تاریخچه آسفالت در ایران آسفالت گرم

آسفالت مخلوطی کلیدی در راهسازی نوین از ترکیب قیر با مصالح سنگی نظیر شن و ماسه به دست می آید. این ماده حیاتی روسازی جاده ها خیابان ها و معابر را فراهم کرده و در ایران سابقه ای به قدمت سال ۱۳۱۰ در خیابان های اصلی تهران دارد. انواع آسفالت بر اساس دما و پایه قیر دسته بندی می شوند که آسفالت گرم رایج ترین آن هاست.

تاریخچه آسفالت ایران

تاریخچه استفاده از مواد قیری در ایران با وجود سابقه طولانی راهسازی در این سرزمین به شکل نوین آسفالت روسازی نسبتاً متأخر است. ایرانیان از دیرباز در زمینه ساخت و نگهداری راه ها مهارت داشته اند که نمونه های آن در دوران هخامنشیان و جاده شاهی مشهود است. این راه ها اغلب با سنگ و مصالح طبیعی ساخته می شدند و خبری از مخلوط های قیری مدرن نبود. نیاز به سطوح صاف و پایدارتر با ورود وسایل نقلیه جدید و افزایش تردد به تدریج مطرح شد. در دوره قاجار اقداماتی برای سنگفرش کردن معابر اصلی شهرها به ویژه تهران صورت گرفت تا عبور و مرور کالسکه و درشکه تسهیل شود اما این روش نیز با مشکلات خاص خود روبرو بود.

تحول واقعی در راهسازی ایران با آشنایی و پذیرش فناوری های نوین اروپایی در اوایل قرن چهاردهم هجری شمسی (بیستم میلادی) آغاز شد. آسفالت به عنوان یک ماده روسازی مقاوم بادوام و نسبتاً سریع الاجرا گزینه ای جذاب برای توسعه شبکه حمل و نقل کشور بود. پذیرش این فناوری جدید نقطه عطفی در تاریخ مهندسی راه و ساختمان در ایران محسوب می شود و زیرساخت های حیاتی کشور را دگرگون ساخت. این پیشرفت نه تنها سرعت جابجایی را افزایش داد بلکه به کاهش فرسودگی وسایل نقلیه و بهبود کیفیت زندگی شهری و روستایی نیز کمک شایانی کرد.

تعریف آسفالت

آسفالت (Asphalt) در معنای فنی و مهندسی به مخلوطی اطلاق می شود که از ترکیب مصالح سنگی دانه بندی شده (شامل شن ماسه و فیلر) با یک ماده چسباننده قیری به دست می آید. قیر به عنوان بایندر یا چسب ذرات سنگی را به یکدیگر متصل کرده و یک توده یکپارچه و انعطاف پذیر ایجاد می کند. این مخلوط عمدتاً برای ساخت و ساز روسازی جاده ها خیابان ها باند فرودگاه ها پارکینگ ها و سایر سطوح تردد به کار می رود. ترکیب دقیق مصالح سنگی و درصد قیر مورد استفاده بر اساس نوع کاربرد حجم ترافیک شرایط آب و هوایی و استانداردهای فنی تعیین می شود.

هدف اصلی از استفاده از آسفالت ایجاد یک سطح صاف بادوام مقاوم در برابر سایش و تغییرات دما و همچنین آب بند است که بتواند بارهای ناشی از عبور و مرور وسایل نقلیه را تحمل کرده و به صورت یکنواخت توزیع کند. ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آسفالت نظیر مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی (شیارافتادگی) مقاومت در برابر ترک خوردگی انعطاف پذیری در دماهای مختلف و دوام در برابر عوامل محیطی همگی به کیفیت مواد اولیه نسبت های اختلاط دمای تولید و اجرای صحیح آن وابسته است. آسفالت به دلیل قابلیت بازیافت بالا یکی از مصالح پایدار در صنعت ساخت و ساز محسوب می شود.

اولین آسفالت

استفاده از مواد قیری به عنوان چسب یا ماده آب بند سابقه ای بسیار طولانی در تمدن بشری دارد که به هزاران سال پیش بازمی گردد. شواهدی از استفاده از قیر طبیعی در بین النهرین برای آب بندی کشتی ها و ساختمان ها موجود است. با این حال مفهوم روسازی راه با استفاده از مخلوط های قیری به شکلی که امروزه می شناسیم مربوط به دوران متأخرتر است. برخی منابع به استفاده از مخلوط های شبیه آسفالت در حدود ۶۰۰ سال پیش از میلاد در بابل باستان برای روسازی برخی معابر اشاره دارند که نشان دهنده درک اولیه از خواص این ماده برای ایجاد سطوح سخت است.

