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 دمای محیط و بدون استفاده از حرارت در نهایت پخش و متراکم کردن آن در سطح راه صورت میگیرد.
با بهره گیری از بازیافت آسفالت سرد می توان خرابی و آسیب های سطحی جاده را با استفاده از مصالح سنگی و قیری روسازی موجود اصلاح و بهبود داد که این امرهمچنین باعث صرفه جویی در مصرف انرژِی و حفظ منابع طبیعی می گردد. در نتیجه هزینه های کلی بهسازی راه کاهش می یابد.
مزایای استفاده از بازیافت سرد:
- نسبت با آسفالت گرم مقرون به صرفه تر است
- حفظ منابع طبیعی به دلیل استفاده مجدد از مصالح موجود
- سازگاري با الزامات زيست محيطي
- صرفه جويي قابل ملاحظه در زمان اجرا
- 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
- عدم نياز به محل تخلیه و انبار کردن مواد زائد
- كيفيت مطلوب پس از اجرا ، حفظ و ايجاد عبور و مرور ايمني در زمان اجراي پروژه
- کاهش آلودگيهاي محيط زيست از طريق ممانعت از حمل و نقل هاي اضافي و بكار گيري مصالح و منابع جديد مصالح سنگي و قيري
- افزایش کیفیت روسازی بدون افزایش ضخامت آن
- عدم نیاز به احداث راه دسترسی و انحرافی باز نگهداشتن راه بر روی استفاده کنندگان
انواع بازیافت سرد
-
بازیافت درجا:
بازیافت سرد در محل (CIR: Cold-in-place recycling) روشی برای حذف و استفاده مجدد از سطح آسفالت موجود است. در این روش کلیه عملیات بازیابی به صورت درجا و در محل پروژه با یک سری ماشین آلات، پشت سر هم انجام می شود. بخش یا تمامی لایه آسفالتی و لایه های غیر چسبنده روسازی ، طبق ضخامتی که در نقشه های اجرایی مشخص شده تراشیده و خرد می شوند. اغلب سنگدانههایی با اندازههای خاص برای اصلاح کاستیهای موجود در مواد آسفالت موجود اضافه میشود .سپس مواد قیری و دیگر افزودنی ها به مصالح احیا شده اضافه شده و قبل از پخش و متراکم کردن آسفالت بازیافت شده با هم مخلوط می شوند.
کمبود آسفالت با نمونه برداری و آزمایش مواد آسفالت موجود قبل از شروع فرآیند تعیین می شود. بازیافت سرد در محل برای بازیابی و استفاده مجدد از مواد موجود استفاده میشود و مقدار مواد خارجی مورد نیاز برای حمل به محل را کاهش میدهد. این روش به طور موثر سطح جاده و استحکام را بهبود می بخشد و در عین حال هزینه هایی را که معمولاً در طول فرآیند آسفالت متحمل می شوند به حداقل می رساند. علاوه بر این، می تواند عیوب عمیق آسفالت مانند شیار شدن، ترک خوردگی ناشی از خستگی و بریدگی های ابزاری را که با عملیات سطح یا روکش قابل رفع نیستند را اصلاح کند و امکان اصلاحات جزئی در نمایه سطح جاده را فراهم می کند و ترک های بازتابی را کاهش می دهد . این فرایند یک فرآیند سرد است که به حداقل حرارت اضافی در طول جوانسازی مواد آسفالت نیاز دارد و در نتیجه مقدار انرژی مورد نیاز برای تولید ماده نهایی کاهش می یابد.موفقیت در استفاده از این فرآیند شامل گرفتن نمونه های متعدد در امتداد سطح جاده برای شناسایی هرگونه تغییر در مواد آسفالت موجود است که ممکن است نیاز به تنظیم مواد اضافه شده داشته باشد. این اجازه می دهد تا زمانی که مواد بر روی سطح جاده قرار می گیرند، یک پایه آسفالت سازگارتر و ساختاری سالم تر ایجاد شود. از آنجا که این یک فرآیند "سرد" است، مواد کمی متخلخل تر از یک ماده مخلوط گرم است. بنابراین به شدت توصیه می شود که یک عملیات سطحی یا روکش آسفالتی روی مواد اسفالت سرد اعمال شود تا از نفوذ آب محافظت شود و عمر مواد افزایش یابد.
- 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 ویا آسفالت تازه مخلوط می گردد بازیافت در کارخانه می تواند با توجه به حرارت مورد 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، کاملا تمیز و نسبتا یکنواخت هستند. آسفالتی که از شکافتن بدست آمده است، برای مثال در برداشتن کامل روسازی، می بایست از خاک و امثال آن پاک گردد. مسافت طولانی حمل مصالح 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 یکنواختی 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 معمولا 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 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.
معیارهای انتخاب بازیافت سرد
-
شرایط آب و هوایی:
- دمای محیط نباید کمتر از10درجه سانتی گراد باشد
-
نوع و کیفیت مصالح روسازی:
- ضخامت روسازی کم
- شرایط ضخامت روسازی کافی وقتی مشکلات سازه ای را به قشر اساس محدود شود.
