شاید شما هم از دیدن ترک‌های عمیق بر آسفالت خیابانی که چند ماهی بیشتر از آسفالت کردن مجدد آن نمی‌گذرد متعجب شده‌اید، البته با دانستن این نکته که ترک‌های موجود بر آسفالت‌ها ناشی از عدم بسترسازی مناسب در لایه‌های زیرین آسفالت است، امکان دارد پاسخ خیلی از پرسش‌های خود را بیابید اما مشکل فقط به اینجا ختم نمی‌شود، چرا که انعکاس این ترک‌ها در بدنه روکش‌های آسفالتی جدید، موجب کاهش عمر خدمت دهی روکش و اتلاف سرمایه‌ها هم می‌شود.
به منظور جلوگیری از این مساله و افزایش مقاومت روکش در برابر گسترش ترک‌های انعکاسی، تکنیک‌های مختلفی در دنیا مورد استفاده و بررسی قرار گرفته است که در کشور ماهم این طرح تحقیقاتی به منظور افزایش طول عمر روکش آسفالت جاده‌ها و در نتیجه کاهش هزینه‌های تعمیرات آسفالت جاده‌ها تعریف و اجرا می‌شود.
برای اطلاع بیشتر از چگونگی اجرای این طرح با دکتر احمد منصوریان، عضو هیات علمی پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری گفتگو کردیم.
چه عوامل اساسی باعث شده‌اند تا بحث افزایش عمر آسفالت‌ها مطرح شود؟
سالانه مبالغ هنگفتی صرف تعمیر و نگهداری روسازی راه‌ها می‌شود. درصورتی که با اتخاذ تمهیداتی بتوان فقط یک سال بروز خرابی در روسازی راه‌ها را به تاخیر انداخت، می‌توان بامنابع حاصل از صرفه‌جویی، راه‌های بیشتر و با کیفیت مطلوب‌تر ایجاد کرد. پس از ساخت راه، روسازی آن در معرض عواملی مانند نزولات جوی و بار ترافیکی وسایل نقلیه قرار می‌گیرد.
این عوامل متناسب با شدتی که دارند منجر به کاهش کیفیت روسازی و در نتیجه اضمحلال آن می‌شوند. از جمله خرابی‌هایی که در لایه آسفالتی راه‌ها مشاهده می‌شود ترک‌های موسوم به ترک‌های انعکاسی است. این نوع ترک‌ها از لایه قدیمی آسفالت به لایه آسفالت جدید (روکش) منتقل می‌شوند.
تاکنون چه راهکاری برای جلوگیری از این مشکل ارائه شده است؟
راه‌حل‌ها و گزینه‌های مختلفی برای جلوگیری یا به تاخیر انداختن بروز این نوع خرابی پیشنهاد شده است که می‌توان به افزایش ضخامت روکش آسفالتی، استفاده از قیرهای اصلاح شده پلیمری و لاستیکی و همچنین استفاده از ژئو سنتتیک‌ها (پارچه‌گونه‌ها) اشاره کرد.
ژئوسنتتیک‌ها یا همان پارچه گونه‌ها چه موادی هستند و چه کاربردی دارند؟
ژئوسنتتیک‌ها یا پارچه‌گونه‌ها، منسوجات پلیمری‌ای هستند که همراه دیگر مصالح (خاک و سنگ) به کار می‌‌روند و باعث بهبود یا اصلاح خصوصیات مصالح موجود می‌شوند.
ژئوسنتتیک‌ها دارای انواع مختلف هستند و برای منظورهای مختلفی همچون تسلیح، فیلتراسیون، زهکشی، جداسازی و حفاظ گازها و مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آنچه که امروزه ژئوسنتتیک نامیده می‌شود در حقیقت منسوجاتی است که نخستین بار در کنترل فرآیند فرسایش زمین توسط بارت سال 1966 استفاده شد.
تاریخچه استفاده از این مواد در راهسازی به چه زمانی باز می‌گردد و استفاده از آنها در ایران در چه وضعیتی است؟
اواخر دهه 1960 در فرانسه با استفاده از الیاف بافته نشده (non-woven) نسبت به تسلیح لایه‌های خاک اقدام شد که به عبارتی اولین گام در استفاده از ژئوسنتتیک‌ها در راهسازی بود. اولین گام در تولید صنعتی این نوع مصنوعات پلمیری توسط 2 کشور آلمان و انگلستان برداشته شد.
اولین محصولات ژئوسنتتیکی که وارد آمریکا شد حاصل تولیدات کارخانجات انگلستان بود که اواخر دهه 1970 به این کشور صادر شد. اولین تحقیقات در زمینه استفاده از ژئوسنتتیک‌ها در لایه‌های روسازی نیز به دهه 1980 بر می‌گردد.
