راه آسفالتی یا بتنی؟

[امـیـر بـیـگـی]

با توجه به افزایش سطح تولید سیمان در کشور و روند رو به افزایش آن و توجه به اینکه امکان صادرات کامل محصول مازاد سیمان کشور به سهولت میسر نیست، لازم است در زمینه کاربردهای جدید سیمان در کشور بازاندیشی نماییم تا بتوانیم برای سیمان اضافی موجود در بازار در حال و آینده زمینه مصرف مناسبی فراهم آوریم.
یکی از زمینه های کاربرد پر مصرف سیمان، که در کشور ما از آن استفاده نشده است، کاربرد سیمان در جاده سازی و به عبارت دیگر احداث جاده های بتنی است. با توجه به عملکرد نامناسب آسفالت در بسیاری از جاده های کشور به نظر می رسد مطالعه و بررسی در این زمینه ضروری باشد.
ورود: ارزانی و فراوانی سیمان، همراه با گران شدن قیر و کیفیت پائین آسفالت جاده ها، این فرصت را بوجود آورده است تا بتوان بتن راجایگزین (همراه) آسفالت نمود .
سابقه : با نگاه به تاریخ جاده سازی در جهان و به خصوص در ایران و بررسی کیفیت جاده هایی که از سنگ و ساروج ساخته شده بودند، همگی حكایت از دوام و کارایی آن در شرایط متفاوت آب و هوایی می کرد .
تعریف بتن: اختلاط ، با ترکیب مناسبی از سیمان، سنگدانه و آب را بتن گویند.
تعریف آسفالت: اختلاط، با ترکیب مناسبی از قیر و سنگدانه را آسفالت گویند.
ملاحظه می شود که با همه تفاوت هایی که از حیث تامین مواد اولیه و فراوری آنها وجود دارد، اما از بسیاری جهات شبیه یكدیگرند. امروزه بتن و محصولات آن، سنگ با اشكال گوناگون، آسفالت با انواع خواص در احداث جاده ها و خیابان ها، در بزگراهها و پیاده روها، گاه حضوری پایاپای و مكمل هم دارند.
متاسفانه در کشور ما ایران، درتمام سالهای سازندگی، بعلت کمبود و گرانی سیمان و همزمان ارزانی و فراوانی قیر و گازوییل، همراه با سهولت اجرا، باعث گردید تا بجای استفاده صحیح و مناسب از سه عنصر عمده راهسازی، عملا فقط آسفالت را تنها بكار بگیریم. اما واقعیت این است که راهسازی، بدون استفاده از بتن و سنگدانه (شکسته و یا شكل داده) ناقص وفاقد کارایی است. نتیجه همین است که امروز انواع آسیب ها و نقصان ها را در تمام جاده ها و معابر برون شهری و درون شهری ملاحظه می نماییم.

معایب آسفالت
نشست، ترك، روراندگی، موج برداشتن، روان شدن قیر، جداشدن سنگدانه، قیر رفتگی، آسفالت کندگی، چاله شدن، آبگرفتگی، خشن شدن سطوح جاده ها و غیره که این معایب خود باعث:
از دست رفتن منابع ملی، استهلاك سریع وسایط نقلیه و ناوگان حمل و نقل، مخاطرات و تصادفات جاده ای، کندی حرکت و افزایش بار ترافیكی، افزایش هزینه های نگهداری و غیره که همگی ناشی از چنین روش اجرایی و سهل انگاری در روش اجرایی است. طبعا آثار و عواقب اقتصادی و اجتمایی آن غیر قابل محاسبه و جبران است .
کاربرد بتن و سنگ، :کارایی و دوام آسفالت را دو چندان و بسیاری از عیوب آنرا مرتفع می سازد.

خواص مطلوب آسفالت
١- نرمی در حرکت و آسایش راننده
٢- روانی حرکت خودرو و سهولت چرخش و حرکت لاستیك، همراه با استهلاک کمتر
٣- تجانس قیر با آسفالت
۴- انعطاف وشکل پذیری (الاستو پلاستیسیته) درزیر عبور چرخ

خواص مطلوب بتن و سنگ
١- مقاومت مكانیكی و تحمل فشار و بار ترافیكی
٢- مقاومت مكانیكی و تحمل کشش ناشی از تحرك و جابجایی زیر سازی
٣- عدم جدا شدن سیمان و سنگدانه، درصورت طرح اختلاط درست و اجرای مطلوب
۴- چسبندگی خوب با زیر سازی، بعلت تجانس با خاک
5- مقاومت خوب حرارتی در نوسانات حرارتی شب و روز و در طول سال (ظرفیت حرارتی بالا)

