ملاحظات فنی SPG
محصـــولی منحصـــر به فرد برای کاهش قیر و هزینهای اجرایی و افزایش دوام عمـر آســـــفالت
( شهرداریها ، وزارت راه و شهرسازی ، کارخانه های آسفالت )
مقدمه:
كشور ايران،سرزمين پهناوري است كه داراي مناطق با شرايط اقليمي و توپوگرافي بسيار متنوع مي‌باشد، بطوريكه داراي مجموعه‌اي از نقاط مرتفع و كوهستاني سردسير در شمال و غرب كشور، كوهستاني و گرمسير در جنوب و شرق كشور، و همچنين دشتهاي كويري و مناطق جلگه‌اي با شرايط آب و هوايي بسيار متنوع است. راههاي شوسه ارتباطي، عمده‌ترين عامل دسترسي مناطق مي‌باشد كه به دليل وجود منابع غني نفت‌خام در كشور تقريباً تمامي راههاي اصلي داراي رويه آسفالتي مي‌باشند.
آسفالت داراي خصوصيتي است كه هرچه از عمر آن مي‌گذرد،از خاصيت رزيني قير داخل آن كاسته مي‌شود و همين امر موجب كاهش چسبندگي قير به مصالح سنگي خواهدشد. مخصوصاً در مناطقي كه باران‌خيز باشند (ازجمله شمال كشور كه در بسياري از روزهاي سال، بارندگي است و درصد رطوبت بالاست) و نيز مناطقي كه سطح آبهاي زيرزميني بالاست، نفوذ آب به داخل آسفالت، بخصوص در شرايطي كه تمهيدات لازم و كافي جهت زهكشي وجود نداشته‌باشد، منجر به ايجاد خرابي مي‌گردد. افزايش جمعيت و به تبع آن افزايش حجم ترافيك، باعث تشديد خرابيهاي آسفالتي مي‌شود، بطوريكه اجراي رويه‌هاي آسفالتي گرم متداول در مناطق با حجم ترافيكي بالا، تكرار بارگذاري و نامساعد ازلحاظ جوي، خرابيهايي نظير انواع تركها،عريان شدگي مصالح سنگي از قير، گودي مسير چرخ و گودزدگي را به همراه خواهد داشت. اين خرابيها مستلزم اجراي عمليات تعمير و بهسازي در فواصل زماني نسبتاً كوتاهي پس از بهره‌برداري و متعاقب آن، صرف هزينه فراواني است. لذا در اين موارد،استفاده از مخلوطي كه بتواند با افزايش چسبندگي قير و مصالح سنگي، تنشهاي بوجود آمده از پديده هاي مذكور را تحمل نمايد و از بوجود آمدن انواع تغييرشكلها در روسازي بكاهد، ضروري بنظر مي‌رسد.
تعريف مسئله:
پايين بودن عمر عملكرد آسفالتهاي متداول نوسان رو به رشد قیمت قیر و هزينه‌هاي گزافي كه بابت نگهداري روسازيها پرداخت مي‌شود و همچنين صدمات بوجود آمده در بعضي مناطق خاص روسازي، ازقبيل ايستگاههاي اتوبوس، تقاطعات، ميدانها،شيبهاي تند، مناطق پرترافيك خيابانها، پاركينگهاي مراكز صنعتي و عرشه پلهاي فلزي، ضرورت استفاده از آسفالتي را مي‌طلبد كه بتواند با داشتن خصوصيات بسيار ممتازتري نسبت به ساير مخلوطهاي آسفالتي، نيازهاي مربوطه به اين مناطق را برآورده نمايد.
