کاربرد قیر در آسفالت

اصلاح خواص آسفالت با استفاده از ترموپلاستیکهای غیر لاستیکی

پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلرید، پلی استیرن و اتیلن وینیل استات پلیمرهای غیر پلاستیکی (non rubber thermoplastic) اصلی هستند که برای اصلاح خواص قیر جاده مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. این مواد به عنوان ترموپلاستیک ها بر اساس نقطه نرمی در دمای بالا و نقطه سخت شدن در دمای پایین مشخص می شوند. این پلیمرهای بر روی نقطه نفوذ بیشتر از نقطه نرمی تأثیر می گذارند که این رفتارشان برخلاف ترموپلاستیک های الاستومر است.

آسفالت در راهسازی

وقتی ترموپلاستیک ها با قیر مخلوط می شوند، در دمای مشخصی تجمع می کنند و باعث افزایش ویسکوزیته قیر می شوند. به هرحال این مواد نمی توانند باعث افزایش قابل توجه الاستیسیته قیر بشوند و وقتی گرم شوند، می توانند جدا شوند که ممکن است باعث پخش درشت (coarse dispersion) در هنگام سرد شدن بشود.

کوپلیمرهای پلی وینیل استات مواد ترموپلاستیک با ساختار تصادفی هستند که بوسیله کوپلیمریزاسیون اتیلن با وینیل استات سنتز می شوند. کوپلیمرهای با محتوای وینیل استات کم خواصی شبیه پلی اتیلن با دانسیته کم دارد. با افزایش مقدار وینیل استات خواص کوپلیمر تغییر می کند. خواص اتیلن وینیل استات بر اساس وزن مولکولی و مقدار وینیل استات به شکل زیر تعیین می شود.

وزن مولکولی: وزن مولکولی بسیاری از پلیمرها با یک معیار جایگزین تعیین می شود. یک روش استاندارد و جایگزین برای اتیلن وینیل استات ها اندازه گیری شاخص جریان ذوب (Melt Flow Index MFI) است. مقدار MFI یک آزمون ویسکوزیته است که مانند نقطه نفوذ به طور معکوس به وزن مولکولی مربوط است؛ مانند شاخص نفوذ که نفوذ بیشتر نشان دهنده وزن مولکولی میانگین کمتر و ویسکوزیته کمتر قیر است.

مقدار وینیل استات: به منظور درک اثرات عمده وینیل استات بر روی خواص قیر اصلاح شده ساختار نشان داده شده در شکل 5.11 را در نظر می گیریم. شکل نشان می دهد که تکه های پلی اتیلن ویژه از زنجیر چگونه نزدیک یکدیگر به صورت یک پک قرار می گیرند که این ناحیه به عنوان قیمت کریستالی شناخته می شود. به علاوه این شکل نشان می دهد که توده های وینیل استات چطور پک های نزدیک به هم را به منظور ایجاد نواحی آمورف قطع می کند. قسمت کریستالی نسبتاً سخت است و تأثیر تقویت کننده دارد و قسمت آمورف خاصیت لاستیکی دارد. درنتیجه واضح است که با افزایش مقدار وینیل استات نسبت ناحیه لاستیکی افزایش می یابد و با کاهش مقدار وینیل استات نسبت ناحیه کریستالی افزایش می یابد.

رنج وسیعی از کوپلیمرهای پلی وینیل استات موجود است که بر اساس MFI و مقدار وینیل استات مشخص شده اند. اتیلن وینیل استات به خوبی در قیر پخش شده و سازگاری خوبی با آن دارد و در دمای میکس آسفالت پایداری بالایی دارد. به هر حال در هنگام ذخیره سازی به صورت ساکن مقداری جدایش فاز ممکن است روی بدهد و به همین دلیل است که باید قیرهای اصلاح شده را قبل از استفاده مخلوط کرد.