اما اولین کاربرد آسفالت به شکل مدرن یعنی مخلوط کنترل شده ای از قیر و مصالح سنگی دانه بندی شده برای روسازی خیابان ها به اواخر قرن نوزدهم میلادی بازمی گردد. قبل از آن راه ها عمدتاً با سنگفرش شن یا خاک تثبیت شده ساخته می شدند. پیشرفت های شیمی و مهندسی راه در قرن نوزدهم امکان تولید و استفاده از قیرهای نفتی و همچنین کنترل بهتر دانه بندی مصالح سنگی را فراهم کرد. این تحولات زمینه را برای ابداع و اجرای اولین روسازی های آسفالتی به شکل نوین فراهم آورد که نقطه عطفی در تاریخ مهندسی حمل و نقل محسوب می شود و امکان ساخت شبکه های جاده ای گسترده و بادوام را فراهم کرد.

مخترع آسفالت

تعیین یک فرد واحد به عنوان «مخترع آسفالت» به معنای مدرن آن دشوار است زیرا توسعه این ماده و فناوری روسازی آن نتیجه تلاش ها و نوآوری های تدریجی توسط افراد مختلف در طول زمان بوده است. با این حال می توان به چند نام کلیدی اشاره کرد که نقش مهمی در این زمینه ایفا کردند. جان لودون مک آدام (John Loudon McAdam) و توماس تلفورد (Thomas Telford) مهندسان اسکاتلندی در اوایل قرن نوزدهم روش های پیشرفته ای برای ساخت راه های شنی با دانه بندی کنترل شده (معروف به مک آدام) ابداع کردند که پایه ای برای روسازی های بعدی شد. اگرچه روش آن ها مستقیماً از قیر استفاده نمی کرد اما اصول دانه بندی و تراکم مصالح سنگی را مطرح ساخت.

در زمینه استفاده از قیر در روسازی ادگار ژان دسمدت (Edgar Jean Desmedt) شیمیدان بلژیکی در سال ۱۸۷۰ اولین مخلوط آسفالت گرم تولید شده مصنوعی را در نیوآرک نیوجرسی ایالات متحده اجرا کرد که به عنوان یکی از اولین نمونه های آسفالت مدرن شناخته می شود. همچنین فردی به نام جان متکالف نیز در استفاده از آسفالت در جاده ها نقش داشته است. بنابراین در حالی که قیر طبیعی هزاران سال شناخته شده بود توسعه آسفالت به عنوان یک مصالح ساختمانی مهندسی شده برای روسازی حاصل تلاش های چندین نفر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم است که هر یک گامی در جهت بهبود ترکیب تولید و اجرای آن برداشتند و به شکل گیری صنعت آسفالت نوین کمک کردند.

مقاومت آسفالت

مقاومت آسفالت یکی از ویژگی های حیاتی آن در عملکرد بهینه روسازی است و به توانایی آن در تحمل بارهای ترافیکی مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی (شیارافتادگی) ترک خوردگی ناشی از خستگی یا دما و همچنین مقاومت در برابر سایش و عوامل محیطی مانند آب یخ بندان و نور خورشید اشاره دارد. با افزایش حجم و وزن ترافیک در اوایل قرن بیستم نیاز به بهبود مقاومت و دوام روسازی های آسفالتی بیش از پیش احساس شد. مهندسان و محققان به دنبال روش هایی برای افزایش عمر مفید آسفالت و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر بودند.

این تلاش ها منجر به توسعه انواع جدید مخلوط های آسفالتی بهبود کیفیت و دانه بندی مصالح سنگی استفاده از قیرهای اصلاح شده با پلیمرها و افزودنی های دیگر شد. افزودنی هایی مانند گوگرد الیاف و پلیمرها می توانند خواص قیر و در نتیجه مقاومت مخلوط آسفالتی را در برابر دماهای بالا (کاهش شیارافتادگی) و دماهای پایین (کاهش ترک خوردگی حرارتی) بهبود بخشند. همچنین کنترل دقیق فرآیند تولید در کارخانه آسفالت دمای اختلاط و اجرای صحیح عملیات پخش و تراکم در محل پروژه نقش بسیار مهمی در دستیابی به مقاومت مطلوب آسفالت و تضمین عملکرد بلندمدت روسازی دارد. تحقیقات برای توسعه آسفالت های مقاوم تر و پایدارتر همچنان ادامه دارد.