آسفالت مقاوم spg به دليل چسبندگي فوق‌العاده، پايين بودن فضاي خالي و بالا بودن مقاومت مكانيكي نیز مي‌تواند بهترين گزينه باشد. قابل توجه اينكه بزرگترين ضعف آسفالت در كشش است. پايين بودن مقاومت كششي مخلوط بتن آسفالتي، از عوامل بروز خرابيهايي نظير تركهاي حرارتي، تركهاي خستگي، عريان‌شدگي مصالح سنگي از قير، جداشدگي دانه‌ها (شن زدگي)، ايجاد چاله و درنهايت اضمحلال روسازي مي‌باشد. درحاليكه آسفالت spg به دليل ساختار خاص خود (تركيب و امتزاج فيلر و قير و توليد چسبنده‌اي با الت قطبي بسيار بالا) و همچنين تخلخل بسيار كم مي‌تواند مسائل و مشكلات مذكور را برطرف نمايد. از آنجايي كه مصالح سنگي مي‌توانند تأثير قابل توجهي برروي خصوصيات مكانيكي آسفالت spg داشته‌باشند و اينكه با توجه به مطالعات انجام شده، كارهاي تحقيقاتي كمي در اين زمينه انجام گرفته‌است، لذا بررسي تأثير انواع مصالح سنگي (درشت دانه، ريزدانه و فيلر) در اين مخلوطها و درنهايت بدست آوردن دانه بندي بهينه‌اي كه بيشترين مقاومت كششي را بدهد، ضروري بنظر مي‌رسد.
اهميت مسئله:
فرسودگي و شكست در رويه بزرگراههاي داراي حجم ترافيك، بارگذاري و سرعت ترافيك بالا، نياز به لايه‌اي نازك را كه با آن رويه‌هاي جديد ساخته شوند و يا رويه‌هاي قديمي جهت عبور چنين ترافيكي احيا شوند، ايجاب مي‌نمايد.
با شرايط ترافيك امروزي، با افزايش حجم ترافيك، حركتها و توقفهاي ناگهاني، رويه‌هاي قديمي نمي‌توانند سرويس‌دهي قابل اطميناني داشته‌باشند، مخصوصاً زماني كه قرار باشد، آسفالتهاي متداول برروي سطوح بتني قديمي اجرا گردند.
آسفالت spg به دليل دارا بودن مقاومت مكانيكي بالا از يك طرف و حداقل فضاي خالي از طرف ديگر، از پتانسيل بالاتري در تمام شرايط بارگذاري نسبت به مخلوطهاي آسفالتي متداول برخوردار مي‌باشد و داراي عمر خستگي طولاني‌تري است.
آسفالت، تركيبي از مصالحي است كه در مواقع گرما منبسط و در فصل سرما منقبض مي‌شوند. گرما در مخلوط، ايجاد فشار و سرما ايجاد كشش مي‌نمايد و درنهايت باعث ناتواني مخلوط آسفالتي گرم در امر مستهلك كردن اين تنشهاي داخلي مي‌شوند. تنشهاي حرارتي ايجادشده در آسفالت مي‌توانند باعث خرابي سازه‌اي آسفالت شوند و بصورت موج برداشتن، گودي مسير چرخ و … خود را نشان دهند. ولي تنشهاي كششي ايجادشده در خلال سرما خود را با ايجاد تركهايي در داخل آسفالت ظاهر مي‌سازند.
آسفالت spg مي‌تواند در برابر بارهاي ترافيكي سنگين و شرايط نامساعد جوي براي مدتي طولاني مقاوم باشد. چسبندگي بهتر بين قير و مصالح سنگي در اين نوع آسفالتها و درنتيجه افزايش مقاومت كششي، مي‌تواند اين مخلوطها را داراي كاربرد ويژه و ممتازي ازجمله بعنوان روكش عرضه پلهاي فلزي بنمايد.
مسائل اقتصادي:
براساس مطالعات انجام شده و تجربيات بدست آمده،آسفالت spg نسبت به آسفالت های متداول ، داراي مزاياي بسياري است كه مهمترين آنها،افزايش عمر مفيد و دوام اين مخلوطها مي‌باشد. اصولاً در بسياري از موارد، تعميرات بعضي از خيابانهاي داخل شهر و يا جاده‌هاي برون شهري، به علت حجم ترافيك سنگين، كاري بسيار مشكل است. در چنين محلهايي،انحراف ترافيك باعث بوجود آمدن هزينه‌هاي مختلفي بر مصرف‌كنندگان آن جاده خواهدشد. ضمن اينكه در بعضي از شرايط، اين امر امكان‌پذير نمي‌باشد.كاربرد آسفالتهاي spg ، نياز به تعميرات مرتب و دائمي ندارد،كه از اين بابت، قطعاً سود سرشاري عايد سرمايه‌هاي ملي مملكت خواهدكرد.همچنین با توجه به هزینه خرید قیر ، هزینه حمل قیر تا کارخانه ، هزینه سوخت ، هزینه نگهداری و بهره برداری از قیر نیز تاثیر بسزایی در افزایش هزینه های جاری آسفالت های متداول دارد که این مشکل با جایگزین شدن پودر spg به جای بخش قابل توجهی از قیر گام بلندی در یک صرفه جویی عظیم اقتصادی می باشد . بنابراين از هرحيث، صرفه اقتصادي و فني آسفالتهاي spg بر آسفالت های متداول محرز مي‌باشد و قطعي است كه با استفاده از مخلوطهاي آسفالتي spg ، سالانه صرفه‌جويي قابل ملاحظه‌اي در بودجه عمراني كشور بوجود خواهدآمد.
