افزايش مقاومـت مـصالح ، باعـث افـزايش دوام و مقاومت دربرابر آب نيز مي شوند .

 در بسياري از نقاط جهان مصالح با كيفيت خوب در ساخت جاده ها موجود نيست. هزينه ها ي قابل توجه حمل و نقل مصالح مناسب در راهسازي ، باعث بكارگيري روشها ي مختلف تثبيت و بهبود مقاومت مصالح محلي گشته است. با افزودن مقدار كمي ماده تثبيت كننده به مصالح محلي مقاومت هاي مورد نياز را كه با هز ينه كم ي همراه است ، جبران ميكند. اين روشـها در سـاخت راههـاي جديـد و در باز يافـت مـصالحموجود قابل كاربرد است. با اضافه نمودن ماده تثبيت كننده ، كيفيـت مـصالح باز يافـت شـده از روسـازي موجود بالا مي رود. بنابراين با اين روش در بهسازي سازه روسازي راهها ، نيازي به خريـد مـصالح جديـد نيست .

 

تثبيت خاك برا ي هدفها ي مختلفي به كار مي رود كه شامل :

  -1 جلوگيري موقت از فرسايش سطوح

  -2 ساخت محل ي برا ي فعاليت هاي ساخت و ساز

  -3 بهبود شرايط خاك بسترها ي ضعيف

  -4 بهسازي لایه هاي اساس كم مقاومت

  -5 كنترل شنهاي روان

  -6 بازيافت راهها ي قديمي با مصالح ضعيف

 در حال حاضر انواع زيادي از مواد تثبيت كننده در سرتاسر دنيـا اسـتفاده مـي شـوند. ايـن مـواد شـامل تركيبات شيميايي ، از قبيل كلر يد سديم ، پليمرها با زنجيره ها ي بـزرگ ، سـولفاتهاي ناشـي از توليـدات نفتي ، تثبيت كننده هاي متداولي نظير سیمان و محصولات مفيد ديگرمي باشد. تمام اين تثبيت كنندهها به منظور هدف مشتركي بكار مي روند .

 اين هدف كنار هم گذاشتن و بهم چسبانيدن ذرات جدا شده از هم ، به منظور ارتقاي ظرفيت باربر ي و يـ ا ايجاد مقاومت بيشتر در برابر اثرات آب است. برخي روشها ي تثب يت ، براي مصالح خاص موثرتر از سايرين هستند. بعضي از آنها مزيت اقتصاد ي نسبت به سايرين دارند. ليكن بكارگ يري آنها اغلب ، بـا اسـتفاده ازماشين آلات مدرن نتيجه بهتر ي مي دهند .

 توليدات جد يد مواد تثبيت كننده توسعه يافته اند ليكن نوآوري در اين زمينه ها بايد هميشه تداوم داشته باشد .زيرا يك ماده تثبيت كننده بهترين گزينه برا ي همه كاربردها نيست. اين مهندس ين هستند كـه بـا ديدي باز ، بايد بهترين گزينه را در مورد هر پروژه انتخاب نمايند

  

مزایای بازیافت سرد

 ارزیابی مصالح آسفالتی یک اندیشه جدید نیست. اولین کاري که در این زمینه انجام گرفت به سال 1920 میلادي بر میگردد. در این پژوهش آقاي تیلور از دانشگاه لندن مامور بررسی خیابانهاي شهرهاي سنگاپور شد. او در تحقیقات خود دریافت که میتوان روسازيهاي قدیمی را که سخت شده اند، با اضافه کردن مصالح جدید دوباره به کار گرفت.در ایران اولین مطالعات در خصوص بازیافت آسفالت به دهه هفتاد بر میگردد.