تاریخچه آسفالت در ایران

تاریخچه آسفالت در ایران به معنای استفاده از مخلوط های قیری برای روسازی معابر همانطور که پیش تر اشاره شد به اوایل قرن حاضر شمسی بازمی گردد. پیش از آن راه ها و خیابان ها عمدتاً با مصالح طبیعی مانند سنگ شن یا خاک تثبیت شده ساخته می شدند. اولین گام های جدی در استفاده از آسفالت نوین در ایران در دهه ۱۳۱۰ شمسی برداشته شد. در این دوره با گسترش شهرنشینی افزایش واردات خودرو و نیاز به بهبود شبکه حمل و نقل درون شهری توجه به روسازی های مدرن معطوف گردید.

بر اساس اسناد تاریخی اولین عملیات آسفالت ریزی در خیابان های تهران در سال ۱۳۱۰ شمسی انجام شد. خیابان های باغ شاه (که امروزه بخشی از خیابان امام خمینی محسوب می شود) و خیابان پهلوی (که اکنون خیابان ولی عصر نام دارد) از جمله اولین معابری بودند که با آسفالت روسازی شدند. این اقدام نقطه عطفی در توسعه زیرساخت های شهری ایران بود و به تدریج استفاده از آسفالت در سایر خیابان های اصلی تهران و سپس در شهرهای بزرگ دیگر نیز آغاز شد. در سال های بعد با تأسیس کارخانه های تولید آسفالت و تربیت نیروی متخصص فناوری آسفالت کاری در ایران بومی تر و گسترده تر شد و راهسازی مدرن در کشور شتاب بیشتری گرفت. امروزه آسفالت به جزء جدایی ناپذیری از شبکه حمل و نقل ایران از بزرگراه های بین شهری گرفته تا خیابان ها و کوچه های شهری و روستایی تبدیل شده است.

انواع آسفالت و نحوه طبقه بندی آن

آسفالت به عنوان یک مصالح ساختمانی پرکاربرد در راهسازی انواع گوناگونی دارد که هر یک برای شرایط و کاربردهای خاصی مناسب هستند. این تنوع ناشی از تفاوت در مواد تشکیل دهنده نحوه تولید و اجرای آن هاست. برای درک بهتر خصوصیات و کاربردهای هر نوع آسفالت آن ها را بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی می کنند. اصلی ترین معیارهای طبقه بندی آسفالت شامل نوع ماده چسباننده (قیر) اندازه و دانه بندی مصالح سنگی دمای مورد نیاز برای تولید و نصب و همچنین وجود یا عدم وجود مواد افزودنی خاص است. این طبقه بندی به مهندسان اجازه می دهد تا با توجه به نیازهای پروژه شرایط محیطی و حجم ترافیک مناسب ترین نوع آسفالت را انتخاب کنند.

به عنوان مثال آسفالت هایی که برای لایه رویه روسازی در یک بزرگراه پر ترافیک استفاده می شوند با آسفالت مورد نیاز برای روسازی یک کوچه کم تردد یا یک پارکینگ متفاوت هستند. تفاوت در دانه بندی مصالح سنگی درصد قیر و نوع قیر مورد استفاده (مانند قیرهای اصلاح شده پلیمری) می تواند مقاومت دوام انعطاف پذیری و بافت سطح نهایی آسفالت را تغییر دهد. در ادامه به بررسی برخی از مهم ترین انواع آسفالت بر اساس معیارهای ذکر شده می پردازیم تا با خصوصیات و کاربردهای هر یک بیشتر آشنا شویم و درک عمیق تری از این ماده حیاتی در صنعت ساخت و ساز پیدا کنیم.

انواع آسفالت بر اساس پایه قیر

یکی از روش های اصلی برای طبقه بندی آسفالت بر اساس منشأ و نوع ماده چسباننده قیری است که در تهیه آن به کار می رود. ماده چسباننده در مخلوط آسفالت قیر نامیده می شود که می تواند منشأ طبیعی یا مصنوعی داشته باشد. بر این اساس دو دسته کلی آسفالت داریم: آسفالت طبیعی و آسفالت مصنوعی. قیر طبیعی به صورت ذخایر در طبیعت یافت می شود در حالی که قیر مصنوعی محصول فرآیندهای صنعتی عمدتاً پالایش نفت خام است. این تفاوت در منشأ می تواند بر ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی قیر و در نتیجه بر ویژگی های مخلوط آسفالتی نهایی تأثیر بگذارد.

استفاده از قیر طبیعی سابقه ای بسیار طولانی دارد اما با توسعه صنعت نفت و فرآیندهای پالایش قیر مصنوعی به دلیل دسترسی آسان تر تولید انبوه و امکان کنترل بهتر بر خواص آن به ماده چسباننده اصلی در صنعت آسفالت نوین تبدیل شده است. با این حال در برخی موارد و برای کاربردهای خاص ممکن است از قیر طبیعی یا ترکیبی از قیر طبیعی و مصنوعی استفاده شود. شناخت تفاوت ها و ویژگی های هر یک از این پایه های قیری برای انتخاب مناسب ترین نوع آسفالت در پروژه های مختلف راهسازی و ساختمانی اهمیت دارد و به تضمین عملکرد و دوام روسازی کمک می کند.

