روش های بازیافت آسفالت
مقدمه:
از زمان بحران نفت در اواسط دهه ی هفتاد میلدی، هنگامیکه هزینه ی ساخت بال 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. استفاده دوباره از آسفالت به این معناست که پیچیدگی عملیات نگهداری افزایش یافته و تمیز دادن مواد بازیافت شده از تازه بسیار مشکل می شود. در طول دوره سرویس عامل چسبنده قدیمی کهنه شده و سنگدانه ها از هم جدا م یشوند، علوه بر این، عملیات احیا می تواند منجر به غیر یکنواخت شدن مصالح روسازی بازیافت شده شود. و سرانجام مسئله سلمت کارگران از لحاظ بخار قیر در آسفالت بازیافت شده نیز باید مد نظر قرار گیرد. در نتیجه بازیافت آسفالت در مقایسه با تولید آسفالت تازه، کاری با شرایط خاص، بسیار مشکل و نیازمند آگاهی و تجربه زیادی م یباشد.
در طی این سالها، تعدادی گزارش اجرایی از تکنولوژی های جدیدی که در زمینه بازیافت آسفالت بیشتر متداول شده، منتشر شده است. این مقاله مروری است بر این مقالت با تمرکز بر خواص و عملکرد مصالح آسفالت بازیافت شده )از اساس قیر(.موضوع اصلی این مقاله جمع آوری اطلعات مربوط به مصالح در آسفالت بازیافت شده، که منجر به استفاده بهینه از آسفالت موجود شود، می باشد. به هر حال عموما این مقاله دیدگاه اجرایی را شرح می دهد و به جنبه ی بنیادی بازیافت آسفالت نمی پردازد.
روش ها و استراتژی های بازیافت آسفالت:
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. در مقاله دسته بندی های مختلفی از بازیافت یافت می شود، یک نمونه از این دسته بندی ها بر اساس مکان انجام فرایند بازیافت )در محل، در کارخانه( می باشد. عامل دیگری که برای دسته بندی روش های بازیافت مورد استفاده قرار می گیرد مربوط می شود به میزانی که مصالح بازیافت شده گرم 120 ( تقسیم C˚ و داغ ) بالتر از )C˚120- 70 (، گرم ) بین 70 C˚ می شوند. در این مورد، روش ها به بازیافت سرد )زیر می شوند. ادامه این مقاله تشریح روش هایی است که به منظور بازیافت آسفالت مورد استفاده قرار می گیرند.
بازیافت آسفالت در کارخانه:
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 م یباشد، اما تکنیک های پیچیده بیشتری نیز تشریح شده است که نیاز) به سرمایه گذاری بیشتری دارد )دکر 1997 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 م یباشد. استفاده از کارخانه آسفالت سیار می تواند نیاز به حمل و نقل را محدود کند.
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 لیه 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. استعداد تراوش مواد مضر از توده، توسط لرسن برسی شده است. به طور کلی در آسفالت معمولی سطح خطرناکی از مواد آلوده کننده و سمی بدست نیامده است. به هر حال، آب تراوش شده از آسفالت قیری و شن روغنی شامل مقادیر زیادی و اثرات سمی دارد )اندازه گیری شده توسط تست باکتری میکروتکس( )PAH( هیدروکربن پلی آروماتیک می باشد
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 مشکلتی در هنگام گرم کردن مصالح در درجه حرارت های بال، آسفالت احیا شده می بایست قبل از مخلوط کردن خشک شود.
کارخانه آسفالتی که به منظور بازیافت مجهز شده است همچنین می تواند به وسایل مخصوصی که برای به حداقل رساندن پیری قیر، همچنین جلوگیری از انشار 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 م یباشد که محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد.
بازیافت آسفالت در محل:
اغلب اوقات به بازیافت آسفالت در محل، "بازیافت درجای آسفالت" نیز گفته می شود. و می تواند به عنوان دوباره مخلوط کردن ) بازیافت آسفالت در محل سرد یا احیای تمام عمق اجرا شود. گاه گاه به ،)Repaving( دوباره فرش کردن ،)Remixing بازیافت سطح " نیز گفته می شود. " Repaving و Remixing فرایندی است که در آن سطح روسازی آسیاب یا شکافته می شود. سپس مواد جدید 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. در مورد اخیر، عمل
می تواند ترکها را قبل از کارگذاشتن لیه جدید گسیخته کند که در نتیجه افزایش در ظرفیت باربری حاصل Remixing
می شود.
120 گرم م یشود. گرم کردن روسازی تا چنین درجه حرارتی C˚ داغ( روسازی معمول تا دمای بالی ( Remixing در نیازمند تکنیک های ویژ ه ای می باشد که از خروج بیش از حد هیدروکربن ها و پیر شدن قیر جلوگیری کند. یکی از روش های به حداقل رساندن چنین مشکلتی این است که سطح را در چند مرحله آسیاب و حرارت دهی کنیم، در نتیجه در شرایط حرارتی پایین، مشکل نفوذ انرژی حرارتی به عمق دلخواه از روسازی نیز حل می شود )کارمیشل 1977 ( حرارت دهی ملیم همچنین مشاهده شده است. Remixing می تواندخروج و پیر شدگی را کم کند. افزایش در سختی در اثر حرارت دهی در حین شعله مستقیم گاز با آمدن گرم کننده های مادون قرمز و هوای گرم دیگر منسوخ شده است.

به هر حال هنوز هم از شعله مستقیم گاز به منظور خشک کردن و پیش گرم کردن روسازی استفاده می شود. حرارت مادون قرمز توسط صفحه های فلزی ای تولید می شود که تا درجه حرات بالیی گرم شده اند. حرارت به وسیله صفحات فلزی به سطح روسازی تابانده می شود. به منظور بهبود شرایط برای کارگران، تجهیزاتی وجود دارد که گازهای خارج شده را جمع آوری کرده و می سوزاند.
استفاده از هوای داغ در حرارت دهی هدایتی )غیر مستقیم( ابداع نسبتا جدیدی است که توسط ترل ) 1997 ( با جزئیات زیادی شرح داده شده 600 استفاده می شود و سپس هوای داغ به سمت C˚ است. ایده اینست که از یک مشعل برای گرم کردن هوا تا حدود روسازی هدای می شود. با کنترل احتراق می توان سطح اکسیژن را پایین نگه داشت، بنابر این با تولید یک گاز خنثی مجازی می توان روسازی را گرم کرد، بدون اینکه منجر به اکسیداسیون بیش از حد شود. مزیت دیگر این روش اینست که هوای داغ می تواند دوباره در چرخه قرار گرفته و در نتیجه در انرژی صرفه جویی کرد.

50 ، آسفالت تازه و/یا عامل چسباننده تازه به mm- پس از حرارت دهی و آسیاب کردن سطح روسازی، عموما تا عمق 30 آسفالت احیا شده اضافه می گردد. مصالح اضافه شده هم می تواند یک مخلوط آسفالت معمولی و هم مخلوطی با طراحی ویژه برای تصحیح نواقص آسفالت احیا شده باشد. یک مزیت آسیاب کردن در حالت داغ اینست که عموما سنگدانه ها شکسته 25 % مخلوط آسفالت تازه به مصالح اضافه - نمی شوند و اصلح ضروری بر اساس نمودار دانه بندی اصلی م یباشد. اغلب 15) 50 % مصالح آسفالت نیز گزارش شده است. )پاتر و مرکر 1997 ، باتن 1994 - می شود. اما اضافه کردن به میزان 0 و Remixing سرانجام آسفالت بازیافت شده توسط پخش کننده های معمولی پخش و متراکم می شود. تفاوت اصلی بین هیچ آسفالت تازه ای به آسفالت احیا شده اضافه نمی شود. در عوض یک لیه Repaving اینست که در روش Repaving طی گام های زیر شرح داده Repaving جدا از آسفالت جدید روی آسفالت قدیمی ی بازیافت شده کشیده می شود. فرایند شده است.

روسازی توسط یک آسیاب گرداننده یا دندانه شکافنده آسیاب و سپس گرم می شود. پس از اینکه مصالح احیا شده پخش و مسطح شدند یک ماده جوان کننده به آن اضافه می شود. سرانجام آسفالت جدید در رو قرار گرفته و هر دو لیه توسط در Repaving 25 از روسازی قدیمی آسیاب می شود. مزیت mm- غلطک معمولی متراکم می شوند. برای نمونه 20 مقایسه با فقط گرم کردن، اینست که ترک های سطحی منقطع شده و اختللت عمیق سطح )شیار، موج و ...( ترمیم می شود هزینه کمتر و از آنجایی که 100 ٪ آسفالت تازه Remixing، Repaving با Repaving )باتن 1994 ( در مقایسه گرم و سرد در مقالت یافت نشد. Repaving در سطح قرار گرفته، تاثیر بیشتری در مسئله اصطکاک دارد.
هیچ مثالی از روسازی به صورت سرد آسیاب و با امولسیون قیر، )warm and cold Remixing( در بازیافت در محل گرم و سرد قیر کف شده یا قیر نرم مخلول می شود، سنگدانه نیز می تواند اضافه شود. دز روش گرم از بخار داغ به منظور گرم کردن مصالح احیا شده استفاده می شود. این کار عمل پخش و متراکم کردن را آسان می کند.

10 و هوای نسبتا خشک محدود می شود. رفتار اولیه روسازی ای که C˚ شرایط آب و هوایی برای بازیافت سرد معمول به دمای با استفاده از روش گرم بدست آمده عموما بهتر از رفتار روسازی بازیافت شده به روش سرد می باشد. همچنین در فصول بیشتری از سال می توان از روش بازیافت گرم استفاده کرد. )جاکوبسن 1996 ( اگر اساس جاده ظرفیت باربری یا مقاومت ناکافی داشته باشد، ترمیم تمام عمق ضروری می گردد. ترمیم تمام عمق، بازسازی کامل با استفاده از تمام مصالح موجود را مجاز می کند. یک روش ترمیم خرد کردن سطح موجود و در صورت لزوم مخلوط کردن آن با دانه های خاک اساس و زیر اساس امولسیون ،fly ash ، می باشد. برای فراهم کردن لیه اساس جدید، مصالح پایدار کننده از قبیل مصالح دانه ای، آهک شکفته قیر یا قیر کف شده نیز می تواند به آن اضافه و مخلوط شود.
روشهای دیگر:
یک روش ساده بازیافت آسفالت معمولی استفاده آن در جاده های شنی یا لیه های اساس یا زیراساس م یباشد. این روش استفاده از مصالح با کیفیت بال از هر دو دیدگاه زیست محیطی و اقتصادی سوال برانگیز م یباشد. به هر حال به منظور کاربردهای خاص، از قبیل جاده های شنی حساس به یخبندان می توان از سنگدانه های آسفالت با توجه به ظرفیت انعطافپذیری آن استفاده کرد.