 حفظ منابع طبیعی، کاهش هزینه ساخت، جلوگیري از افزایش آلودگی محیط زیست، ازدیاد استقامت روسازي موجود قبل از روکش و اصلاح خرابیهاي سطحی، پارهاي از مزایاي این تکنولوژي محسوب میشود

 خصوصیات مخلوطهاي بازیافتی تحت تأثیر خصوصیات و میزان مصرف آسفالت قدیمی در مخلوطهاي بازیافته میباشد و در این خصوص دانشمندان و محققین متعددي نشان داده اند که خصوصیات ساختمانی مخلوطهاي بازیافتی، در بعضی موارد حتی بهتر از مخلوطهاي آسفالتی جدید است بسته به نوع مصالح موجود روسازي، شرایط آب وهوایی، امکانات و دستگاههاي موجود و سایر پارامترها از مواد افزودنی مختلفی نظیرسیمان، آهک و یا انواع چسباننده هاي شیمیایی، قیرهاي امولسیونی یا کف قیر، آب و درصورت نیاز مصالح سنگدانه اي جدید، میتوان نسبت به بهبود و اصلاح مشخصات فنی مصالح قدیمی اقدام نمود.با توجه به توضیحات فوق اجراي لایه اساس قیري با استفاده از بازیافت سرد در جا با قیر امولسیون در قیاس با اجراي روکش گرم ، نتایج مطلوبتري را از لحاظ فنی، اقتصادي و زیست محیطی حاصل می نماید.در زیر به چند نمونه از مزایای کلی بازیافت اسفالت اشاره شده است:

• حفظ منابع طبیعی به دلیل استفاده مجدد از مصالح موجود
• کاهش مخارج بهره برداری و نگه داری راه
• صرفه جویی در مصرف انرژی
• عدم نیاز به احداث راه دسترسی و انحرافی
• کاهش و جلوگیری از آلودگی محیط زیست
• افزایش کیفیت روسازی بدون افزایش ضخامت آن
• تثبیت و تقویت مصالح دانه ای و غیر آسفالتی

• حذف کلیه ترک های انعکاسی و حرارتی روسازی

• افزایش مقاومت سیستم روسازی در مقابل یخبندان و رطوبت از طریق تبدیل غیر آسفالتی موجود به اساس تثبیت شده قیرییا سیمانی
• کاهش تردد کامیون‌های سنگین عملیات راهسازی از روی محور موجود یا از روی محور بهسازی شده به ویژه در فرایند بازیافت درجا
• عدم نیاز به احداث راه دسترسی و انحرافی باز نگهداشتن راه بر روی استفاده کنندگان
• عدم نیاز به محل تخلیه و انبار کردن مواد زائد

  

انواع بازیافت سرد

 

-1 بازیافت درجا:

در این روش کلیه عملیات بازیابی به صورت درجا و در محل با یک سری ماشین آلات، پشت سر هم انجام می شود.

از زمان بحران نفت در اواسط دهه ی هفتاد میلادی، هنگامیکه هزینه ی ساخت بالا رفت و علی الخصوص قیمت قیر گران شد،بازیافت آسفالت یکی از مهمترین گزینه ها در امر نگهداری و ساخت جاده ها می باشد. اصول در ابتدا مصالح بازیافت شده یآسفالت در جاده هایی با ترافیک سبک استفاده می شدند، پس از سال ها تجربه های قابل توجهی کسب شد و امروزه روش های بازیافت برای جاده هایی با ترافیک سنگین نیز پیشنهاد می شود و میزان بازیافت می تواند نزدیک به 100 ٪ باشد.

هر جاده ای که نیار به بازسازی یا روکش جدید دارد یک گزینه برای بازیافت می باشد. در طول سالها روش های مختلفی برای بازیافت آسفالت گسترش یافته اند که هرکدام از آنها به کارهای خاصی اختصاص یافتند.

اغلب اوقات به بازیافت آسفالت در محل، "بازیافت درجای آسفالت" نیز گفته می شود. و می تواند به عنوان بازیافت آسفالت در محل سرد یا احیای تمام عمق اجرا شود. گاه گاه به ،Repaving( دوباره فرش کردن ،) (دوباره مخلوط کردن ) Remixing بازیافت سطح " نیز گفته می شود. " Repaving و Remixing فرایندی است که در آن سطح سنگدانه ای روسازی تراشیده آسیاب یا شکافته می شود. سپس مواد قیری و دیگر افزودنی ها به مصالح احیا شده اضافه Remixing شده و قبل از پخش و متراکم کردن آسفالت بازیافت شده با هم مخلوط می شوند. در عملیات بازیافت در محل، نیاز به حمل و نقل و ذخیره سازی به حداقل می رسد. روسازی بازیافت شده اغلب توسط آسفالت تازه پوشانده می شود.