تعریف آسفالت طبیعی

آسفالت طبیعی به مخلوط هایی گفته می شود که ماده چسباننده آن ها قیر طبیعی است. قیر طبیعی ماده ای قیری شکل است که به صورت ذخایر در پوسته زمین یافت می شود. این ذخایر ممکن است به صورت دریاچه های قیر رگه هایی در سنگ ها (مانند ماسه سنگ های قیری یا شیل های قیری) یا به صورت آسفالت خالص یا مخلوط با مواد معدنی دیگر وجود داشته باشند. قیر طبیعی در اثر فرآیندهای طبیعی مانند اکسیداسیون نفت خام در نزدیکی سطح زمین و تبخیر اجزای سبک تر آن در طول میلیون ها سال تشکیل می شود. این فرآیند باعث می شود قیر طبیعی معمولاً سخت تر و شکننده تر از قیرهای نفتی معمولی باشد.

معروف ترین نمونه های ذخایر قیر طبیعی شامل دریاچه قیر پیچ در ترینیداد و تو باغو و ذخایر مشابه در ونزوئلا و سایر نقاط جهان است. آسفالت طبیعی ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی مواد معدنی نیز باشد که به صورت طبیعی با قیر مخلوط شده اند. در گذشته از آسفالت طبیعی به طور مستقیم برای روسازی راه ها استفاده می شد اما به دلیل ناخالصی ها تنوع در کیفیت و محدودیت در دسترسی امروفتن در صنعت آسفالت نوین عمدتاً از قیرهای نفتی (آسفالت مصنوعی) استفاده می شود. با این حال قیر طبیعی ممکن است به عنوان یک افزودنی برای بهبود خواص قیرهای نفتی در برخی کاربردهای خاص مورد استفاده قرار گیرد و به مخلوط های آسفالتی ویژگی های منحصر به فردی ببخشد.

تعریف آسفالت مصنوعی

آسفالت مصنوعی که امروزه رایج ترین نوع آسفالت در صنعت راهسازی و ساختمانی است به مخلوطی اطلاق می شود که ماده چسباننده آن قیر تولید شده از فرآیندهای صنعتی عمدتاً پالایش نفت خام است. قیر نفتی باقی مانده سنگین و چسبناک حاصل از تقطیر نفت خام در پالایشگاه هاست. این قیر با درجه نفوذ و گرانروی مشخص به عنوان چسباننده اصلی برای اتصال ذرات مصالح سنگی در تولید انواع مخلوط های آسفالتی گرم گرمابه و سرد استفاده می شود. فرآیند تولید قیر نفتی امکان کنترل نسبتاً دقیق بر خواص آن مانند درجه نفوذ نقطه نرمی و گرانروی را فراهم می آورد که این امر به مهندسان اجازه می دهد تا قیر مناسب با شرایط آب و هوایی و نیازهای ترافیکی پروژه را انتخاب کنند.

آسفالت مصنوعی در کارخانه های آسفالت تولید می شود جایی که مصالح سنگی با دانه بندی مشخص خشک و گرم شده و سپس با قیر گرم مخلوط می شوند تا یک مخلوط همگن به دست آید. این مخلوط سپس به محل پروژه حمل شده و پخش و متراکم می گردد. مزیت اصلی آسفالت مصنوعی نسبت به طبیعی دسترسی گسترده تر کیفیت یکنواخت تر و امکان تولید در مقادیر انبوه است. همچنین قیر نفتی پایه اصلی برای تولید قیرهای اصلاح شده با پلیمرها و افزودنی های دیگر است که خواص عملکردی آسفالت را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند و آن را برای کاربردهای خاص و شرایط ترافیکی سنگین مناسب تر می سازند.

انواع آسفالت بر اساس دمای نصب

یکی از مهم ترین معیارهای طبقه بندی آسفالت دمای مورد نیاز برای تولید حمل و نصب آن است. دما نقش حیاتی در گرانروی (ویسکوزیته) قیر دارد و بر نحوه پوشش دهی مصالح سنگی توسط قیر و همچنین سهولت پخش و تراکم مخلوط آسفالتی تأثیر می گذارد. بر اساس این معیار آسفالت ها به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: آسفالت گرم (Hot Mix Asphalt – HMA) آسفالت نیمه گرم (Warm Mix Asphalt – WMA) و آسفالت سرد (Cold Mix Asphalt – CMA). هر یک از این انواع دماهای تولید و اجرای متفاوتی دارند که بر خواص کاربردها و مزایای آن ها تأثیر می گذارد.