آسفالت spg :
مخلوطي است كه از تركيب مصالح سنگي و قير( به مقدار کاهش یافته ) و پودر spg .
آسفالت spg يكي از انواع آسفالتهاي گرم مي‌باشد، كه اساساً در ایران ابداع گرديده است و در انحصار شرکت توسعه ساخت قائم شاهرود می باشد..
.
خصوصيات آسفالت spg :
آسفالت spg داراي مشخصات فوق‌العاده‌اي مي‌باشد كه از اين حيث نسبت به ساير مخلوطهاي آسفالت گرم داراي ارجحيت است. خصوصيات مهم اين آسفالت به شرح ذيل است:
1. داراي چنان قابليتي است كه پس از گذشت تنها چند ساعت مي‌توان ترافيك را برروي آن عبور داد.
2. به انواع سطوح مخصوصاً سطوح بتني با سيمان پرتلند به سختي مي‌چسبد و داراي خواص پيوستگي و چسبندگي بالايي است.
3. داراي استقامت كافي و مقاومت در برابر فرسودگي در هنگام عبور ترافيك بدون جابجايي بيش از اندازه مي‌باشد.
4. اين آسفالتها، روسازي متراكم و مقاومي ايجاد مي‌نمايند، كه دچار روزدگي قير نشده، در آينده اثري از فشار ترافيك برروي آن مشاهده نمي‌گردد.
5. اين روسازي، بسيار بادوام و داراي سطح سرويس عالي جهت استفاده به مدت چندين سال مي‌باشد.
كاربرد و كارهاي اجرايي با آسفالت spg:
ويژگيهاي متعددي كه در خصوصيات مكانيكي آسفالت spg مشاهده شده، موجب گرديده كه اين نوع آسفالت در بسياري از موارد مشكل‌زا در پروژه هاي عمراني مورد استفاده قرار گيرد.
در ذيل به مهمترين كاربردهاي اينگونه آسفالها در صنايع مختلف پرداخته مي‌شود:
1-استفاده در روكش راهها:
آسفالت spg براي روكش خيابانها و بخصوص مناطق بحراني كه داراي حجم ترافيك بالا و يا بار محوري زياد مي‌باشند،بيش از پيش مورد توجه متخصصين و كارشناسان قرار می گیرد. با استفاده از آسفالت spg در روسازي مناطق صنعتي، ايستگاههاي اتوبوس، تقاطعات اطراف ميادين و خيابانهاي پرترافيك شهري و بين شهري، سراشيبيها و راههاي كوهستاني مي‌توان از بوجود آمدن پديده موج برداشتن آسفالت جلوگيري به عمل آورد. همچنين در جاده‌ها و مناطقي كه وسايط نقليه سنگين عبور مي‌كنند، بخصوص در مناطق گرمسير، كاربرد اين مصالح كمك شاياني در جهت جلوگيري از خرابي ناشي از گودي چرخ مي‌كند. به جهت غيرقابل نفوذ بودن،اين مخلوط مي‌تواند در روسازي مناطق پرباران مورد استفاده قرار گيرد و طبيعتاً از ضايعات ناشي از نفوذ آب به داخل روسازي جلوگيري به عمل آورد.
نظر به اينكه تعميرات،لكه‌گيري و ترميم روسازيهاي خراب شده يكي از معضلات مربوط ب نگهداري راه بخصوص در مناطق پر ترافيك- كه قطع تردد مشكلات عديده ترافيكي به بار مي‌آورد- مي‌باشد. با استفاده از آسفالت spg ، اجراي عمليات رفع معايب روسازي با سرعت و كيفيت قابل‌توجهي امكان‌پذير است.