ضعف آسفالت
١- شكنندگی قیر در سرمای زیاد و روانی در گرمای زیاد و آسیب آسفالت در هر دو حالت (ظرفیت حرارتی کم )
٢- چسبندگی کم به زیر سازی (قیر پاشی کفایت از این ضعف نمی آند)
٣- مقاومت کم مكانیكی در تحمل فشار و کشش بار ترافیكی
۴- مقاومت کم مكانیكی در تحمل کشش ناشی از جابجایی زیرسازی

ضعف بتن
١- لزوم طرح اختلاط و اجرای مناسب با شرایط آب و هوایی و جلوگیری از ترك خوردگی
٢- روانی کم در حرکت خودرو و لغزیدن لاستیك

چنانچه به موارد ضعف و مطلوبیت آسفالت و بتن توجه شود، بیشتر به مكمل بودن و لزوم کاربرد همزمان آنها در راهسازی متوجه می شویم .
امروزه با استفاده از بتن و سیمان، ضمن افزایش کارایی آسفالت، با استفاده از افزودنی ها، کیفیت های ویژه به آسفالت داده اند. عدم پاشش آب به اطراف و بخصوص اتومبیل های پشت سر که موجب کاهش دید می گردد، از نوآوری های مهم در تحقیقات و کاربرد آسفالت و بتن بوده است .
ملاحظه می شود، استفاده از بتن در راهسازی، تنها نقش مقاومت مكانیكی نداشته، بلكه نقش تكیه گاهی و اصطلاحا پاخوری (Pad) برای آسفالت بسی مهمتر است .
متاسفانه، درایران بجای نگرش درست به دلایل آسیب های آسفالت ، با آسفالت مجدد آنرا ترمیم مكنند که طبعا ثمری در بر ندارد .
امروزه، در اجرای بزرگراه ها و راه های درجه یك، ترکیبی از لایه به ضخامت ٢۵ سانتیمتر بتن و سپس یک یا دو لایه نازک آسفالت راه با کارایی و کیفیت مطلوب آماده بهره برداری می گردد.

مقایسه اقتصادی
حال که امروز، سیمان فراوان و ارزان را در مقابل قیر و گازوییل کم و گران داریم، خوب است با یك محاسبه اقتصادی و هزینه ای، آخرین بهانه را در کاربرد بتن در راه سازی مورد ارزیابی قرار دهیم .
در اینجا و برای سهولت، دو طرح راه سازی زیر برآورد شده اند :

طرح آسفالت شامل :
١- آسفالت رویه (توپکا) ۵ سانتیمتر
٢- بیندر (آستر) ٨ سانتیمتر
٣- اساس ١٢ سانتیمتر
۴- زیر اساس ٢٠ سانتیمتر
۵- سنگ شکسته ١۵ سانتیمتر

طرح بتنی شامل :
١- آسفالت رویه ٢ سانتیمتر
٢- صفحه بتن با عیار ٢۵٠ به ضخامت ٢۵ سانتیمتر
٣- زیر اساس ١٠ سانتیمتر
۴- سنگ شکسته ١٠ سانتیمتر
محاسبات اقتصادی، برای طرح های فوق را برای یک متر مربع راهسازی با استفاده از فهرست بهای راهسازی و با حذف جزییات انجام می دهیم.

الف –هزینه طرح آسفالت
http://www.civilmaster.ir/fa/images/stories/88_03/24.png


ب- هزینه طرح بتنی
http://www.civilmaster.ir/fa/images/stories/88_03/25.png


بدیهی است اگر در محاسبات فوق، ضرایب و تعدیل را هم برآورد نماییم، اختلاف بسی بیشتر می گردد. برای درک بهتر از شرایط، هزینه های فوق را با قیمت های روز محاسبه می کنیم .
الف- هزینه طرح آسفالت
http://www.civilmaster.ir/fa/images/stories/88_03/26.png


ب- هزینه طرح بتنی
http://www.civilmaster.ir/fa/images/stories/88_03/27.png


نتیجه
ملاحظه می شود، راهسازی با استفاده از صفحه بتنی، علاوه بر همه مزایای فنی و مهندسی، از نظر اقتصادی نیز کاملا باصرفه تر است. شایان ذکر است که اصولا و با عنایت به توضیحات بالا، دوام و عمر بتن، حدود 1.5 تا 2 برابر آسفالت است. بنابراین از ارزش اقتصادی، فنی و اجتماعی بسیار بیشتری برخوردار است.