آسفالت گرم که رایج ترین نوع در راهسازی اصلی است در دماهای بالا تولید و اجرا می شود تا قیر به اندازه کافی روان باشد و مصالح سنگی را به خوبی بپوشاند و امکان تراکم مناسب فراهم شود. آسفالت نیمه گرم در دماهای پایین تری نسبت به آسفالت گرم تولید می شود که مزایای زیست محیطی و انرژی به همراه دارد. آسفالت سرد در دمای محیط یا کمی بالاتر تولید و اجرا می شود و معمولاً برای تعمیرات موقت یا روسازی راه های کم تردد استفاده می گردد. انتخاب نوع آسفالت بر اساس دما به عواملی مانند شرایط آب و هوایی در زمان اجرا مدت زمان حمل و نقل نوع پروژه و نیاز به سرعت اجرا بستگی دارد.

آسفالت گرم و طبقه بندی آن

آسفالت گرم (Hot Mix Asphalt – HMA) محبوب ترین و پرکاربردترین نوع آسفالت در صنعت راهسازی مدرن است. این نوع آسفالت در کارخانه های آسفالت با حرارت دادن و خشک کردن مصالح سنگی و قیر به دماهای بالا (معمولاً بین ۱۵۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی گراد) تولید می شود. در این دما قیر به اندازه کافی روان می شود تا بتواند سطح تمام دانه های سنگی را به طور کامل بپوشاند و یک مخلوط همگن ایجاد کند. مخلوط آسفالت گرم سپس در دمای بالا به محل پروژه حمل شده و در همین دما یا کمی پایین تر پخش و متراکم می شود. دمای بالا در زمان اجرا برای دستیابی به تراکم کافی و ایجاد یک روسازی پایدار و بادوام ضروری است.

آسفالت گرم بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شود که اصلی ترین آن ها شامل دانه بندی مصالح سنگی و نوع کاربرد در ساختار روسازی است. بر اساس دانه بندی مخلوط های آسفالت گرم به انواع مختلفی مانند آسفالت متراکم دانه گسسته (Dense Graded Asphalt – DGA) آسفالت متراکم دانه پیوسته (Gap Graded Asphalt – GGA) و آسفالت متخلخل (Open Graded Asphalt – OGA) تقسیم می شوند. بر اساس کاربرد در لایه های روسازی آسفالت گرم به آسفالت اساس (Base Course) آسفالت آستر یا بیندر (Binder Course) و آسفالت رویه یا توپکا (Wearing Course) طبقه بندی می شود. هر یک از این انواع خواص و کاربردهای خاص خود را دارند که در بخش های بعدی به تفصیل به آن ها پرداخته خواهد شد.

اجرای عملیات آسفالتکاری آسفالت گرم

اجرای عملیات آسفالت کاری با آسفالت گرم یک فرآیند چند مرحله ای و دقیق است که نیازمند توجه به جزئیات فنی و شرایط آب و هوایی مناسب است. این عملیات شامل مراحل آماده سازی سطح زیرین پخش لایه چسباننده (تک کت یا پریم کت) حمل و پخش مخلوط آسفالت گرم و در نهایت تراکم آن است. پیش از شروع عملیات پخش آسفالت سطح لایه زیرین (ممکن است لایه اساس آستر یا روسازی قدیمی باشد) باید به طور کامل تمیز خشک و عاری از هرگونه مواد سست یا آلودگی باشد. هرگونه ترک یا چاله در لایه زیرین باید ترمیم شود تا پایداری روسازی جدید تضمین گردد.

پس از آماده سازی یک لایه نازک از قیر امولسیون یا قیر محلول به عنوان لایه چسباننده (معمولاً تک کت) روی سطح پاشیده می شود. این لایه باعث ایجاد اتصال محکم بین لایه جدید آسفالت و لایه زیرین می شود و از لغزش یا جدایی لایه ها جلوگیری می کند. مخلوط آسفالت گرم که در دمای مناسب از کارخانه حمل شده توسط فینیشر (ماشین پخش آسفالت) به طور یکنواخت و با ضخامت مورد نظر روی سطح پخش می شود. بلافاصله پس از پخش و در حالی که مخلوط هنوز گرم و قابل کار است عملیات تراکم توسط انواع غلتک ها آغاز می شود. تراکم کافی برای دستیابی به چگالی مورد نظر کاهش فضای خالی و افزایش مقاومت و دوام روسازی حیاتی است. عملیات تراکم در مراحل مختلف و با استفاده از غلتک های مختلف (مانند غلتک فولادی غلتک لاستیکی و غلتک لرزشی) انجام می شود تا سطح نهایی صاف و متراکم حاصل گردد. کیفیت آسفالت کاری به شدت به کنترل دما سرعت پخش و فرآیند تراکم بستگی دارد.

