هل يمكن للأسفلت المعاد تدويره أن يحمي البيئة والركاب معًا؟

أكثر من 90% من الطرق المعبدة في الولايات المتحدة مصنوعة من الأسفلت، وهو مادة غير متجددة مشتقة من البترول.

ومن أبرز طرق تعزيز استدامة الرصف، إعادة تدوير الرصف القديم.

فعندما تتعرض الطرق للتلف وتحتاج إلى إعادة رصف، يمكن لوكالات النقل إعادة تدوير الرصف القديم وتحويله إلى مادة قابلة لإعادة الاستخدام تُعرف باسم “رصف الأسفلت المُعاد تدويره” (RAP).

تُساهم هذه العملية في تقليل انبعاثات الكربون والحفاظ على الموارد الطبيعية، وتدخل مواد RAP في نحو 95% من مشاريع رصف الأسفلت الجديدة في الولايات المتحدة.

ومع ذلك، لا يزال الباحثون يفتقرون إلى معرفة كافية حول السلامة والمتانة طويلة الأمد لهذا النوع من الرصف، مقارنة بالرصف الجديد.

RAP والاحتكاك

يتكوّن رصف الأسفلت من رابط أسفلتي وركام، الرابط عبارة عن مادة لزجة سوداء اللون تُستخدم كغراء لتماسك الرصف، وهي مشتقة من البترول.

أما الركام فهو مواد صلبة، مثل الحجارة المكسرة والحصى والرمل، تُغطى بالأسفلت لتكوين سطح طريق متماسك ومتين.

يقلل استخدام RAP من الحاجة إلى مواد جديدة، إذ يتم طحن الأسطح القديمة وإعادة استخدامها، بعد مزجها برابط جديد ومواد إضافية، لضمان الأداء الجيد.

أهمية دراسة خصائص RAP

من التحديات المرتبطة بـ RAP هو تنوع خصائصه بشكل كبير، ولأن المادة مغطاة بالأسفلت، يصعب على الباحثين تحليلها بصريًا، لذلك، طوّر فريق بحثي في جامعة تينيسي إجراءات لاختبار هذه الخصائص.

من بين الخصائص الأساسية: مقاومة الانزلاق، التي تمنع السيارات من الانزلاق أثناء الأمطار. تُقاس هذه الخاصية من خلال معامل الاحتكاك بين الإطار وسطح الطريق، وكلما ارتفع، زادت السلامة.

حوالي 75% من الحوادث المرتبطة بالطقس تحدث على طرق مبللة، ويعتمد الاحتكاك في السرعات المنخفضة على ملمس المواد الخام.

ورغم أن معظم الدراسات السابقة تناولت مواد جديدة، لم يتم التحقق بالكامل من قدرة RAP على توفير الاحتكاك الكافي.

آلية اختبار RAP

– تم تطوير عملية من خطوتين: الأولى تتضمن استخراج الركام من RAP، والثانية تحليل خصائصه.

لإزالة طبقة الأسفلت، نستخدم طريقتين:

– ميكانيكية: سحق الطبقة السوداء بمطرقة لكشف السطح الداخلي.

– كيميائية: إذابة الأسفلت بمذيب كيميائي لكشف الركام.

بعد ذلك، تم تحليل التركيب الكيميائي للركام، ونبحث في صلابته المعدنية، خاصةً السيليكا، لأنها تُوفر احتكاكًا عاليًا وتقاوم التآكل.

كما تم استخدام نظام تصوير متقدم لقياس شكل وزاوية جزيئات الركام، ونسيج سطحها، وهي عوامل تؤثر مباشرة على مقاومة الانزلاق.

فهم هذه الخصائص، خاصة مدى تأثير محتوى السيليكا على الاحتكاك، يساعد المهندسين على تحديد الكمية المناسبة من RAP لكل مشروع، دون الإخلال بسلامة الطرق.

يأمل الباحثون أن تُسهم نتائجنا في تقليل الانبعاثات، والحفاظ على الموارد الطبيعية، وضمان سلامة الطرق مع مرور الوقت.