استفاده از فناوری نانو روز به روز بیشتر می شود و در این بین کاربرد این فناوری در فعالیت های عمرانی بسیار گسترده است.
نخستین
آسفالتی که روی خیابان های شهر ریخته شد مربوط به سال 1872 میلادی است که
در یکی از خیابان های نیویورک قرار گرفت. این آسفالت واقعی حاصل تلاش دسمت
(Desmedt) شیمیدان بلژیکی بود که توانست با مخلوطی از ماسه و قیر یکی از
خیابان های منتهی به تالار بزرگ شهر را در شهر نیویورک آسفالت کند.
سپس
از روی این آسفالت برای آسفالت کردن بزرگراهی در فرانسه الگوبرداری شد و
این بزرگراه در سال 1874 آسفالت شد و سپس آسفالت به شهرها، کشورها و قاره
های گوناگون مسافرت کرد و اکنون باریک ترین و دورافتاده ترین کوچه ها و
خیابان های هر کشوری از آن بهره می برد.
اما هم اکنون مدت نه چندان
طولانی است که دانشمندان مشغول کارکردن روی پروژه های مربوط به آسفالت
هستند اما این آسفالت با آسفالت معمولی تفاوت فراوانی دارد. این نوع آسفالت
قابلیت خود تعمیری دارد. یعنی به محض خراب شدن هر بخش از آسفالت به تنهایی
قادر به ترمیم بخش از بین رفته است.
این ایده درسال 2008 شکل گرفت اما اکنون تلاش های دانشمندان برای عملیاتی کردن آن درحال نتیجه دادن است.
دکتر
ساوت ورث از فیزیکدانان دانشگاه بوستون معتقد است که مورد خود اصلاح کننده
درسال های نه چندان دور گذشته در سایر رشته ها و زمینه های علمی مورد
استفاده قرار گرفته اند.
او معتقد است «آسفالت و سیمان هر دو در
زمره نانو مواد هستند» طبق نظریات وی وجود یک ماده پلیمری ساختاری سبب
خواهد شد که ترک ها و شیارهای به وجود آمده در سطح آسفالت اصلاح شود بدین
ترتیب که با کمک گرفتن از یک عامل اصلاح کننده کپسوله و یک شروع کننده
شیمیایی کاتالیستی درون یک بستر اپوکسی این فرایند شکل خواهد گرفت.
فرایند
خوداصلاحی بدین ترتیب آغاز می شود که یک ترک در حال شروع سبب گسستن
میکروکپسول های موجود در ساختار آسفالت ترمیم شونده، شده و در نتیجه سبب
رهاسازی عامل اصلاح کننده با استفاده از خاصیت دوپینگی در میان ترک خواهد
شد و با تماس کاتالیزور موجود و عامل اصلاح ساز، این عامل شروع به پلیمریزه
شدن کرده و در اثر این فرایند دو طرف شکاف را به سمت هم نزدیک کرده و سبب
اتصال آسفالت ترک برداشته خواهد شد.
مزایای آسفالت ترمیم شونده عبارتند از:
- محدود کردن انتشار گازهای گلخانه ای
- مصرف کمتر انرژی
- کاهش سرو صدای ترافیک و حرکت اتومبیل ها روی آسفالت
- راحتی و اطمینان بیشتر در هنگام رانندگی
- ماشین ها در اثر مشکلات به وجود آمده در جاده ها خسارت نمی بینند.
شاید
دور از ذهن به نظر برسد که دراین آسفالت جدید از مواد زائدی که پیرامون ما
وجود دارد استفاده شود اما در حقیقت همین مواد زائد و دور ریختنی پیرامون
مواد اصلی تشکیل دهند آسفالت ترمیم شونده را تشکیل می دهند. این مواد
عبارتند از تفاله های کوره های شیشه پزی، خاکستر زباله های شهری، خاکستر
تولید برق با زغال، خرده آجرها، لاستیک های فرسوده ماشین ها و پلاستیک
سیمهای برق قدیمی.
هم اکنون شرکت ها و موسسات تحقیقاتی فراوانی
درحال تحقیق روی تولید آسفالت های کم صدا، ترمیم شونده، کم ارتعاش و غیره
هستند. در این میان تلاش های گروه آسفالت و لاستیک کشور ژاپن (JARRG) در
زمینه تولید آسفالت کم صدا حائز اهمیت است. در آسفالت تولیدی با JARRG
اتصال دهنده آسفالت ویسکوز توسعه پیدا کرده و سبب شده است که از انبساط پخش
تایرهای کهنه ای که به صورت ریز در اثر تردد ماشین ها بر روی آسفالت
ساییده می شوند جلوگیری به عمل آورد.
به علاوه این اتصال دهنده می
تواند به عنوان ماده ای لاستیکی بین مواد متراکم موجود در آسفالت عمل کرده و
از این راه ارتعاش و صدای حاصل از تردد ماشین ها را روی آسفالت کاهش دهد.
نمونه ای از این آسفالت در بزرگراه سوپراستشین در آریزونا به کار گرفته شده
است که با استقبال فراوانی از سوی ساکنان محلی و نیز افرادی که از این
مسیر تردد می کنند روبه رو شده است.
نمی توان گفت که این نوع از
آسفالت، آسفالتی کامل است و هیچ گونه مشکلی ندارد. علاوه بر مزایای فوق
الذکر باید معایب و کاستی های زیر را نیز برای این گونه از آسفالت ها درنظر
داشت:
- مواد تشکیل دهنده این نوع از آسفالت سبب ایجاد بخار و بوی بد در هنگام عملیات راهسازی می شود.
- هنوز تلاش های دانشمندان درخصوص قابلیت بازیافت بودن این گونه از آسفالت به نتیجه ای نرسیده است.
- نسبت به آسفالت های معمولی بسیار گران قیمت تر است.
- آسفالت باید در یک بازده دمایی معین نگاهداری شود. درغیر این صورت بلااستفاده خواهد ماند.
-
برای عملیات و آسفالت کردن خیابان ها نیاز به متخصصان ویژه ای است و
برخلاف آسفالت معمولی نمی توان تنها با چند کارگر معمولی عملیات آسفالت را
به پایان رساند.
با توجه به افزایش میزان تقاضا در حمل و نقل شهری و
بین شهری و فشار بیشتر این حمل و نقل بر مسیرهای ریلی و جاده ای می توان
پیش بینی نمود که در آینده ای نه چندان دور تقاضا برای آسفالت های ترمیم
شونده و نیز آسفالت های کم صدا افزایش یابد و به علاوه دیگر امکان مسدود
کردن جاده ای برای انجام تعمیرات وجود نداشته باشد. زیرا در این صورت بار
ترافیکی روی سایر محورها توزیع شده و مشکلات فراوان تری را برای سایر
محورها به وجود خواهد آورد.