انواع آسفالت گرم

آسفالت گرم با توجه به کاربرد آن در ساختار روسازی و دانه بندی مصالح سنگی به انواع مختلفی تقسیم می شود که هر یک نقش و خصوصیات ویژه ای دارند. ساختار استاندارد یک روسازی آسفالتی معمولاً شامل چند لایه است که از پایین به بالا شامل لایه اساس (Base Course) لایه آستر یا بیندر (Binder Course) و لایه رویه یا توپکا (Wearing Course) می شود. هر یک از این لایه ها با استفاده از نوع خاصی از مخلوط آسفالت گرم اجرا می شوند.

لایه اساس آسفالتی در صورت وجود اولین لایه آسفالتی است که روی لایه زیراساس یا بستر روسازی اجرا می شود و نقش اصلی آن توزیع تنش های ناشی از بار ترافیک بر روی لایه های زیرین است. مخلوط آسفالت اساس معمولاً دارای دانه بندی درشت تری نسبت به لایه های بالاتر است. لایه آستر یا بیندر لایه ای سازه ای است که بین لایه اساس و لایه رویه قرار می گیرد. این لایه نیز به توزیع بار کمک کرده و عملکرد سازه ای روسازی را تقویت می کند. مخلوط آسفالت بیندر نیز دارای دانه بندی نسبتاً درشت است. لایه رویه یا توپکا بالایی ترین لایه روسازی است که مستقیماً در معرض ترافیک و عوامل محیطی قرار دارد. این لایه مسئول ایجاد سطح سواره رو صاف مقاوم در برابر سایش و لغزش و همچنین آب بند کردن روسازی است. مخلوط های آسفالت رویه دارای دانه بندی ریزتر و درصد قیر بالاتری نسبت به لایه های زیرین هستند تا سطح نهایی با کیفیت مطلوب حاصل شود. انواع دیگر آسفالت گرم با کاربردهای خاص مانند آسفالت متخلخل برای زهکشی یا آسفالت های با قیر اصلاح شده برای افزایش دوام نیز وجود دارند.

آسفالت دوبینه 06

آسفالت دوبینه 06 یکی از انواع آسفالت گرم با دانه بندی بسیار ریز است که حداکثر اندازه مصالح سنگی آن حدود 6 میلی متر می باشد (به همین دلیل به آن 06 گفته می شود). این نوع آسفالت در دسته آسفالت های متراکم دانه گسسته با دانه بندی ریز قرار می گیرد. به دلیل اندازه کوچک دانه های سنگی و معمولاً درصد قیر بالاتر نسبت به آسفالت های با دانه بندی درشت تر آسفالت 06 دارای بافت سطحی بسیار صاف و متراکم است. این ویژگی ها باعث می شود که این نوع آسفالت برای کاربردهایی که نیاز به سطح نرم و چسبندگی بالا دارند بسیار مناسب باشد.

آسفالت دوبینه 06 معمولاً به عنوان لایه رویه در مکان هایی با ترافیک سبک تا متوسط و سرعت پایین استفاده می شود. کاربردهای رایج آن شامل روسازی حیاط مدارس محوطه های اداری پارکینگ های طبقاتی پیاده روها مسیرهای دوچرخه سواری و همچنین به عنوان یک لایه آب بند یا حفاظتی بر روی سطوحی مانند پشت بام ها یا عرشه پل ها است. چسبندگی بالای این مخلوط باعث می شود که در لایه های نازک نیز عملکرد مناسبی داشته باشد. با این حال به دلیل دانه بندی ریز و سطح تماس کمتر بین دانه های سنگی ممکن است مقاومت آن در برابر تغییر شکل دائمی تحت ترافیک سنگین در دماهای بالا کمتر از آسفالت های با دانه بندی درشت تر باشد لذا انتخاب آن باید با توجه به شرایط ترافیکی و محیطی صورت گیرد.

آسفالت بیندر

آسفالت بیندر (Binder Course) که گاهی به آن آسفالت آستر نیز گفته می شود یکی از لایه های سازه ای اصلی در ساختار روسازی های آسفالتی ضخیم است. این لایه معمولاً بین لایه اساس (در صورت وجود) و لایه رویه (توپکا) قرار می گیرد. هدف اصلی لایه بیندر توزیع بارهای ترافیکی از لایه رویه به لایه اساس و لایه های زیرین و همچنین فراهم کردن یک سطح هموار و پایدار برای اجرای لایه رویه است. مخلوط آسفالت بیندر معمولاً دارای دانه بندی درشت تری نسبت به آسفالت رویه است که این امر به آن مقاومت سازه ای بالاتری می بخشد. اندازه حداکثر مصالح سنگی در آسفالت بیندر معمولاً در محدوده ۱۹ تا ۲۵ میلی متر (مانند آسفالت 025) قرار می گیرد.

