عنوان :

مقاله کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

تعداد صفحات : ۳۵

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

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.

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

استفاده از پلیمر در اصلاح خواص قیر، همچنین تسلیح آسفالت نه تنها کیفیت جاده ها و خیابانها را بهبود می‌بخشد بلکه با به تاخیر انداختن دوره تعمیر، کم کردن ضخامت لایه آسفالت و … کاری مقرون به صرفه واقتصادی می‌باشد. در ایران به خاطر وجود مناطق مختلف آب و هوایی همچنین تنوع شرایط جوی در یک مکان ثابت در طول سال جاده ها و خیابانهای آسفالته با مشکلات متعددی مثل ترک خوردن، ایجاد شیار و … روبرو هستند.  مثلا مشاهده می‌شود آسفالت سر چهار راهها بر اثر ایستادن ماشینها در پشت چراغ قرمز در تابستانها شیار شیار می‌شود یا پستی و بلندیهایی که بر اثر تعمیرات در خیابانها پدید می‌آیند و باعث کاهش ایمنی راهها می‌شوند. و یکی از انواع گوناگون ترکیبات پلیمری که در بین ژئوسینتیکها بیشترین کاربری را دارد. ژئوتکستایل می‌باشد.

واژه های کلیدی: جاده ها، آسفالت، پلیمر، قیر، . ژئوتکستایل، زهکشی

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)    ۱۷
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

۱– 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.

 ۲-۱ 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.

استفاده از پلیمر بهبود شایانی در رفتار ویسکو الاستیک قیر پدید می‌آورد. این مواد خاصیت الاستیکی قیر را در دماهای بالاتر حفظ می‌نمایند.

باید توجه داشت لازمه تغییرات ذکر شده پدید آمدن یک شبکه پلیمری در داخل قیر می‌باشد یعنی تا زمانی که این شبکه بوجود نیامده است بهبودی در خاصیت قیر مشاهده نمی‌شود.

 ۲-۲ مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری

۲-۲-۱ با افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن مشاهده می‌شود که سطح بسیاری از جاده ها (مخصوصا در هوای گرم) شیار، شیار و ناهموار می‌شود. قبلا برای جبران این نقیصه از آسفالت سفت تر استفاده می‌شد که این امر باعث شکنندگی آسفالت (مخصوصا در هوای سرد) می‌شد. ولی اکنون با استفاده از PMB می‌توان از نرم شدن آسفالت در دمای بالا و در نتیجه از ایجاد شیار بر روی آن و همچنین از شکنندگی آسفالت در دمای پایین جلوگیری کرد.پیشگیری از شکنندگی نتیجه حفظ الاستیسیته PMB ها در دمای پایینتر می‌باشد.

۲-۲-۲ از بین بردن آبهای سطحی در روزهای بارانی ایمنی جاده ها را افزایش می‌دهد. آسفالت زهکشی یا متخلخل آسفالتی است دارای دانه بندی منقطع و درشت. آب از بین این دانه ها رد می‌شود و به کانالهای آبی انتقال می‌یابد. این نوع آسفالت چند مشکل عمده دارد:

سنگدانه های آن به علت درشتی خیلی زود کنده می‌شوند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .