هرهفته شنبه ها - سال سیزدهم

پرتیراژترین نشریه صنعت ساختمان

نشریه شماره   172   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

نوآوری برای حل مشکل قدیمی

گروه ساخت‌وساز: راه هاي كشور به‌عنوان سرمايه‌هاي ملي، فارغ از ارزش كلان سرمايه‌اي، اهميت زیادی در عرصه‌هاي سياسي، نظامي، اقتصادي، اجتماعي و ... دارند و چگونگي حفظ اين سرمايه‌ها و افزایش طول عمر آنها موضوع مهمی است. طی سالیان گذشته، متولیان راه‌سازی در ایران سرمایه‌های هنگفتی در زمینه ساخت راه‌ها صرف کرده‌اند تا به عملکرد قابل قبولی دست یابند. بااین‌وجود، راه‌ها در مدت کوتاهی نشانه‌هایی از خرابی‌ مانند شیارافتادگی و ترک‌خوردگی را بروز می‌دهند و دلیل این خرابی‌ها تغییرات آب و هوایی و بارهای ترافیکی است. ازآنجاکه تمایل به ساخت روسازی‌های آسفالتی نسبت به انواع روسازی‌ها در ایران بیشتر است و با توجه به اینکه سالانه حجم وسیعی از مخلوط آسفالتی برای احداث راه‌های کشور نیاز است، هر تلاشی در زمینه ارتقای عملکرد و مشخصات مخلوط آسفالتی و بررسی اثر مواد گوناگون بر خصوصیات آن قابل‌تقدیر است.

الیاف فورتا چیست

الیاف فورتا (FORTA-FI) مخلوطی از سه نوع فیبر مصنوعی است که برای مسلح کردن و تقویت مخلوط‌های آسفالتی گرم، سرد و نیمه گرم طراحی‌شده و برای بهبود عملکرد مخلوط‌های آسفالتی در مقابل خرابی‌های شیارافتادگی و ترک‌های خستگی معرفی شده است. الیاف فورتا متشکل از الیاف آرامید، الیاف پلی‌الفین و سایر موادی است که در مقاومت، دوام و ویژگی‌های چسبندگی شهره هستند. این الیاف 19 میلی‌متر طول داشته و با حداقل مقدار 5/0 کیلوگرم در هر تن مخلوط آسفالتی به‌کار می‌رود.

فورتا، الیاف مقرون به صرفه‌ای است که ضخامت روسازی آسفالتی را بسته به نوع مخلوط آسفالتی تا 35 درصد کاهش می‌دهد، عمر رویه آسفالتی را 50 درصد افزایش داده و به‌راحتی استفاده می‌شود؛ چرا که به طور خودکار یا دستی، در حالت بسته‌بندی به داخل میکسر کارخانه اضافه می‌شود. در کارخانه‌های منقطع و پیوسته در عرض چند ثانیه مخلوط شده و به طور یکنواخت و کامل درون مخلوط آسفالتی توزیع می‌گردد. به‌علاوه استعمال آن نیاز به هیچ‌گونه اصلاح طرح اختلاط آسفالت، اجزای کارخانه و فرآیند و ماشین‌آلات پخش و تراکم آسفالت ندارد.

در حال حاضر بیش از 700 کارخانه آسفالت در کشور وجود دارد که سالانه بیش از 60 میلیون تن آسفالت تولید می‌کنند. اگر قیمت هر تن آسفالت را 1.500.000ریال در نظر بگیریم، بیش از 9000 میلیارد تومان هزینه تولید سالیانه آسفالت در پروژه‌ها می‌شود. با مصرف نیم کیلوگرم الیاف در هر تن آسفالت، حدود 15 درصد هزینه تولید آسفالت افزایش می‌یابد. اگر مبنای محاسبه عمر طراحی روسازی آسفالتی در کشور 5 سال باشد، با ادعای افزایش 50 درصدی عمر آسفالت، در صورت کاربرد الیاف فورتا و افزایش عمر آن تا 5/7 سال، حدود 2000 میلیارد تومان سالانه صرفه‌جویی حاصل خواهد شد.

از زمان معرفی الیاف فورتا به صنعت پروژه‌های گوناگونی از جمله روسازی راه‌های اصلی، خیابان‌ها و معابر شهری، پارکینگ‌های تجاری و صنعتی با استفاده از آن اجراشده و درعین‌حال تحقیقات بسیاری بر روی آن صورت گرفته است. اگرچه نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی بسیاری از سراسر جهان در دست است اما بیشتر اطلاعات ارزشمند از پروژه‌های واقعی اجرایی با الیاف فورتا به‌دست آمده است. الیاف فورتا در پروژه‌های راه‌سازی کشورهای مختلفی از جمله امریکا، روسیه و جمهوری چک استفاده‌شده و عملکرد مثبتی نیز داشته است.

مزیت استفاده از الیاف فورتا

مزیت‌های بارز الیاف فورتا عبارتند از: سهولت کاربرد، پايداري ذخیره‌سازی، عدم تغییر مشخصات طرح آسفالت و ماشین‌آلات تولید و اجرا، تسهیل عملیات غلتک زنی و تراکم‌پذیری بیشتر، ارتقای عملکرد روسازی آسفالتی و کاهش ضخامت آن، افزایش عمر و صرفه‌جویی اقتصادی.