2- محل پايانه‌ها و ايستگاههاي وسايط حمل و نقل سنگين :
روكش آسفالتي متداول در محل پايانه‌ها و ايستگاههاي وسايط حمل و نقل سنگين به دليل حركت كند و همچنين توقفهاي نسبتاً طولاني، اين وسايل به مرور زمان دچار پديده خزش گرديده، بعد از مدتي، تغيير شكلهاي موجي شكل و گوديهاي اثر چرخ در سطح روسازي آشكار مي‌شود. اين پديده در مناطق گرمسير، بحراني‌تر مي‌باشد. همچنين در بنادر و اسكله‌ها كه عموماً سطوح از بتن ساخته شده كه دراثر تردد وسايط نقليه، دچار ساييدگي و نيز بروز تركها و شكستگيهايي در روسازي مي‌شود و يا اگر از آسفالتهاي معمولي جهت روكش اين سطوح استفاده شود، به دليل ضعف اتصال بين‌اسفالت و سطوح دیگر، به مرور در اثر شتاب و ترمزگيري كاميونها، آسفالت جمع شده، سطوح حركت، موجي شكل مي‌گردند. آسفالت spg بدليل مقاومت بالا درمقابل خزش و همچنين چسبندگي قوي با لايه‌هاي زيرين به عنوان يكي از بهترين روكشها تجربه شده است. استفاده از spg در بنادر علاوه بر موارد فوق به دليل ويژگي آب‌بندي spg موجب حفاظت درمقابل عوامل جوي نيز مي‌شود.
3-استفاده در تونلها و عرشه پلهاي بتني:
آسفالت spg باعث افزايش استقامت.دوام و مقاومت دربرابر تغييرشكل در اثر رد چرخ در تونلها مي‌شود.
آسفالت spg همچنين مي تواند دربرابر اشعه ماوراي بنفش و شوك حرارتي ناشي از تغييرات سريع حرارتي مقاومت داشته‌باشد. مشكل خرابيهاي ناشي از تغييرات حرارتي با استفاده از قير درياچه‌اي وچسبنده‌هاي پليمري تا حد زيادي قابل حل است.
4-استفاده در ساير روسازيها:
آسفالت spg ، يكي از روسازيهاي موردپسند در سطح پياده‌روها و شهرکها و پارکها و سطوح مشابه خصوصاً در مناطق شهري است. يكي از بزرگترين مزاياي آن راحتي ساخت، تعمير ديرهنگام مي‌باشد.
لازم به ذکر است که در این نوع مسیرها می توان از نوع رنگی آسفالت spg نیز بهره برد .
مزايا آسفالت spgمقاوم :
آسفالتهاي spg در سطح وسيعي از صنايع، زيرساختهاي اقتصادي و زيربنايي كاربرد دارند.
مهمترين مزاياي استفاده از آسفالتهايspg عبارتند از:
1. مشخصات آب‌بندي:
2. دوام: اين گروه از آسفالتها عمر فوق‌العاده‌اي را مخصوصاً در كاربرد بعنوان لايه مياني مثلاً لايه آب‌بند بين مصالح ساختماني از خود نشان داده‌اند و در شرايطي همچو پلها كه كار نگهداري دشوار مي‌باشد و روش مناسب ديگري وجود ندارد، ايده‌آل بنظر مي‌رسند. همچنين در اتوبانها، نتايج بدست آمده، مبني بر دوام و كارآيي بسيار عالي spg است.
3. استقامت: اين نوع آسفالتها در برابر تغييرشكل پلاستيك و تغييرشكل دائمي در دماهاي بالا مقاوم مي‌باشند.
4. چسبندگي و كشش زياد: بدليل مصرف کمتر قير، اين آسفالتها از چسبندگي و كشش بالايي برخوردار بوده، تمايل خيلي كمي به ترك خوردن دارند. و پدیده قیر زدگی اصلا در این نوع آسفالت مشاهده نشده است به همين دليل است كه لايه آسفالت spg ايزولاسيون خيلي خوبي براي لايه‌هاي زيرين بشمار مي‌رود.
5. انعطاف‌پذيري:.
6. مقاومت سايشي بسيار بالا:.
7. حساسيت كمتر در برابر عوامل جوي:
8. هزينه نگهداري كمتر:نگهداري اين قبيل آسفالتها بسيار ساده و اقتصادي مي‌باشد.
