طبق گزارش دنیای نفت و قیر، پژوهش تازه‌ای از دانشگاه تنسی به بررسی ایمنی و عملکرد آسفالت‌های بازیافتی در ساخت جاده‌ها پرداخته است. در حالی که بیش از ۹۰ درصد از جاده‌های آسفالته ایالات متحده با استفاده از مواد غیرقابل تجدید مانند مشتقات نفتی ساخته می‌شوند، یافتن گزینه‌های پایدارتر به یک نیاز مهم تبدیل شده است. یکی از راه‌حل‌های پیشنهادی، استفاده از آسفالت بازیافت‌شده یا همان RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) است که در آن لایه‌های قدیمی جاده‌ها به ترکیب‌های جدید تبدیل می‌شوند. با اینکه نزدیک به ۹۵ درصد از پروژه‌های جدید آسفالت در آمریکا از RAP استفاده می‌کنند، هنوز درباره دوام و ایمنی بلندمدت این ماده به اندازه‌ی آسفالت تازه مطالعه نشده است.
RAP چیست و چرا استفاده می‌شود؟
آسفالت سنتی ترکیبی از یک ماده‌ی چسبنده‌ی نفتی به نام بایندر (binder) و سنگ‌دانه‌هایی مانند شن، ماسه یا سنگ خردشده است. این مواد برای ساخت سطحی مقاوم با یکدیگر ترکیب می‌شوند، اما هر دو از منابع طبیعی محدودی استخراج می‌شوند. استفاده از RAP راهی برای کاهش مصرف این منابع است. با کمک دستگاه‌های مخصوص، لایه‌ی سطحی جاده‌های قدیمی تراشیده می‌شود و سپس این مواد خردشده با بایندر و سنگ‌دانه‌های جدید ترکیب شده و به عنوان آسفالت جدید مورد استفاده قرار می‌گیرند. هرچند این فرایند به کاهش گازهای گلخانه‌ای و مصرف منابع کمک می‌کند، اما دوام و ایمنی آن هنوز جای بررسی دارد.
اصطکاک و نقش سنگ‌دانه‌ها
یکی از نگرانی‌های اصلی در استفاده از RAP، میزان اصطکاک و مقاومت آن در برابر لغزش به‌ویژه در شرایط بارانی است. اصطکاک سطحی، یعنی توانایی جاده برای جلوگیری از سر خوردن وسایل نقلیه، عامل کلیدی در ایمنی است و عمدتاً به بافت سطح سنگ‌دانه‌ها بستگی دارد. بیشتر پژوهش‌ها بر روی سنگ‌دانه‌های تازه انجام شده، و ویژگی‌های اصطکاکی سنگ‌دانه‌های موجود در RAP به‌خوبی شناخته نشده‌اند، زیرا این ذرات با لایه‌ای از آسفالت پوشیده شده‌اند و شناسایی جنس و بافت آن‌ها دشوار است.
با توجه به اینکه حدود ۷۵ درصد از تصادفات مربوط به شرایط آب‌وهوایی روی سطح‌های خیس رخ می‌دهند، شناخت رفتار اصطکاکی RAP برای بررسی ایمنی آن بسیار حیاتی است. مهندسان باید مطمئن شوند که RAP همان میزان چسبندگی لازم را مانند آسفالت تازه دارد.
بررسی عملکرد RAP
برای پاسخ به این مسئله، تیمی از دانشگاه تنسی روشی گام‌به‌گام برای تحلیل ویژگی‌های اصطکاکی RAP طراحی کرد. آن‌ها ابتدا سنگ‌دانه‌ها را از داخل ترکیب بازیافتی جدا کردند. این کار با دو روش انجام شد: یکی روش مکانیکی با کوبیدن مواد برای شکستن سطح آسفالت، و دیگری استفاده از حلال شیمیایی برای حل کردن آسفالت و باقی گذاشتن سنگ‌دانه‌ها.
پس از جداسازی، ترکیب شیمیایی سنگ‌دانه‌ها بررسی شد تا تأثیر نوع مواد معدنی بر اصطکاک مشخص شود. یکی از عوامل کلیدی در این تحلیل، میزان سختی مواد معدنی بود؛ زیرا مواد سخت‌تر مانند سیلیس، سطح زبر خود را در برابر ترافیک حفظ می‌کنند و اصطکاک بهتری ایجاد می‌نمایند.
اندازه‌گیری ویژگی‌های اصطکاکی
برای تحلیل دقیق‌تر، پژوهشگران از سیستم تصویربرداری پیشرفته استفاده کردند تا شکل، زاویه‌داری (تندی یا تیزی ذرات) و بافت سطح سنگ‌دانه‌ها را بررسی کنند. این ویژگی‌ها مستقیماً با میزان اصطکاک سطح جاده مرتبط‌اند و در ایمنی عبور و مرور نقش دارند.
در نهایت، بررسی رابطه‌ی میان محتوای سیلیس و ویژگی‌های اصطکاکی، به مهندسان کمک می‌کند تا تصمیم بگیرند RAP تا چه اندازه و در چه مکان‌هایی (مثل پیچ‌ها یا تقاطع‌ها) قابل استفاده است بدون آنکه ایمنی جاده به خطر بیفتد.
نتیجه‌گیری
این مطالعه نشان می‌دهد که هرچند استفاده از RAP راهی مؤثر برای ساخت جاده‌هایی پایدارتر است، اما نیاز به ارزیابی دقیق ویژگی‌های آن وجود دارد. با شناخت بهتر ویژگی‌های اصطکاکی سنگ‌دانه‌های بازیافتی، مهندسان می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌تری برای استفاده از این مواد در پروژه‌های راه‌سازی اتخاذ کنند و به‌طور همزمان ایمنی و پایداری را تضمین نمایند.