-2 بازیافت کارخانه ای:

در این روش ابتدا مصالح موجود سطح روسازی کنده شده و به کارخانه مرکزی حمل می شود و پس از خرد کردن، فراوری شدن و میکس شدن با قیر و مواد دیگر دوباره به محل پروژه حمل شده و پخش و متراکم می شود.

 در مدت بازیافت آسفالت در کارخانه، آسفالت احیا شده با عامل چسباننده جدید و/یا آسفالت تازه مخلوط می گردد بازیافت در کارخانه می تواند با توجه به حرارت مود نیاز به بازیافت سرد، گرم و داغ تقسیم شود. عموما یک کارخانه آسفالت نیازمند تغییرات اندکی به منظور آمادگی برای بازیافت آسفالت میباشد، اما تکنیک های پیچیده بیشتری نیز تشریح شده است که نیاز به سرمایه گذاری بیشتری دارد آسفالت احیا شده از آسیاب کردن، شکافتن یا شکستن رویه آسفالت بدست می آید. اغلب درعملیات نگهداری راه، برای ثابت نگه داشتن سطح روسازی در یک تراز معین نسبت به پیاده رو و یا پاکسازی سازه ای قبل از جایگزینی یک رویه جدید، عمل آسیاب کردن مورد استفاده قرار می گیرد. مصالح آسیاب شده آماده مصرف، کامل تمیز و نسبتا یکنواخت هستند. آسفالتی که از شکافتن بدست آمده است، برای مثال در برداشتن کامل روسازی، می بایست از خاک و امثالهم پاک گردد. مسافت طولنی حمل مصالح از به کارخانه آسفالت می تواند هزینه های قابل توجه و تاثیرات زیست محیطی داشته باشد. بازیافت داغ در کارخانه در مناطق شهری متداول میباشد..

به غیر از استفاده مستقیم، مصالح احیا شده نیازمند انبار شدن می باشند. برای اینکه مصالح یکنواخت باقی بمانند می بایست انواع مختلف مخلوط، در توده های جداگانه نگهداری شوند، شیوه ممکن دیگر برای دست یافتن به یک نواختی در مصالح احیا شده این است که مصالح را کامل با هم مخلوط نموده که در نتیجه خواص مقاومتی بیشتری بدست می آید. در طول مدت ذخیره معمول لایه خارجی توده به هم می چسبد و در حقیقت بیشتر مصالح دست نخورده باقی می مانند.بهتر است در برابر تابش مستقیم نور خورشید و رطوبت نیز محافظت شود. مصالح شکافته شده و دوباره انبار شده می بایست قبل از مصرف شکسته شوند.

در بازیافت آسفالت داغ، آسفالت احیا شده می تواند پس از استوانه دوار، در میانه ی آن و یا در یک استوانه ای موازی به دستگاه خورانده شود. به منظور جلوگیری از بروز مشکلاتی در هنگام گرم کردن مصالح در درجه حرارت های بالا، آسفالت احیا شده می بایست قبل از مخلوط کردن خشک شود.

کارخانه آسفالت مرکزی جهت عملیات بازیافت سرد باید که مجهز به ماشین آلات و وسایل مختلفی از جمله سنگ شکن، تسمه نقاله با سیلوهای تغذیه مصالح خرده آسفالتی، سیستم مکانیزه و دقیق جهت افزودن آب به مخلوط در شرایط مصرف کف قیر یا امولسیون قیر و مواد مضاف هیدرولیکی و شیمایی ، سیلوی ذخیره آسفالت و سایر دستگاه‌های مورد نیاز باشد همچنین می تواند به وسایل مخصوصی که برای به حداقل رساندن پیری قیر، همچنین جلوگیری از انتشار هیدروکربن و گرد و غبار طراحی شده اند نیز مجهز شود. برای مثال می توان از استوانه مخلوط کن با جریان بر عکس و گرم کننده ماکروویو نام برد، اینها اجازه می دهند تا 100 ٪ آسفالت احیا شده، بازیافت شود.