- زمانی که روسازی اسفالتی به شدت آسیب دیده و ترک های طولی و عرضی ناشی از پدیده خستگی به وجود امده
-
رطوبت لایه های روسازی و وضعیت زهکشی:
- خرابی هایی که ناشی از عدم تخلیه اب و زهکشی نامناسب باشد
- مصالح ریزدانه روسازی موجب کاهش کیفیت سازه ای و زهکشی شده است بازیافت سرد کارخانه ای مناسب است
-
تورم و انبساط لایه های روسازی:
- درشرایطی که تورم لایه روسازی در مقابل یخبندان باشد بازیافت سرد گزینه مناسبی نیست
-
دوره طرح پروژه مورد بازیافت:
- باید قابلیت های لایه های روسازی با توجه به وضعیت ترافیک و CBRخاک بستر روسازی ارزیابی شود.
-
ترافیک دوره عملیات بازیافت سرد:
- تامین عبور و مرور ترافیک در محدوده عملیات اجرایی بازیافت در راههای که کل عرض سواره رو و شانه های آن محدودیت دارد
-
وضعیت هندسی محور محدوده:
- شیب های تند طولی بیشتر از5درصد در طول750متر محدودیت ایجاد می کند.
- وقتی راه در سایه است افزایش مدت عمل اوری مخلوط باید مدنظر قرار گیرد.
- برای بازیافت سرد طرح های با مساحت کم مقرون به صرفه نیست.
- تغییر عرض اجرای عملیات در حین بازیافت سرد درجا عملی نیست
طرح اختلاط بازیافت سرد آسفالت با امولسیون قیر
برای طرح آسفالت بازیافت سرد با امولسیون قیر از روس اصلاح شده مارشال مطابق ASTM-D1559 یا آشتو T245 که با روش طراحی آسفالت گرم تفاوت دارد استفاده میشود. دامنه کاربرد این دستورالعمل محدود به مخلوطهایی است که برای تهیه آنها امولسیون قیر یا امولسیونهای جوان کننده منطبق با مشخصات ASTM-D5505، مصالح RAP و در صورت لزوم مصالح سنگی جدید مصرف میشود. مقدار امولسیون مصرفی در این روش معمولاً از ۱ تا ۲ درصد و امولسیونهای جوان کننده از 0.5 تا 1.25 درصد نسبت به وزن مخلوط قیری متغیر است. مقادیر بیشتر برای مخلوطهایی است که درصد مصالح سنگی شکسته آن زیاد و مقدار قیر موجود در RAP کمتر است و درصدهای پایین برای مخلوطهای با میزان زیاد ریزدانه و گرد گوشه مصرف میشود. وقتی که مصالح سنگی جدید به RAP اضافه شود از امولسیونهای جوان کننده استفاده نمیشود ضمن اینکه درصد امولسیون قیر را نیز باید افزایش داد.
طرح اختلاط بازیافت سرد آسفالت با کف قیر
در شرایط حاضر برای تهیه طرح اختلاط بازیافت سرد آسفالت با کف قیر روش استاندارد شدهای وجود ندارد. روشهایی که هم اینک در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد بر پایه ضوابط و معیارهای متفاوتی استوار است. در شمار عوامل موثری که در جریان تهیه طرح اختلاط باید مد نظر قرار بگیرد لزوماً نیازی به تعیین درصد قیر بهینه برای تامین حداکثر مقاومت مخلوط وجود ندارد بلکه هدف طراحی باید دستیابی به حداقل مشخصات و معیارهایی باشد که با رفتار و دوام دراز مدت آن مربوط میشود.
آب مصرفی برای تولید کف قیر باید تمیز و عاری از اسید، قلیا، نمک، شکر و دیگر مواد آلی یا شیمیایی زیان بخش باشد. چنانچه آب مورد استفاده از منابع آب شرب عمومی تامین نشود باید قبلاً مورد آزمایش قرار بگیرد.
دمای مصالح سنگی در زمان اختلاظ با کف قیر در میزان پوشش قیر و خواص نهایی مخلوط بازیافت سرد آسفالت حاوی کف قیر نقش بسزایی دارد. به عنوان مثال چنانچه دمای مصالح سنگی قبل از اختلاط از ۲۰ درجه سانتگیراد به ۶۵ درجه سانتگیراد افزایش داده شود. ابعاد سنگدانههایی که میزان کامل قیری پیدا میکند از ۲ میلیمتر به ۵ میلیمتر افزایش مییابد. لذا کنترل و تعینی دمای مصالح سنگی قبل از تهیه مخلوط بازیافت الزامی است.
معرفی ماشین آلات
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 ها 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:
- اجزای 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.
بهره گیری از موتور پرقدرت کامینز با خروجی یکنواخت سبب عملکرد خوب دستگاه شده است.
- 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.
- 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.
- جهت کنترل عملکرد دستگاه از سنسورهای زیادی بهره گرفته می شود، سنسورهایی از قبیل سنسورهای اولتراسونیک، سنسور زاویه چرخش، سنسورهای جابجایی مغناطیسی و غیره.
- کنترل دقیق جریان مواد (مقدار آب و قیر) و کنترل تناسب اختلاط سبب می شود تا بهترین کیفیت اجرا شاهد باشیم.
