مقاله کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

دانلود مقاله کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی – آسفالت

مقدمه
امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.
تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.
در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار 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 کار برد.
تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:
آسفالت با مشکلاتی نظیر ترک خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمکها، جمع شدن بر اثر گرما یا شکننده 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 که اصطکاک لازم را ایجاد کرده 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 که تا کنون برای این منظور به کار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.
در این مقاله سعی شده است به دو کاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:
۱- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.
۲- استفاده از شبکه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.
۳- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2

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

یکی از راههای اصلاح یک ماده اضافه کردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.
پلیمرها از اولین مواد اصلاح کننده ای بودند که 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 کرد (تنوع).
پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).
اواسط دهه ۷۰ میلادی یک شرکت نفتی توانسته با اضافه کردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد کمی‌بعد با کشف ۴SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.
EVA ها پلاستیک۵ و SBS ها الاستومر۶ 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 ۷۰ میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر
قیر خوب قیر است که حساسیت حرارتی آن کم بوده، چسبندگی مناسب داشته باشد و در دمای پایین شکننده نشود. مواد پلیمری حساسیت حرارتی قیر را، مخصوصا در دمای بالا که قیر جاری می‌شود، کاهش می‌دهند یعنی دمای نرم شدن (Softening Point) را افزایش می‌دهند تا قیر دیرتر روان شود.
این مواد همچنین مقاومت در برابر خستگی را بالا می‌برند (زیرا باعث می‌شوند قیر در دمای پایین هم، همچنان انعطاف پذیری خود را حفظ کند.) و نیز چسبندگی قیر را به میزان زیاد افزایش می‌دهند. و………….

فهرست مطالب
۱- مقدمه ۱
۲-۱ بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر ۳
۲-۲ مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری ۵
۲-۳ مشکلات استفاده از قیر پلیمری ۷
۳ – استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت ۸
۳-۱ چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟ ۹
۳-۲ مشخصات فیزیکی مشهای تسیلح ۱۰
۳-۳- موارد استفاده ۱۱
۳-۴ نحوه استفاده از مشهای تسلیح ۱۲
۴- نتیجه گیری ۱۲
مراجع ۱۳
ژوتکستایل ۱۴
۱- مقدمه ۱۴
۲- کاربرد ژئوتکستایلها در جداسازی لایه های خاک (separation) 17
۳- کاربرد ژئوتکستایلها در تسلیح خاک ۱۸
۳-۱ تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتکستایل ۱۹
۳-۲ پایداری شیروانیهای خاکی توسط ژئوتکستایل ۲۲
۳-۳- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتکستایل ۲۴
۳-۴ افزایش شیب مجاز شیروانیها ۲۵
۳-۵ پایداری شیروانیهای خاکی بوسیله ژئوتکستایل ۲۶
۴- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان فیلتر ۲۷
۵- کاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر ۲۸
۶- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان زهکشی ۳۱