سنگدانه ها بیشتر از عامل چسباننده امواج را جذب می کنند که این امر پیری قیر را به حداقل می رساند. در هر حال به انرژی الکتریسیته زیادی در این روش از حرارت دهی نیاز میباشد که محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد.

از روش کارخانه‌ای در شرایطی استفاده می‌شود که حجم مصالح بازیافتی بستر زیاد بوده یا برای تهیه مخلوط‌، کنترل دقیقی در تمامی مراحل تولید آسفالت مورد نظر باشد در حالی که مدت زمان اجراي این عملیات ، طولانی بوده و این موضوع با توجه به محدودیت ترافیکی ، مساله ساز خواهد بود.

 

معرفی دستگاه بازیافت سرد درجا آسفالت

 دستگاه بازیافت سرد درجا (CIR) می تواند برای بازسازی لایه آسفالتی به صورت پیوسته و در دمای محیط بکار رود. بازیافت آسفالت قدیمی، خورد کردن و اختلاط آن با قیر امولسیون، آب و سایر افزودنی و نهایتا پخش مخلوط آسفالتی جدید به صورت همزمان صورت می گیرد. این دستگاه یک ابزار خاص و توانمند جهت صرفه جویی در هزینه بازیافت آسفالت است.

 

مهم ترین ویژگی ها:

 1-     اجزا اصلی بکار رفته در این دستگاه از قبیل سیستم هیدرولیک، گیربکس ها و ... از برندهای مشهور دنیا هستند. که این امر قابلیت اطمینان دستگاه را بیشتر می نماید.

 2-      بهره گیری از موتور پرقدرت کامینز با خروجی یکنواخت سبب عملکرد خوب دستگاه شده است.

 3-     سیستم هیدرولیک چهار چرخ به نحوی طراحی شده است که در شرایط مختلف کارآمد باشد. فرمان پذیری چرخ های جلو و عقب و همه به صورت همزمان میسر است. فرمان قابل انعطاف و سرعت حرکت آن سبب می شود تا در راه های باریک نیز به راحتی قابل بکارگیری باشد.

 4-     آسفالت تراش توسط یک سیستم هیدرولیک پرقدرت کار می کند و جهت جلوگیری از انتقال تنش ها از یک نوار وی شکل استفاده شده است.

 5-     جهت کنترل عملکرد دستگاه از سنسورهای زیادی بهره گرفته می شود، سنسورهایی از قبیل سنسورهای اولتراسونیک، سنسور زاویه چرخش، سنسورهای جابجایی مغناطیسی و غیره.

 6-     کنترل دقیق جریان مواد (مقدار آب و قیر) و کنترل تناسب اختلاط سبب می شود تا بهترین کیفیت اجرا شاهد باشیم.

 روشهای نوین بهسازی در راهها را، که متکی بر استفاده از مصالح موجود و بازیابی آن می باشد، می توان به عنوان جایگزینی مناسب براي بهسازی به شیوه هاي سنتی جاری در راههاي کشور استفاده نمود. تحلیل های اقتصادی نشان می دهد که درصورت استفاده مجدد از مصالح موجود که موجب کاهش مصرف مصالح جدید می شود، کاهش هزینه هاي حمل و دپوی مصالح، کاهش مصرف انرژي، کاهش آلودگی های زیست محیطی، کاهش زمان اجراي پروژه و در نتیجه کاهش هزینه بهسازي راه و غیره را بدنبال داشته و لذا روش های نوین بهسازی در قیاس با روشهای سنتی از دیدگاه اقتصادی نیز بسیار با صرفه تر خواهد بود. از نظر مشخصات فنی به دلیل تثبیت مصالح ضعیف و اصلاح مصالح و اجرای لایه بازیافت شده با قیرامولسیون، خرابی های موجود بصورت بنیادی رفع شده و عملکرد بهتر روسازی را فراهم خواهد آورد. اجراي لایه اساس قیري با استفاده از بازیافت آسفالت به روش سرد با قیرامولسیون در قیاس با اجراي روکش گرم و بهسازي های معمول ، نتایج مطلوبتری را از لحاظ فنی، اقتصادي و زیست محیطی حاصل مینماید