9. انطباق با شیوه های مرسوم ساخت آسفالت
10- آسفالتهای spg در زمان بارندگی و لغزندگی معابرهیچگونه سر خوردگی برای اتومبیلها بوجود نمی آورد .
انواع آسفالتهاي spg:
بطوركلي آسفالتهاي spgرا مي‌توان به دو دسته تقسيم نمود:
1. آسفالتهاي spg) کاهش دهنده قیر و مقاوم کننده آسفالت) :
2. آسفالتهاي spg( رنگ قرمز)– این نوع نیز می تواند مقاوم هم باشد .
در واقع شرکت توسعه و ساخت قائم ضمن دستیابی به فناوری آسفالت spg توانسته به فناوری آسفالت رنگی ( قرمز) نیز دست پیدا کند . که این محصول می تواند در کیفیت و دوام و همچنین قیمت نه تنها برابری نموده بلکه حتی از رقبای خارجی خود پیشی بگیرد
نقش spg در بخش سنگدانه آسفالت spg:
- پر كردن فضاي خالي مخلوطهاي آسفالتي
- كنترل فضاي خالي مصالح سنگي
- افزايش سطح تماس مصالح سنگي
- افزايش سختي مخلوطهاي آسفالتي
- افزايش چسبندگي مصالح به يكديگر
- افزايش مقاومت مكانيكي مخلوطهاي آسفالتي (برشي، فشاري و ضربه‌اي)
- کنترل حساسيت حرارتي مخلوطهاي آسفالتي
- افزايش مقاومت دربرابر عريان‌شدگي آسفالت
- افزايش عمر آسفالت و كاهش كهنگي و فرسودگي قير
- كاهش تغيرشكل نسبي آسفالت
- افزايش كند رواني و كاهش شكنندگي آسفالت
بايد توجه داشت كه استفاده از فيلر در آسفالت گرم، چنانچه از يك حد مجازي افزايش يابد، معايبي را در آسفالت بوجود مي‌آورد و در آسفالتهاي spg این مساله کاملا کنترل می گردد.
خصوصيات قير:
قير مورد استفاده در آسفالت spg ، از انواع قيرهاي بدست آمده از تقطير نفت خام مي‌باشد. و بنا به کاربرد هر نوع قیر در هر منطقه پودر spg نیز کاربرد خواهد داشت
روش توليد آسفالت spg:
SPG همانند سیستم فیلر بعد از اسپری شدن قیر وارد میکسر کارخانه آسفالت می شود و در زمان 25 ثانیه میکس آن با قیر و مصالح انجام می گردد. این عدد نشانگر این موضوع است که ظرفیت اسمی کارخانه آسفالت کاهش نمیابد. آنچه در این روش حائز اهمیت است واکنش شیمیایی بین قیر و spg به همراه گرمای سنگدانه می باشد. این واکنش باعث شده خلل و فرج سنگدانه تا 70 درصد پر شود و عدد مارشال نسبت به نمونه معمولی 150 تا 200 بالاتر می رود و بدلیل ایجاد این واکنش شیمیایی فاصله حمل نیز افزایش می یابد.
روشهاي پخش و اجراي آسفالت spg:
بطوركلي مراحل اجراي آسفالت spg شامل آماده‌سازي بستر، حمل و نقل و اجراي لايه روكش آسفالت همانند روشهای متداول می باشد.
شرکت مهندسی توسعه ساخت قائم شاهرود( مخترع : مهندس محمدرضا قاسمی )
شماره ثبت اختراع در اداره کل ملکیت های صنعتی ( آسفالت مقاوم spg 71579)
شماره ثبت اختراع در اداره کل ملکیت های صنعتی ( آسفالت های رنگی 78619)
SPG Technical Considerations
A differentiated product of bitumen removal, executive costs and increasing the asphalt’sdurability.
(Municipalities, Ministry of Housing and Urban Development, Asphalt’s Factories)
(Inventor: Mr. Mohammad Reza Ghasemi, Engineer)
Patent Number in”Industrial Property General Office” (SPG persistentasphalt 71579)
Patent Number in” Industrial Property General Office” (SPG colored asphalt 78619)
Introduction:
Iran, as a large country, owns many regions with various climatic circumstances and topography, so that it has a set of high mountainous areas in North and West,mountainous tropical areas in southern and eastern Iran. It also has desert plains and plain areas with a variety of climate. Related carriageways are the mainfactor in accessing regions. Due to the rich resources of the crude oil in the country, approximately all the major roads have been asphalted.