اخیراً دوام بیشتر روسازی باند فرودگاه‌ها مورد توجه دست اندرکاران قرار گرفته و آنها در جهت معرفی تکنولوژی های جدید به منظورافزایش عمر رویه باند فرودگاه تلاش می‌کنند. یکی از روش‌های عملیاتی، معرفی گزینه‌های مناسب مواد و مصالح جایگزین در روسازی فرودگاه است، بخصوص که استفاده از الیاف مصنوعی منجر به نتایج امیدبخشی شده و در فرودگاه جکسون هال(Jackson Hole) شهر جکسون (واقع در وایومینگ) آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. دلیل اصلی کاربرد الیاف در این پروژه، افزایش کیفیت و مقاومت در برابر عمل برف‌روبی، تغییرات دمایی بسیار زیاد و بار سنگین هواپیماهای این فرودگاه بود. مطالعه مقایسه‌ای بین آسفالت مسلح در این فرودگاه و آسفالت کنترلی اجراشده در فرودگاه شرایدن کانتری (Country (Sheridan در آمریکا نشان داد که مدول دینامیکی و عمر خستگی و مقاومت کششی غیرمستقیم آسفالت مسلح به الیاف افزایش یافت و مخلوط آسفالتی مسلح مقاومت بیشتری در برابر گسترش و انتشار ترک‌ها دارد.

همچنین با همکاری بخش قیر و آسفالت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک وزارت راه و شهرسازی و شرکت‌های آسفالت ماکادام شرق و آلچ پارس یک تجربه تحقیقاتی در رابطه با کاربرد الیاف فورتا به‌دست آمده که در آن الیاف فورتا در آزمایشگاه و کارخانه به مخلوط اضافه‌شده و نمونه‌های متراکم ساخته‌شده از این مخلوط‌ها تحت آزمایش‌های شیارافتادگی ویلتراک هامبورگ، خزش، مدول برجهندگی و خستگی کشش غیرمستقیم قرار گرفتند. این آزمایش‌ها نشان دادند که افزودن الیاف فورتا در کارخانه بسیار مؤثرتر از آزمایشگاه است و اختلاط کارخانه الیاف را به طور یکنواخت و کامل در مخلوط توزیع می‌کند که منجر به مسلح شدن سه بعدی آن و مقاومت و دوام بیشتر می‌شود. همچنین مقاومت مخلوط مسلح شده با الیاف در برابر خرابی شیارافتادگی و ترک خستگی بسیار برتر از مخلوط معمولی است. به‌نحوی‌که :

• عمق شیارافتادگی ویلتراک مخلوط کارخانه‌ای مسلح شده با نیم و یک کیلوگرم در هر تن آسفالت، به ترتیب، 5/4 و 14 برابر کمتر از مقدار آن برای مخلوط کنترلی به‌دست آمد.

• عدد روانی مخلوط مسلح شده با نیم و یک کیلو در هر تن آسفالت در آزمایش خزش دینامیکی، 3/2 و 40 برابر بیشتر از مقدار آن برای مخلوط شاهد تعیین شد.

• عمر خستگی مخلوط های مسلح شده با نیم و یک کیلو الیاف در هر تن آسفالت در آزمایش خستگی کشش غیرمستقیم، به ترتیب 2 و 34 برابر بیشتر از مقدار آن برای مخلوط شاهد اندازه‌گیری گردید.

• مدول برجهندگی مخلوط آسفالتی با استفاده از الیاف به مقادیر نیم و یک کیلو در هر تن آسفالت، 3/1 و 3/2 برابر افزایش یافت. لذا می‌توان گفت که الیاف فورتا مخلوطی با مدول بالاتر ایجاد می‌کند و می‌تواند ضخامت طرح لایه روسازی آسفالتی را کاهش دهد.

• به طور کلی، مسلح نمودن مخلوط آسفالتی با حداقل نیم کیلو در هر تن آسفالت، رفتار تغییر شکل دائمی، ترک‌خوردگی خستگی و رفتار الاستیک را تا حد زیادی ارتقاء می‌دهد، به‌نحوی‌که می‌توان گفت عمر روسازی آسفالتی در این مکانیزم‌ها که عمده خرابی های روسازی را باعث می‌شوند، بیش از دو برابر شده و به همان اندازه، هزینه‌های بازسازی و تعمیر و نگهداری رویه آسفالتی راه‌ها کاهش می‌یابد.

• از سوی دیگر کاهش 30 درصدی ضخامت طراحی روسازی و به تبع آن کاهش حجم عملیات آسفالتی راه‌ها منجر به صرفه‌جویی اقتصادی و کاهش هزینه‌های اولیه ساخت روسازی آسفالتی راه‌ها می‌گردد.

در روزهای پایانی آبان ماه سال جاری نیز یک مطالعه تحقیقاتی و ارزیابی در مقیاس واقعی از عملکرد الیاف فورتا با همکاری سازمان عمران شهرداری اصفهان و دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان صورت گرفت. طبق برنامه ریزی انجام شده این روسازی در بازه‌های زمانی مختلف مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت که نتایج ارزیابی‌ها متعاقباً گزارش خواهد شد.

ارائه دهنده مقاله: شرکت دریم