كاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

 

 مقدمه:

امروزه صنعت راهسازی یكی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد كه به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبكه راهها، افزایش ترافیك و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود كیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن كیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.

تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاكی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تكنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.

در این میان مناسبترین ماده ای كه برای روسازی راه به كار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا  در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به كار برد.

تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به كار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:

آسفالت با مشكلاتی نظیر ترك خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمكها، جمع شدن بر اثر گرما یا شكننده شدن بر اثر سرما و … روبروست.

توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد كه اصطكاك لازم را ایجاد كرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد  نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.

طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی كه تا كنون برای این منظور به كار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.

در این مقاله سعی شده است به دو كاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:

1-    استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.

2-    استفاده از شبكه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.

3-    استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2

قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به كار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشكیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یك ماده ویسكو الاستیك عمل می‌كند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد. با این همه، برخی از مشكلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، كنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و … مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.

یكی از راههای اصلاح یك ماده اضافه كردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.

پلیمرها از اولین مواد اصلاح كننده ای بودند كه برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:

منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.

با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه كرد (تنوع).

پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).

اواسط دهه 70 میلادی یك شركت نفتی توانسته با اضافه كردن EVA3  ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد كمی‌بعد با كشف 4SBS ها  شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.

EVA ها پلاستیك5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.

اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

 

فهرست مطالب:

- مقدمه. 1

2-1 بهبود خواص قیر با اضافه كردن پلیمر. 3

2-2 مواردی از كاربرد آسفالت پلیمری.. 5

2-3 مشكلات استفاده از قیر پلیمری.. 7

3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت... 8

3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترك خوردن آسفالت جلوگیری می‌كنند؟. 9

3-2 مشخصات فیزیكی مشهای تسیلح.. 10

3-3- موارد استفاده 11

3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح.. 12

4- نتیجه گیری.. 12

مراجع.. 13

ژوتكستایل.. 14

1- مقدمه. 14

2- كاربرد ژئوتكستایلها در جداسازی لایه های خاك (separation) 17

3- كاربرد ژئوتكستایلها در تسلیح خاك... 18

3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتكستایل.. 19

3-2 پایداری شیروانیهای خاكی توسط ژئوتكستایل.. 22

3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتكستایل.. 24

3-4 افزایش شیب مجاز شیروانیها 25

3-5 پایداری شیروانیهای خاكی بوسیله ژئوتكستایل.. 26

4- كاربرد ژئوتكستایلها به عنوان فیلتر. 27

5- كاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر. 28

6- كاربرد ژئوتكستایلها به عنوان زهكشی.. 31