As the Asphalt’s lifespan goes by, the bituminous and resinousmaterial into it, tails off. This causes less rigidity of bitumen into the stone construction materials. In case of loss of necessary and sufficient arrangement for Drainage process, any water penetration into the Asphalt deteriorates it. In particular, this happens in thoseregions which have pouring rain periods, (such as North of the country with high percentage of moisture and rainfall), and also the regions with high ground water level. Population growth and the consequently traffic congestions intensify the depth of Asphalt’s destructions so that the most prevalent treatment is to place an overlay on the existing asphalt’s warm pavement. This treatment, in regions with heavy traffic, causes some problems such as: repeated loads subject to the bad conditions, terrible destructions of cracking, bitumen removal of stone materials, axle loads and depressions. The destructions require that we implement repairing process in a short time period after the utilization. This incurs high costs. So in this case, it is recommended to use a mix of materials that could tolerate the growth of bitumen rigidity and stone materials and prevent from any structural change in pavement.
Define the problem
Owing to some reasons, it is necessary to use a kind of Asphalt with more quality features subject to other mix of Asphalts in order to meet all the region’s needs and necessities. The reasons above are: the short span of the common asphalts’ performance, the high fluctuations in bitumen prices, extravagant costs that anyone should pay for maintenance of Asphalt surface treatment, harm taken place at some specific points of pavement such as bus stations, intersections, squares, steep slopes, congestion points in different streets, industrial centers’ parking lot, metal floor deckingof bridges.
SPG persistent asphalt also is the best choice. Because SPGhas extraordinary rigidity, low empty space and high mechanical resistor. The main weak point of Asphalt is in its tensile. Low tensile strength of Asphalt’s concrete mix is one of the major causes of destructions like Thermal cracking; fatigue cracking, bitumen removal of stone materials, sand spalling, making potholes and pavement breakdown. Because of its particular structure(mixing filler and bitumen and together with rigidity of product with high polar tool) and low number of pores, SPG asphalt can eliminate the problems mentioned above. Since stone materials can influence the mechanical characteristics of SPG asphalt considerably, so it is necessary to conduct a survey of stone materials(filler, coarse and fine-grained) impact on the mixtures and to obtain the procedure of optimum granularity with maximum tensile strength of Asphalt.
Importance:
Fatigue, erosion and the pavement failure of motorways with the ever increasing speed and volume of traffic, plus its loading,require a thin layer with which the new pavements are constructed and the old pavements undergo the process of renewal for such traffic. Old pavements cannot offer guaranteed services for the reasons such as current terrible traffic conditions, volume growth of traffic and quick move and sudden stops. This is the case in particular whenever it is going to apply the common types of asphalts on the old concrete levels. On one hand, SPG has a high mechanical resistor, on the other, it has least empty space. So SPG enjoys higher potential in all loading conditions compared with other common asphalt’s mixtures and has a long fatigue life.
Asphalt is a combination of those materials that expand in warmer temperatures while they contract in cooler temperature regimes. The existence of warmth into the mixture causes pressure, but cold weather makes tensile and finally leads to the weakness of hot-mix asphalt in depreciating (amortizing) the intra-tensions. The thermal stresses in the asphalt can cause the structural distress and show itself as a corrugation, rutting at the wheel pathetc. however, and tensile stresses, made during the period of cold weather, appear like a cracking in the asphalt.
SPG asphalt can resist against heavy traffic loading and terrible weather conditions for a long time. Some factors like, better rigidity between bitumen and stone materials in this kind of asphalt and the resulting higher tensile resistor, can make the mixture more qualified and applicable such as: overlay or pavement of metal bridges.
Economic Issues
According to the recent studies and relevant experiences, SPG asphalt has enormous advantages compared with other typical kinds of asphalts. “Long service life” and “its mixture durability” are the great boon for SPG asphalts. Basically, in most cases, due to the heavy traffic, it is hard to carry out the process of repairing arterial roads and motorways besides to city streets. In these places, “traffic lane deviation” causes that the road users pay all various costs and expenses incurred, nevertheless, it is not correct for all cases.Using SPG asphalt does not require constant and urgent repairs. Consequently, national capital gains will be huge. In addition to some cost items like, bitumen purchasing, transporting the bitumen to the factory and fuel, there is another item that has a major effect in increasing costs under the name of “maintenance and exploitation costs”. This is usual in other kinds of asphalt. We can cover much of this extra cost by substituting SPG powder with huge amount of bitumen. This is a major milestone in reducing economic costs. As a result, SPG asphalt has great technical and economics of scale, subject to, other privileged types of asphalt. Using SPG asphalt mixture can save a great deal of money in the country’s annual construction budget.