به دلیل دانه بندی درشت تر و معمولاً درصد قیر کمی پایین تر نسبت به آسفالت رویه آسفالت بیندر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است. این لایه نقش مهمی در مقاومت کلی روسازی در برابر خستگی و تغییر شکل دائمی ایفا می کند. آسفالت بیندر به طور گسترده در روسازی جاده های اصلی بزرگراه ها خیابان های شهری با ترافیک متوسط تا سنگین و باند فرودگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد. ضخامت لایه بیندر معمولاً بیشتر از لایه رویه است و به حجم ترافیک و طراحی سازه روسازی بستگی دارد اما معمولاً در حدود ۵ تا ۱۰ سانتی متر یا بیشتر اجرا می شود. اجرای صحیح لایه بیندر برای تضمین عملکرد مطلوب و دوام بلندمدت روسازی حیاتی است.

انواع آسفالت توپکا

آسفالت توپکا (Wearing Course) بالایی ترین لایه روسازی آسفالتی است که مستقیماً با ترافیک و عوامل محیطی در تماس است. این لایه نقش های متعددی ایفا می کند که مهم ترین آن ها شامل ایجاد سطح سواره رو با کیفیت بالا برای رانندگی روان و ایمن تأمین مقاومت کافی در برابر سایش ناشی از ترافیک فراهم کردن اصطکاک کافی برای جلوگیری از لغزش وسایل نقلیه و همچنین محافظت از لایه های زیرین در برابر نفوذ آب و عوامل محیطی مخرب است. کیفیت سطح نهایی روسازی از نظر صافی و بافت عمدتاً توسط لایه توپکا تعیین می شود.

آسفالت توپکا بر اساس حداکثر اندازه مصالح سنگی مورد استفاده در مخلوط به انواع مختلفی تقسیم می شود که رایج ترین آن ها در ایران آسفالت توپکا 019 و آسفالت توپکا 012 هستند. عدد پس از نام «توپکا» نشان دهنده حداکثر اندازه سنگی است که در دانه بندی مخلوط استفاده می شود بر حسب میلی متر. بنابراین در آسفالت توپکا 019 حداکثر اندازه سنگدانه ۱۹ میلی متر و در آسفالت توپکا 012 حداکثر اندازه سنگدانه ۱۲ میلی متر است. انتخاب بین این دو نوع توپکا به عواملی نظیر حجم و نوع ترافیک سرعت مجاز شرایط آب و هوایی و نیاز به بافت سطحی خاص بستگی دارد که در بخش بعدی به تفصیل به کاربرد هر یک پرداخته می شود.

کاربرد آسفالت 019 و 012 در راهسازی

آسفالت توپکا 019 و 012 دو نوع رایج از آسفالت گرم لایه رویه هستند که تفاوت اصلی آن ها در حداکثر اندازه مصالح سنگی مورد استفاده و در نتیجه در دانه بندی مخلوط است. این تفاوت در دانه بندی بر خواص مکانیکی بافت سطحی و در نهایت کاربرد آن ها در راهسازی تأثیر می گذارد.

آسفالت توپکا 019: این نوع آسفالت با حداکثر اندازه سنگدانه ۱۹ میلی متر دارای دانه بندی درشت تری نسبت به 012 است. بافت سطحی حاصل از آسفالت 019 معمولاً کمی خشن تر است. این نوع آسفالت به دلیل مقاومت بالاتر در برابر تغییر شکل دائمی و شیارافتادگی عمدتاً در محورهای اصلی با حجم ترافیک بالا و تردد وسایل نقلیه سنگین مانند کامیون ها و اتوبوس ها استفاده می شود. مقاومت سازه ای بهتر آن باعث می شود که بتواند تنش های بالای ناشی از بارهای سنگین را تحمل کند و عملکرد بلندمدت روسازی را در شرایط ترافیکی سخت تضمین نماید.

آسفالت توپکا 012: این نوع آسفالت با حداکثر اندازه سنگدانه ۱۲ میلی متر دارای دانه بندی ریزتری نسبت به 019 است. بافت سطحی حاصل از آسفالت 012 صاف تر و راحت تر برای رانندگی است. این نوع آسفالت معمولاً در محورهای با حجم ترافیک کمتر و تردد وسایل نقلیه سبک تر مانند خودروهای سواری استفاده می شود. خیابان های فرعی شهری راه های روستایی و معابری که نیاز به سطح صاف تر و صدای ترافیک کمتر دارند از کاربردهای اصلی آسفالت 012 هستند. ضخامت لایه رویه چه از نوع 019 و چه 012 معمولاً بین ۴ تا ۸ سانتی متر متغیر است و بر اساس حجم ترافیک و طراحی روسازی تعیین می شود.

