دنیای نفت و قیر: مؤسسه فدرال تحقیقات و آزمایش مواد (BAM) در چارچوب پروژه‌ای که توسط بنیاد تحقیقات آلمان (DFG) تأمین مالی شده است، در حال بررسی این موضوع است که چگونه جوان‌سازهای زیستی می‌توانند امکان بازیافت مکرر و پایدارتر آسفالت را فراهم کنند. در حال حاضر، درصد قابل توجهی از آسفالت بازیافتی در ساخت جاده‌ها استفاده می‌شود، اما این فرآیند اغلب نیازمند افزایش میزان قیر فسیلی است و چرخه بازیافت آسفالت به چند بار محدود می‌شود.
چالش بازیافت مکرر آسفالت
لایه‌های آسفالت در جاده‌ها و بزرگراه‌ها بسته به میزان سایش و نوع طراحی، معمولاً هر ۱۵ سال یک‌بار نیاز به نوسازی دارند. اگرچه بخش زیادی از آسفالت قدیمی در این فرآیند دوباره مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما با گذشت زمان سخت و شکننده می‌شود و این امر می‌تواند به ترک‌خوردگی و سایر آسیب‌های سطحی منجر شود. با هر بار استفاده مجدد، این مشکل تشدید می‌شود. در نتیجه، هرچند افزایش نرخ بازیافت آسفالت امری مطلوب است، اما استفاده بیش از حد از آسفالت بازیافتی می‌تواند منجر به کاهش کیفیت سطح جاده‌ها شود.
پروژه Postcarbon Road و هدف ایجاد چرخه نامحدود بازیافت آسفالت
پروژه Postcarbon Road که با همکاری BAM، دانشگاه روهر بوخوم و دانشگاه فنی برلین انجام می‌شود، در تلاش است چرخه بازیافت آسفالت را نامحدود کند. به جای استفاده از قیر تازه، محققان در حال توسعه جوان‌سازهای زیستی (rejuvenators) هستند تا انعطاف‌پذیری آسفالت را حفظ کنند.
قیر تازه و اثرات منفی بر ردپای کربنی
در حال حاضر، برای مقابله با سخت‌شدگی آسفالت بازیافتی، قیر تازه به آن اضافه می‌شود. قیر که یک چسب فسیلی مشتق از نفت خام است، باید در هر چرخه بازیافت به مقدار بیشتری اضافه شود تا چسبندگی و انعطاف‌پذیری آسفالت حفظ شود. با این حال، مقدار مجاز قیر در ترکیب آسفالت محدود است. علاوه بر این، افزایش استفاده از قیر فسیلی باعث افزایش ردپای کربنی در هر چرخه بازیافت می‌شود.
راه‌حل: جوان‌سازهای زیستی جایگزین قیر
جوان‌سازهای زیستی، مانند روغن‌های مشتق‌شده از رزین کاج یا پوست بادام هندی، می‌توانند جایگزینی پایدار باشند. با این حال، مطالعات اولیه نشان داده‌اند که تأثیر مثبت این مواد تنها تا چهار چرخه بازیافت ادامه دارد. ساندرا وایگل، متخصص چسب‌های راه‌سازی که رهبری بخش تحقیقاتی BAM را در این پروژه بر عهده دارد، می‌گوید:“هدف ما عبور از این محدودیت‌ها و نشان دادن این است که چگونه جوان‌سازهای پایدار می‌توانند به طور چشمگیری چرخه بازیافت آسفالت را افزایش دهند.”
توسعه جوان‌سازهای زیستی سفارشی برای حفظ کیفیت آسفالت
محققان در حال طراحی و اصلاح جوان‌سازهای زیستی ویژه‌ای هستند که بتوانند عملکرد جوان‌سازی قیر تازه را جایگزین کنند. کلید اثربخشی بلندمدت این جوان‌سازها، میزان اختلاط آن‌ها با قیر قدیمی در آسفالت است. تنها در صورتی که این ترکیب به طور کامل و یکنواخت انجام شود، ویسکوزیته و انعطاف‌پذیری آسفالت حفظ خواهد شد.
وایگل توضیح می‌دهد:“تا به امروز، امکان اندازه‌گیری دقیق میزان اختلاط جوان‌ساز با قیر وجود نداشت و همین موضوع، طراحی دقیق این مواد را دشوار می‌کرد.”او ادامه می‌دهد:“ما در این پروژه از طیف‌سنجی مادون قرمز و برای اولین بار از راهنماهای نوری مادون قرمز استفاده می‌کنیم تا بتوانیم ترکیب شیمیایی مخلوط را با دقت بالا بررسی کنیم.”
آینده‌ای پایدار برای بازیافت آسفالت
با این روش، محققان قصد دارند نشان دهند که چگونه جوان‌سازهای پایدار را می‌توان به‌طور دقیق با ترکیب آسفالت بازیافتی تطبیق داد تا بتوان از آن بدون تأثیر منفی بر میزان انتشار CO2، به دفعات بیشتری استفاده کرد.