SPG Asphalt:
It is a mixture of stone materials, bitumen (fewer amounts) and SPG powder. SPG asphalt is a kind of hot asphalts which basically invented in Iran. The Iranian company under the name of “Ghaem Construction and Development” located in Shahrood, has a monopoly on SPG asphalt.
SPG Asphalt’s characteristics:
SPG asphalt has some excellent features so that it is preferred to the other hot-mix asphalts. The main specifications are:
1. The capability of using SPG asphalt for traffic, just a few hours after construction.
2. Poor adhesion of SPG asphalt to the Portland cement or concrete surfaces. It also has great cohesion and rigidity.
3. Enough constancy and being resistant against fatigue during the traffic without having any further movement.
4. SPG asphalt can make dense and resistant pavement so that it won’t suffer from bleeding. Also there will be no evidence of traffic burden on the asphalt in the future.
5. The pavement is so durable. It also has an quality service level for several years.
SPG Application and Implementation:
Various properties observed in the SPG mechanical characteristics, caused that this kind of asphalt was usable in most problematic construction’s projects.
Now we are going to explain the most important applications of SPG in a variety of industries.
1. SPG Overlay on Road Asphalt Pavements:
SPG overlay is the predominant type of resurfacing on asphalt pavements in streets generally and in the most critical areas of heavy traffic volume or heavy loading particularly. Masters and experts paid a very serious attention to the SPG in their works. Using SPG asphalt in overlaying different places like, industrial regions, bus stations, square round intersections, city streets with heavy traffic, arterial roads, andmountainous and steep paths, can prevent from asphalt corrugation phenomena.The usage of SPG materials can also be helpful to prevent from rutting, a surface depression in the wheel paths, especially in the tropical areas with heavy traffic loading and heavy passing vehicles. Due to the penetration resistance of the mixture, we can use it as an overlay for paving the regions with excessive rainfalls, so that it also prevents from entering wastewater materials into the overlay.Since there are some problems with road maintenance, such as: repairing, patching procedure of demolished asphalt concrete pavements in heavy traffic regions,then using SPG asphalt can make different pavement performance possible at full speed with high quality.
2. SPG in Heavy Goods Vehicles Checking Stations and Terminals:
Prevalentoverlays of asphalt pavements lead to the creep phenomenon over time and then a form of plastic movement typified by ripples across the asphalt surface namely corrugation and rutting or depressions of wheel path in the pavementlayers, appear. It usually occurs at bus stops or checking stations where heavy goods vehicles accelerate or decelerate and have long stop there. This phenomenon is much more critical in tropical regions. Because of motor vehicle normal traffic, the asphalt pavements suffer from erosion and the resulting failure and cracking. If we apply other types of asphalt for pavement overlay, asphalt will contract and then moving surface ripples. The reason for that is: weakness of connection between asphalt and other surfaces, vehicles braking and its acceleration. SPG asphalt is one of the best pavement overlays experienced nowadays, because it enjoys high creep resistance and strong rigidity with beneath layers. In addition to that, SPG can protect the surface against various climatic conditions due to its quality of sealing.
3. SPG in Tunnels and Concrete Deck Bridges:
SPG asphalt tries to improve durability, constancy and resistance against deformation, made by wheel path impact, in tunnels. SPG asphalt can also resist against the Ultraviolet Rays and any thermal shock caused by thermal rapid changes. The issue of destructions raised by thermal changes can be solved by Lake Bitumen and polymeric adhesions.
4. SPG in Other Places of Pavement:
SPG asphalt is one of the favorite pavements in other places such as pedestrians, towns, parks, and similar surfaces in the urban points. The greatest advantage of SPG is “easy constructing” and “late repairing”. It is necessary to mention that we can use “colored SPG asphalt” in these routes and places.
Advantages of SPG Persistent Asphalt:
SPG is used in many industries and economic infrastructures at a vast sphere.