نکات طلایی آسفالت کاری

اجرای موفقیت آمیز عملیات آسفالت کاری با آسفالت گرم نیازمند رعایت نکات کلیدی متعددی است که توجه به آن ها کیفیت دوام و عملکرد روسازی را تضمین می کند. یکی از مهم ترین نکات آماده سازی صحیح لایه زیرین است. سطح زیرین باید کاملاً تمیز خشک متراکم و عاری از هرگونه مواد سست یا آلودگی باشد. اجرای صحیح لایه چسباننده (تک کت یا پریم کت) نیز برای ایجاد پیوند محکم بین لایه ها و جلوگیری از جدایی آن ها ضروری است.

کنترل دما در تمام مراحل از تولید در کارخانه تا پخش و تراکم در محل پروژه حیاتی است. مخلوط آسفالت باید در دمای مناسب حمل و پخش شود تا قیر به اندازه کافی روان باشد و امکان پخش یکنواخت و تراکم کامل فراهم گردد. دمای پایین تر از حد مجاز می تواند منجر به تراکم ناکافی و کاهش دوام شود. پخش یکنواخت مخلوط با استفاده از فینیشر با کالیبراسیون صحیح و سرعت مناسب برای دستیابی به ضخامت و شیب مورد نظر و همچنین سطح صاف ضروری است. عملیات تراکم باید بلافاصله پس از پخش و در محدوده دمایی مناسب انجام شود. استفاده از انواع غلتک ها (فولادی لاستیکی لرزشی) با وزن و تعداد عبور مناسب برای دستیابی به چگالی و تراکم مطلوب و کاهش فضای خالی در مخلوط حیاتی است.

شرایط آب و هوایی نیز نقش مهمی ایفا می کند؛ آسفالت کاری در هوای بارانی یا سرد شدید توصیه نمی شود. کنترل کیفیت مصالح ورودی به کارخانه فرآیند تولید مخلوط در کارخانه و همچنین نمونه برداری و آزمایش مخلوط در محل پروژه (مانند آزمایش دانسیته و درصد تراکم) برای اطمینان از انطباق با مشخصات فنی استاندارد از دیگر نکات طلایی در آسفالت کاری محسوب می شوند. رعایت این نکات در کنار تجربه و مهارت تیم اجرایی به اجرای یک روسازی آسفالتی با کیفیت و بادوام منجر خواهد شد.

آسفالت برای اولین بار در کدام خیابان های ایران استفاده شد؟

اولین بار در سال ۱۳۱۰ شمسی خیابان های باغ شاه (بخشی از خیابان امام خمینی فعلی) و خیابان پهلوی (خیابان ولی عصر فعلی) در تهران با آسفالت روسازی شدند که نقطه آغاز استفاده از این ماده در راهسازی نوین ایران بود.

تفاوت اصلی آسفالت گرم و سرد چیست؟

تفاوت اصلی در دمای تولید و اجرای آن هاست. آسفالت گرم در دماهای بالا (حدود ۱۵۰-۱۸۰ درجه سانتی گراد) تولید و اجرا می شود در حالی که آسفالت سرد در دمای محیط یا کمی بالاتر تهیه و به کار می رود.

چرا آسفالت گرم رایج ترین نوع آسفالت است؟

آسفالت گرم به دلیل دوام مقاومت بالا در برابر بار ترافیکی و سایش قابلیت تحمل تنش های برشی و فشاری و همچنین امکان دستیابی به تراکم و چگالی مطلوب که منجر به عمر مفید طولانی تر روسازی می شود رایج ترین نوع آسفالت در راهسازی اصلی است.

انواع آسفالت گرم شامل چه مواردی است و هر کدام چه کاربردی دارند؟

انواع اصلی شامل آسفالت اساس آستر (بیندر) و رویه (توپکا) است. اساس و بیندر لایه های سازه ای برای توزیع بار هستند و رویه برای سطح نهایی مقاوم در برابر سایش و لغزش استفاده می شود. توپکا بر اساس دانه بندی (مانند 019 و 012) برای ترافیک سنگین یا سبک به کار می رود.

آیا آسفالت قابل بازیافت است؟

بله آسفالت یکی از قابل بازیافت ترین مصالح ساختمانی است. روسازی های آسفالتی قدیمی را می توان خرد کرده و به عنوان مصالح سنگی یا بخشی از مخلوط آسفالت جدید (RAP) در تولید آسفالت گرم یا سرد مجدداً استفاده کرد.