طراحی و ارزیابی مخلوط های آسفالتی گرم حاوی قیر پلیمری و پلاستیک های بازیافتی برای روسازی های پایدار

رشد فزاینده پسماندهای پلاستیکی و مصرف بالای انرژی در صنعت راه سازی، لزوم توسعه راهکارهای نوین در روسازی های آسفالتی را بیش از پیش ضروری ساخته است. این پژوهش با هدف طراحی مخلوط آسفالتی پایدار از طریق به کارگیری همزمان قیر پلیمری (برای بهبود خواص مکانیکی) و پلاستیک های بازیافتی (برای کاهش پسماند و جایگزینی بخشی از قیر) انجام شد. هدف نهایی، دستیابی به ترکیبی بهینه بود که ضمن برآورده کردن مشخصات فنی استاندارد، ردپای کربن را کاهش داده و در چارچوب اقتصاد چرخشی قرار گیرد. در این مطالعه تجربی، از قیر پلیمری نوع SBS و پلاستیک بازیافتی پلی اتیلن ترفتالات (PET) به صورت گرانول استفاده شد. سنگدانه های مورد نیاز از معادن استان البرز تامین گردید. مخلوط های آسفالتی با درصدهای مختلف جایگزینی پلاستیک (۰، ۲، ۴ و ۶ درصد وزن قیر) و با قیر پایه و قیر پلیمری ساخته شدند. عملکرد این مخلوط ها با انجام آزمون های استاندارد مارشال (برای تعیین پایداری و جریان)، مدول برجهندگی (ITSM) (برای سنجش رفتار الاستیک)، مقاومت کششی غیرمستقیم (TSR) (برای ارزیابی حساسیت به رطوبت) و آزمون فرسایش شیاری مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، یک ارزیابی اولیه زیست محیطی با محاسبه تقریبی کاهش مصرف قیر خام و پسماند پلاستیک انجام پذیرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که ترکیب قیر پلیمری و ۴ درصد پلاستیک بازیافتی به عنوان مخلوط بهینه عملکرد برتری دارد. این مخلوط در مقایسه با نمونه شاهد (قیر معمولی)، افزایش ۲۵ درصدی پایداری مارشال، افزایش ۱۸ درصدی مدول برجهندگی و کاهش ۳۰ درصدی عمق شیار را نشان داد. همچنین، مقاومت در برابر آسیب رطوبتی (TSR) در حد مطلوب استاندارد حفظ شد. از جنبه زیست محیطی، استفاده از این ترکیب در هر تن آسفالت، موجب جلوگیری از ورود حدود ۱۰ کیلوگرم پلاستیک به محیط زیست و کاهش حدود ۸ درصدی مصرف قیر خام می شود که به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در چرخه تولید منجر می گردد. یافته ها حاکی از آن است که به کارگیری همزمان قیر پلیمری و پلاستیک بازیافتی PET نه تنها از نظر فنی راهکاری موثر برای ارتقای عملکرد روسازی های آسفالتی است، بلکه با کاهش پسماند و مصرف منابع، گامی بلند در جهت صنعت راه سازی سبزتر محسوب می شود. اجرای این طرح در پروژه های عمرانی، به ویژه در مسیرهای پرتردد، می تواند ضمن افزایش طول عمر روسازی، هزینه های بلندمدت نگهداری را کاهش دهد. برای توسعه این فناوری، اجرای پروژه پایلوت میدانی و بررسی دوام بلندمدت تحت شرایط آب وهوایی مختلف پیشنهاد می گردد.

کلیدواژه ها:

روسازی پایدار ، قیر پلیمری ، پلاستیک بازیافتی (PET) ، مخلوط آسفالتی گرم ، اقتصاد چرخشی ، آزمون مارشال