The significant advantages of SPG asphalts are as follow:
1. Sealing specification
2. Durability: SPG has a long lifetime whenever it is applied as a middle layer.
For example: it is used as a seal coat between materials. SPG is also ideal for bridges. Because maintaining the surface of a bridge is difficult and there is no way to do that except using SPG. A recent survey on motorways asphalt showed that SPG durability and its efficiency are at the high degree.
3. Constancy: SPG asphalts are resistant against plastic and permanent deformations at the high temperatures.
4. High tensile and rigidity: as the SPG asphalt consumes less amount of bitumen compared with others, it has high tensile and rigidity and low tendency to cracking. Bleeding is a rare phenomenon here. Because SPG asphalt layer is considered as a good isolation for beneath layers.
5. Flexibility
6.High skid resistance
7. Less sensitivity against climatic factors
8. Less maintenance costs: preserving SPG asphalt is economically efficient with respect to its costs.
9. To be adaptable to new methods of constructing asphalt
10. There is no slippery route for cars during the time of rainfall, when we use SPG asphalt on the road surface.
Types of SPG Asphalt:
Generally speaking, we divide SPG asphalt into two main categories:
1. SPG Asphalts with bitumen reduction and asphalt resistance factors
2. SPG Asphalt (Red Color): this type of asphalt can also be persistent.
In fact, “Ghaem Construction and Development” company, besides to its achievement in SPG asphalt technology, attained the technology of colored asphalt (red color). This product is competitive in quality, price and durability and is much better than its foreign rivals.
SPG role in “Aggregate particle”section of SPG asphalt:
- To fillcracks and empty spaces of asphalt mixtures.
- To control cracks and empty spaces of stone materials.
- To increase contact area of stone materials.
- To increase stiffness of asphalt mixtures.
- To increase rigidity of materials with respect to each other.
- To increase mechanical resistance of asphalt mixtures (shears, pressures, impact)
- To control thermal sensitivity of asphalt mixtures.
- To increase resistance against asphalt stripping.
- To increase asphalt lifetime and to decrease bitumen fatigue.
- To decrease relative flexibility and deformation of asphalt.
- To increase viscosity and to decrease asphalt failure.
Note that using filler in hot-mix asphalt raise some problems in the asphalt whenever the filler amount of asphalt exceeds permitted limit.
Bitumen characteristics:
The SPG asphalt’sbitumen, extracts from a variety of other bitumen which is obtained from distillation of crude oil. SPG powder also is used based on the application of specific bitumen in the region.
How to Produce SPG Asphalt:
After spraying the bitumen, SPG asphalt enters into the asphalt factory mixer. SPG and filler system are alike. It takes 25 seconds for the device to mix bitumen with materials. The number shows that the nominal capacity of the asphalt factory does not decline. The importance of the method is that the chemical reaction between bitumen and SPG happens with warmth of aggregate particle. In other words, the chemical reaction is accompanied by aggregate particle heat. The reaction causes that the voids and pits of the aggregate particle to be filled to the extent of 70%. Marshal number for SPG will go up at a rate of 150 till 200 points compared with the other type of asphalt. Due to the chemical reaction, the transport distance increases. Entrepreneurs and Contractors should note that the Extractor device (ASTM D2172, AASHTO T164) only show the bitumen with 20% of mixed SPG. The reason for that is the 50% reduction of used bitumen in the output asphalt80% of the used SPG adhere to aggregate particle and fill the voids and pits. As a result, we observe in the laboratory sheets that if 20 kilos of bitumen is used in 1 ton asphalt as part of the Binder plan, thenthe percentage of bitumen is shown as number 3 in the sheet. The solution is to get the mix plan with SPG by soil mechanical laboratories so that in the final plan, the amount of optimum bitumen and SPG will be 2.5 and 2 respectively.
Propagation and Implementation methods of SPG Asphalt:
Generally, the different stages of implementation process for SPG are the same as other prevalent types of asphalt. Therefore, the stages are: bedding and preparing the bedrock of the surface, transportation and the performance of asphalt pavement overlays.
“Ghaem Construction and Development” company in Shahrood.
(Inventor: Mr. Mohammad Reza Ghasemi, Engineer)
Patent Number in” Industrial Property General Office” (SPG persistent asphalt 71579)
Patent Number in” Industrial Property General Office” (SPG colored asphalt 78619)