مقایسه آسفالت لاستیکی و آسفالت معمولی
یکی از کاربردهای عمده پودر لاستیک، استفاده به عنوان مکمل قیر در آسفالت‌های پلیمری است.از جمله خواص پودر لاستیک در آسفالت می‌توان به کاهش تنش در سطح آسفالت، افزایش نقطه نرمی و انعطاف بالای آسفالت در فشارهای ناشی از بار ترافیکی بالا اشاره کرد.
قیرهای به دست آمده از نفت خام یا قیر طبیعی که سالیان دراز عمدتاً به عنوان ماده چسباننده در ساخت جاده‌ها و یا دیگر مصارف عایقکاری و پوششی به کار می‌رود، هیچ گاه از یک سری خواص فیزیکی و مکانیکی کاملاً رضایتبخش برخوردار نبوده و با توجه به خواص فیزیکی و مکانیکی محدود، از قابلیت کاربردی محدود و زمان سرویس‌دهی مشخص برخوردار هستند. از این رو محققان همواره تلاش داشته‌اند که به نحوی خواص این سنگین ترین برش نفتی را در جهت مطلوب تغییر دهند.
اصلاح خواص قیر باعث بالا رفتن کیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی پوشش شده و درنتیجه هزینه‌های نگهداری و تکرار پوشش به نحو چشمگیری کاسته خواهد شد. یکی از این مواد اصلاح کننده، استفاده از پودر لاستیک است.
نتایج آزمایش‌ها نشان داده که این آسفالت نسبت به آسفالت معمولی دارای مقاومت مارشال بیشتر، مدول برجهندگی و کشش غیرمستقیم بیشتر و عمق شیارشدگی کمتری است. افزودن مصالح لاستیکی بازیابی شده به مخلو‌ط‌های آسفالتی به عنوان هدف ثانویه و به دلیل حفاظت از محیط زیست، مطرح و‌در این زمینه بررسی و تحقیقاتی انجام گرفته است. از جمله این مواد خرده یا پودر لاستیک تایرهای کهنه و فرسوده است. استفاده از خرده لاستیک در قیر به سال‌های اول دهه ۱۹۶۰ باز می‌گردد. از آن به بعد انواع لاستیک مانند لاستیک مصنوعی، طبیعی، شیرابه لاستیکی و غیره به قیر اضافه شده است. خرده لاستیک، ساختمان شبکه‌ای داشته و در بخش مالتن قیر محلول نیست.
انتظار می‌رود این پلیمرها در قیر محلول باشد. قیر لاستیکی به صورت مخلوطی از سه جزء تعریف می‌شود.
- یک قیر نفتی جاده سازی (حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد جرمی)
- یک روغن آروماتیک (حدود ۳ درصد جرمی)
- خرده لاستیک به دست آمده از لاستیک‌های فرسوده ریز ۱ تا ۵۰ میکرون (۱۸ تا ۲۶ درصد)
روش تولید خرده لاستیک
- آسیاب کردن در دمای متوسط محیط
- آسیاب کردن در سرما
که از این میان، روش دوم ذرات ریزتری را تولید می‌کند ولی گرا‌نتر است.
دو فرآیند برای اصلاح قیر با خرده لاستیک وجود دارد.
- فرآیند تر
- فرآیند خشک
در فرآیند تر، خرده لاستیک قبل از افزایش مصالح به قیر افزوده می‌شود. بین ۱۸ تا ۲۶ درصد از خرده لاستیک به مدت ۲-۱ ساعت در دمای ۲۱۸-۱۹۰ درجه سانتیگراد با قیر واکنش داده می‌شود. در چنین دمای بالایی، پیوندهای فیزیکی و شیمیایی زیادی بین اجزا تولید می‌شود. در طی این فرآیند ویسکوزیته واکنش‌های بین قیر و خرده لاستیک بالا رفته و در نهایت ثابت می‌ماند. یک ویسکوزیته ثابت معقول، نشان دهنده تکمیل واکنش است.
این نوع واکنش‌ها از نوع برهم کنش‌‌های فیزیکی و شیمیایی هستند که ذرات لاستیک، متورم شده و ویسکوزیته افزایش می‌یابد. در زمان‌های اختلاط طولانی‌تر، ذرات لاستیک تخریب شده و ویسکوزیته کاهش می‌یابد. اگر ویسکوزیته به سطح مطلوبی کاهش نیابد، از یک ماده جایگزین روا‌ن‌کننده استفاده می‌شود. در این فرآیند بسته به نوع مصالح، دما تغییر می‌کند. برای مثال دمای ۱۹۰-۱۶۳ برای مخلوط آسفالت گرم با دانه‌بندی متراکم و دمای ۱۶۳-۱۳۵ برای مصالح با دانه بندی باز.
در فرآیند خشک، خرده لاستیک به مصالح اضافه شده و سپس قیر به مخلوط اضافه می‌شود. در حدود ۵- ۳ درصد جرم مصالح از خرده لاستیک اضافه می‌شود. درصد خرده لاستیک دراین فرآیند ۴-۲ برابر فرایند تر است.
مزایای خرده لاستیک
از عمد‌ه‌ترین مزایای استفاده از خرده لاستیک در تهیه مخلو‌ط‌های آسفالتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- مقاومت بیشتر در برابر خستگی.
- افزایش خاصیت کشش پذیری در دمای پایین.
- حساسیت حرارتی کمتر.
- الاستیسیته بهبود یافته پوشش.
- ویسکوزیته و چسبندگی بیشتر و مقاومت دربرابر شیارشدگی.
- بهبود خواص رئولوژیکی.
- کاهش درجه نفوذ (درجه نفوذ قیر در دماهای بالا به شدت و در دماهای پایین اندکی کاهش می‌یابد).
- افزایش نقطه نرمی.
- کاهش شکنندگی در درجه حرارت پایین.
- کاهش مدول مصالح.
- کاهش صدای چرخ
- مقاومت بیشتر در برابر ی خزدگی سطوح متخلخل.
همچنین نتایج آزمایش خزش نشان می‌دهد که رفتار این نوع قیرها به رفتار قیر اید‌ه‌آل نزدیک است. داد‌ه‌های رئولوژیکی، بهبود خواص قیر در دو محدوده دمایی سرد و گرم را تائید می‌کند. انواع مختلف خرده لاستیک اثرات متفاوتی بر روی خواص قیر دارد.
بررسی‌ها نشان می‌دهد که مخلو‌ط‌های آسفالتی ساخته شده با این نوع قیرها دارای مقاومت خوبی در مقابل شیارشدگی، تغییر شکل‌های دائم هستند.
