به گزارش نشریه دنیای نفت و قیر، یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که استفاده از برخی مواد جوان‌ساز می‌تواند مقاومت آسفالت حاوی ۶۰ درصد مصالح بازیافتی را در برابر خستگی تا ۸۵ درصد افزایش دهد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد روغن روانکار و باقی‌مانده تقطیر در خلأ (Vacuum Bottom) می‌توانند عملکرد قیر پیرشده را بهبود دهند و زمینه استفاده بیشتر از مصالح بازیافتی را در ساخت جاده‌ها فراهم کنند.
در این پژوهش، محققان ایرانی عملکرد سه ماده جوان‌ساز شامل روغن موتور کارکرده (Waste Engine Oil)، روغن روانکار (Lubricant Oil) و باقی‌مانده تقطیر در خلأ (Vacuum Bottom) را در مخلوط‌های آسفالتی حاوی ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درصد مصالح بازیافتی (RAP) بررسی کردند. هدف اصلی، مقایسه توانایی این مواد در بازیابی خواص قیر پیرشده، افزایش مقاومت آسفالت در برابر ترک‌خوردگی ناشی از بارگذاری مکرر و کاهش آسیب‌پذیری آن در برابر رطوبت بود. مقدار مناسب هر جوان‌ساز نیز با استفاده از روش تطبیق گرانروی تعیین شد تا خواص قیر بازیابی‌شده تا حد امکان به قیر نو با گرید عملکردی PG 64-22 نزدیک شود.
مهم‌ترین نتیجه تحقیق در آزمایش خستگی خمش چهار نقطه‌ای به دست آمد. در مخلوط‌های حاوی ۶۰ درصد آسفالت بازیافتی، استفاده از روغن روانکار و Vacuum Bottom توانست مقاومت در برابر خستگی را در سطح کرنش ۵۰۰ میکرواسترین بین ۷۶ تا ۸۵ درصد افزایش دهد. با افزایش کرنش به ۷۰۰ میکرواسترین، میزان بهبود به ۳۴ تا ۴۰ درصد رسید. این اختلاف نشان می‌دهد که میزان تأثیر جوان‌سازها به شدت بارگذاری وابسته است و عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف یکسان نخواهد بود.
بررسی ترکیب شیمیایی قیر نیز نشان داد که روغن روانکار و Vacuum Bottom نسبت به روغن موتور کارکرده، عملکرد بهتری در بازیابی تعادل شیمیایی قیر پیرشده داشته‌اند. براساس نتایج آزمایش SARA، سهم آسفالتین در نمونه‌های بررسی‌شده از ۲۷ درصد به محدوده ۱۷٫۵ تا ۱۸٫۱ درصد کاهش یافت و سهم ترکیبات آروماتیکی به ۴۴٫۳ تا ۴۵٫۲ درصد رسید. در مقابل، روغن موتور کارکرده تنها بخشی از خواص ازدست‌رفته قیر را بازیابی کرد. نتایج آزمون دامنه خطی روبشی (LAS) نیز بهبود عملکرد خستگی قیر را نشان داد؛ به‌طوری‌که عمر خستگی در شرایط کرنش برشی مورد بررسی، ۲۱ تا ۲۹ درصد افزایش یافت.
جوان‌سازها علاوه بر بهبود مقاومت خستگی، بر عملکرد آسفالت در برابر رطوبت نیز تأثیر مثبت داشتند. در یکی از نتایج مهم این بخش، مخلوط حاوی ۶۰ درصد مصالح بازیافتی و روغن روانکار که با کد R60LU مشخص شده بود، به نسبت مقاومت کششی (TSR) برابر با ۹۰٫۷ درصد رسید؛ درحالی‌که این شاخص در مخلوط شاهد ۸۰٫۷ درصد بود. افزایش ۱۰ واحد درصدی این شاخص نشان می‌دهد که مخلوط اصلاح‌شده در آزمایش انجام‌شده، مقاومت بهتری در برابر آسیب ناشی از رطوبت داشته است.
اهمیت این نتایج برای صنعت نفت و قیر تنها به امکان استفاده بیشتر از آسفالت بازیافتی محدود نمی‌شود. عملکرد مطلوب Vacuum Bottom نشان می‌دهد که برخی مواد سنگین حاصل از فرآیندهای پالایش نفت می‌توانند در تولید جوان‌سازهای قیر کاربرد داشته باشند. این موضوع می‌تواند برای پالایشگاه‌ها، تولیدکنندگان قیر و شرکت‌های فعال در توسعه افزودنی‌های آسفالتی اهمیت داشته باشد. البته نتایج تحقیق نشان می‌دهد که صرف استفاده از یک ماده نفتی برای بهبود عملکرد آسفالت کافی نیست و ترکیب شیمیایی، سازگاری با قیر پیرشده و مقدار مصرف آن نقش تعیین‌کننده‌ای دارند.
یکی دیگر از نکات مهم این مطالعه، تفاوت میان نرم‌کردن قیر و بازیابی عملکرد واقعی آن است. قیر موجود در آسفالت بازیافتی به‌مرور زمان و بر اثر پیرشدگی، سخت‌تر و شکننده‌تر می‌شود. مواد جوان‌ساز با تغییر ویژگی‌های آن می‌توانند بخشی از انعطاف‌پذیری ازدست‌رفته را بازگردانند، اما کاهش سختی به‌تنهایی به معنای افزایش دوام آسفالت نیست. مخلوط نهایی همچنان باید در برابر ترک‌خوردگی، آسیب رطوبتی و تغییرشکل دائمی عملکرد مناسبی داشته باشد. به همین دلیل، محققان تأکید کرده‌اند که انتخاب جوان‌ساز باید براساس بررسی هم‌زمان خواص شیمیایی قیر و نتایج آزمایش‌های مکانیکی انجام شود.
یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که با انتخاب درست مواد جوان‌ساز، می‌توان حتی در مخلوط‌هایی که ۶۰ درصد مصالح آن‌ها از آسفالت بازیافتی تأمین شده است، به عملکرد مطلوبی در برابر خستگی و رطوبت دست یافت. برخی از مخلوط‌های اصلاح‌شده در آزمایش‌های انجام‌شده، عملکردی قابل مقایسه یا بهتر از مخلوط شاهد ساخته‌شده با مصالح نو داشتند. بااین‌حال، افزایش ۸۵ درصدی مقاومت در آزمون خستگی به معنای افزایش ۸۵ درصدی عمر واقعی جاده نیست. برای اطمینان از دوام این مخلوط‌ها، لازم است عملکرد آن‌ها در شرایط واقعی ترافیک، تغییرات آب‌وهوایی و پس از پیرشدگی طولانی‌مدت نیز بررسی شود.
برای تولیدکنندگان قیر و آسفالت، نتایج این مطالعه می‌تواند گامی مهم در مسیر افزایش استفاده از مصالح بازیافتی باشد. به‌کارگیری جوان‌سازهای مناسب این امکان را فراهم می‌کند که سهم بیشتری از آسفالت قدیمی دوباره وارد چرخه تولید شود، بدون آنکه لزوماً مقاومت و کیفیت مخلوط جدید کاهش یابد. در صورت تأیید نتایج در مقیاس اجرایی، این روش می‌تواند به کاهش مصرف قیر و مصالح سنگی نو کمک کند و در عین حال، راه را برای تولید آسفالت‌های بازیافتی با عملکرد بهتر هموار سازد.