اگرچه از زمان به رسمیت شناخته شدن محصولات ژئوسنتتیک در سطح جهان به عنوان مصالح مفید در طرح‌‌های عمرانی حدود 40 سال می‌گذرد، ولی در ایران به دلایلی از جمله ناآشنایی عوامل اجرایی، هزینه اولیه بالا و وجود بعضی ابهامات، استفاده از این محصولات کمتر مورد توجه قرارگرفته است؛ این در حالی است که با تحقیقات کتابخانه‌ای، آزمایشگاهی و میدانی می‌توان از فناوری‌های جدید که در حاشیه قرار گرفته‌اند یا توجه زیادی به آنها نمی‌شود، در فعالیت‌های عمرانی استفاده کرد و به عنوان یک گزینه در کنار دیگر راه‌حل‌هایی که همگی از نظر فنی قابل قبول هستند ارزیابی اقتصادی کرد.
وجه تمایز پژوهش حاضر با دیگر کارهای مشابه در چیست؟
اگر چه استفاده از مصالح ژئوسنتتیک (بخصوص از نوع ژئوتکستایل) در لایه‌های روسازی (بویژه لایه آسفالتی) در مقیاس محدود در بعضی طرح‌ها مشاهده می‌شود، ولی واقعیت این است که چارچوب یک طرح تحقیقاتی در آنها رعایت نشده است. به عبارت دیگر استفاده از مصالح مذکور معمولا بدون برداشت دقیق وضعیت موجود آسفالت بوده است، در صورتی که برای قضاوت درباره اثر استفاده از یک محصول در جلوگیری از وقوع مجدد یک خرابی، ضمن آن‌که باید فرآیند پس از اجرا را ردیابی کرد لازم است از وضعیت خرابی‌های موجود و پیش از استفاده از محصول نیز اطلاع حاصل کرد.
طرح پژوهشی حاضر که از سوی پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری در دست انجام است در واقع اولین طرح تحقیقاتی میدانی در سطح کشور است که ضمن بررسی میدانی انواع مواد و محصولات سنتی و مدرن (اعم از تولیدات داخل و خارج) برای جلوگیری (به تاخیر انداختن) ترک‌های انعکاسی، سعی در بومی‌سازی روش‌های مدرن و پیشرفته رایج در دنیا دارد. علاوه بر آن در این پژوهش سعی بر آن است که امکان توسعه تولیدات و محصولات پارچه‌گونه‌ها به وسیله تولیدکننده‌های داخلی ارزیابی شود.
استفاده از این مواد چه اثرات اقتصادی مثبتی در بر خواهد داشت؟
حقیقت آن است که اطلاعات اندکی از اثرات اقتصادی ژئوسنتتیک‌ها در منابع معتبر داخلی و خارجی وجود دارد که با انجام این طرح پژوهشکده حمل و نقل سعی کرده است در یک چرخه عمر مناسب، هزینه گزینه‌های مختلف را برای جلوگیری از بروز ترک‌های انعکاسی با یکدیگر مقایسه کند.
همان‌طور که قبلا اشاره شد، در این طرح از ژئوسنتتیک‌های تولید داخل نیز استفاده شده که در صورت اخذ پاسخ مثبت از عملکرد محصولات داخلی می‌توان از این محصولات در عملیات راهسازی استفاده بهینه کرد و مطمئنا این امر در قیمت تمام شده عملیات تعمیر و نگهداری موثر خواهد بود.
برای اجرای این طرح چه مراحلی را طی کردید؟
پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری در سال‌های 1382 تا 1384 با تعریف و انجام طرحی تحقیقاتی باعنوان بررسی استفاده از ژئوسنتتیک‌ها در لایه‌های روسازی به منظور کاهش ضخامت روکش و جلوگیری از ایجاد ترک در آن» ضمن بررسی مبانی نظری و مطالعات اولیه تکنیک‌های مختلف برای کنترل ترک‌های انعکاسی، دستورالعمل اجرایی استفاده از محصولات ژئوسنتتیک را نیز تهیه کرد.
از آنجا که برای رفع ابهامات در زمینه استفاده از محصولات ژئوسنتتیک لازم بود تا علاوه بر مطالعات تئوریک و کارهای آزمایشگاهی، عملکرد میدانی (جاده‌ای) این محصولات نیز ارزیابی شود، در سال 1386 اجرای میدانی محصولات ژئوسنتتیک در دستور کار پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری قرار گرفت. در واقع نتایج به دست آمده از این تحقیقات میدانی می‌تواند مکمل و کنترل کننده نتایج تحقیقاتی باشد که از طریق مطالعات کتابخانه‌ای و آزمایشگاهی به‌دست آمده است.
در ضمن پژوهشکده حمل و نقل با انجام فراخوانی از تمامی شرکت‌های داخلی تولیدکننده ژئوسنتتیک که محصولات آنها قابلیت استفاده در لایه‌های آسفالتی را داشته دعوت به عمل آورد تا ضمن ارائه مشخصات محصولات خود در صورت تمایل در انجام این طرح پژوهشی مشارکت کنند. در نهایت 4شرکت ایرانی و 3 نمایندگی از کشورهای آلمان، انگلستان و اتریش برای همکاری اعلام آمادگی کردند.
پس از بحث و بررسی در جلسات متعدد کارشناسی و براساس مطالعات انجام شده در مراحل قبلی، در نهایت 8 نوع از محصولات ژئو سنتتیک (از نوع ژئوتکستایل، ژئوگرید و ژئوکامپوزیت) انتخاب شدند. گفتنی است که بر اساس مطالعات مقدماتی و به منظور بهره‌برداری بیشتر از موقعیت فراهم شده تصمیم بر آن شد تا در کنار محصولات ژئوسنتتیک از توری سیمی، قیرگونی و ماسه آسفالت نیز استفاده شود.
این طرح تحقیقاتی در کجا به اجرا درآمده است و برای اجرایی کردن آن چه مراحلی را پشت‌سر گذاشته‌اید؟
برای اجرای میدانی محصولات مذکور، مسیر برگشت جاده قدیم تهران قم حد فاصل تپه شهرداری و گردنه حسن‌آباد به طول تقریبا 2 کیلومتر انتخاب شد. گفتنی است، نقطه شروع و پایان طرح دارای ارتفاعی به ترتیب حدود 1212 متر و 1115 متر از سطح دریاست. عبور ترافیک سنگین در این مسیر، وجود خرابی‌های مورد انتظار در مسیر و همچنین نزدیکی به شهر تهران به همراه رژیم آب هوایی حاکم بر منطقه از جمله دلایل انتخاب این مسیر برای انجام مطالعات میدانی بوده است.
پس از انتخاب محل اجرای پروژه، ضمن ثبت خرابی‌های موجود در روسازی مسیر (ترک‌های طولی، عرضی، پوست سوسماری، بلوکی و هوازدگی، قیر زدگی و چاله) با انجام آزمایش‌های مخرب ( از جمله CBR) و غیر مخرب (از جمله FWD) وضعیت روسازی مشخص شد. بر اساس مطالعات انجام شده تا این مرحله و با توجه به خصوصیات مصالح مورد استفاده ( انواع ژئوسنتتیک، توری سیمی، قیرگونی و ماسه آسفالت) طراحی ضخامت روکش آسفالتی انجام شد. لازم به ذکر است طول هریک از قطعات آزمایشی تقریبا برابر 150 متر درنظر گرفته شده است. براساس برنامه‌ریزی‌های از پیش تعیین شده، برداشت وضعیت روسازی در هر یک از قطعات در فواصل زمانی 3 ماه (برای سال اول) و 6 ماه ( از سال دوم به بعد) و جمعا به مدت 7 سال انجام خواهد شد. ارزیابی عملکرد هریک از محصولات نیز با مقایسه وضعیت روسازی در محل اجرای محصولات و قطعه شاهد انجام می‌شود.
برای پیشبرد این طرح چه مراکز و سازمان‌هایی شما را حمایت کرده‌اند؟
تحقیقات حاضر با محوریت پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری و با مشارکت جهاد دانشگاهی صنعتی امیرکبیر و اداره راه و ترابری استان تهران در حال انجام است. آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک وزارت راه و ترابری درخصوص انجام تعدادی از آزمایش‌های مورد نیاز و برخی از شرکت‌های تولیدکننده ژئوسنتتیک داخل و خارج کشور نیز در این طرح همکاری داشته‌اند.
باتوجه به نتایج تحقیقات و نقش این مواد در افزایش عمر آسفالت‌ها، آینده این طرح را چگونه می‌بینید؟
همان طور که گفته شد، برای بیان نتیجه نهایی بخصوص برای محصولات تولید داخل که برای اولین بار در یک پروژه تحقیقاتی نیمه صنعتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند، به گذشت زمان و بررسی عملکرد محصولات در فواصل زمانی مشخص نیاز است. با وجود این بر اساس نتایج تحقیقات تا این زمان انتظار می‌رود با اخذ جواب مثبت فصل نوینی در استفاده از محصولات مذکور در تعمیر و بهسازی راه‌های آسفالتی کشور آغاز شود.