Asfalt kelimesini duyduğunuzda, muhtemelen yollarda ve otoyollarda siyah katran olduğunu hayal ediyorsunuz , değil mi? Ama bu tam olarak doğru değil.
"Asfalt olan sıvıdır içinde yol," J. Richard Willis, Ph.D., mühendislik, araştırma ve teknoloji için başkan yardımcısı diyor Ulusal Asfalt Kaldırım Derneği asfalt tasarımı ve inşası alanında doktorası bulunan (NAPA), . "Kayaları bir arada tutan bağlayıcı ajandır." Asfalt ham petrolden, katran ise kömürden gelir.
Asfalt da yeryüzünde doğal olarak bulunur ve Los Angeles'taki La Brea Katran Çukurları ve dünyanın en büyük doğal asfalt yatağı olan Trinidad'daki Pitch Gölü gibi yeraltından gelen petrolün yüzeye çıktığı göller vardır . dünya.
Ancak günümüzde bağlayıcının yapılmasının en yaygın yolu petrol arıtma işlemidir . Asfalt, bir petrol varilindeki en ağır malzemelerdir; temelde atık üründür.
Willis, "Asfalt, dibe çöken ağır kalıntıdır" diyor. Enerji için kullanılamaz, bu yüzden malzemeleri bir arada tutan yapışkan madde olarak yeni bir hayata başlar. Çeşitli miktarlarda ve türlerde kaya ve diğer maddelerle birleştiğinde, sonunda üzerinde sürdüğümüz karışım haline gelir. Yol gerçekten bir asfalt karışımı veya daha iyi bir ifadeyle "asfalt kaplama" dır.
Asfaltın Tarihi
Tüm petrol arıtma konuşmaları asfaltın kulağa nispeten modern bir buluş gibi gelmesine neden olabilir, ancak asfaltın bir yolda ilk kaydedilen kullanımı MÖ 615'te Babil'de; asfalt ve yanmış tuğla göre, Kral Nabopolassar döneminde bir alayı sokak açmak için kullanıldı NAPA . Romalılar, hamamlar ve su kemerleri gibi yapıları kapatmak için kullandılar. İngiliz kaşif Sir Walter Raleigh, 1595'te Trinidad'daki Pitch Gölü'ne geldiğinde, gemilerini kalafatlamak için asfaltı kullandı.
Willis, "Tarih boyunca diğer yol dışı işlevlerde kullanıldı," diyor. Yollarda bağlayıcı olarak kullanılması 1800'lü yıllarda daha yaygın hale geldi. İskoç paralı yollarını inşa eden John Loudon McAdam, yollardaki tozu ve bakımı azaltmak için sıcak katran ekledi. Bu yöntem aynı zamanda sürüş koşullarını da iyileştirdi.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, bitümlü karışımlar (asfalt betonu) ilk olarak 1860'larda ortaya çıktı ve ilk "gerçek asfalt kaplama", NAPA'ya göre Belçikalı Edmund J. DeSmedt tarafından 1870'te Newark'ta atıldı . Fransa'da doğal bir kaldırım otoyolundan sonra modellenmiştir. DeSmedt daha sonra Washington, DC'nin Pennsylvania Bulvarı'nı Trinidad'dan asfaltla kaplayarak dayanıklılığını daha da kanıtladı.
Girişimci kimyagerler ve mucitler, çok geçmeden , çeşitli isimler altında görünen farklı asfalt karışımları karışımları için patent başvurusunda bulundular . Sektör büyüdükçe, şehirler işçilik ve malzeme konusunda garanti talep etmeye başladı. 1900'lerin başına kadar asfaltın neredeyse tamamı doğal kaynaklardan geliyordu, ancak 1901'de East Cambridge, Massachusetts'te ilk modern asfalt tesisinin açılması ve otomobillerin artmasıyla, daha iyi yol talepleri asfalt endüstrisini canlandırdı. 1907'ye gelindiğinde doğal asfalt üretimi rafine petrol asfaltıyla geçildi.
Willis, "İnsanlar daha iyi ulaşım türleri talep etmeye başladı" diye açıklıyor. "İnsanların kayaları bir arada tutmak için asfaltı kullanmaya başladığı yollar, insanların alışkın olduğu geleneksel toprak yoldan daha uzun süre dayanır." Asfaltla kaplı bir yolda sürüş yapmak, önemli ölçüde farklı bir deneyim sunuyordu. Son olarak, 1956 Federal-Aid Otoyol Yasası ABD'de yollar hala paketlenmiş kir yaptı ve yarattığı dönüşümü sağladı Interstate Sistemi 48876 millik (78.658 kilometrelik) ABD'de
Bugün Asfalt Nasıl Kullanılıyor?
Although it's most often associated with roads, asphalt is used for many purposes, though roads account for its most extensive use. Of the more than 2.7 million miles (4.3 million kilometers) of paved roads in the U.S., 94 percent are surfaced with asphalt, according to NAPA.
Interestingly, though, all of that includes a mixture of about 95 percent stone, sand and gravel, and just 5 percent asphalt cement. Asphalt also is used for parking lots, airport runways and racetracks.
"Asphalt is a really flexible and versatile product," explains Willis. It can be used to line fishponds and water reservoirs or for sporting purposes like tennis courts. A couple of years ago, it was chosen as the base surface for the field at the Minnesota Vikings stadium in Minneapolis.
Willis'e göre, asfalt üretiminin ilk günlerinden beri endüstri yeni ürünler geliştirmeye devam ederek daha bilimsel ve titiz bir hale geldi.
"Karışımları tasarlama şeklimizi değiştirdik," diyor. "Bugün endüstrinin nasıl ve devletlerin nasıl çalıştığı konusunda dev bir değişim gördüğünüz bir çağdayız." Gelişmiş test yöntemlerini kullanan asfalt araştırmacıları, performansı artırmayı amaçlamaktadır. Yeni malzemeleri, katkı maddelerini ve teknolojileri bir araya getirerek, çeşitli tariflerin farklı sıcaklık ve iklimlerde nasıl performans göstereceğini öğrenmeye çalışıyorlar.
Bir fabrikada asfalt üretim sıcaklığını düşüren ve böylece hem üretimde hem de yol yüzeyinde enerji kullanımını azaltan ve zamandan tasarruf sağlayan sıcak karışım asfalt (WMA) oluşturulması önemli bir güncelleme olmuştur . ABD Ulaştırma Bakanlığı Federal Otoyol İdaresi'ne göre WMA ayrıca yakıt emisyonlarına, dumana ve kokulara daha az maruz kalma ile çalışma koşullarını iyileştiriyor . Willis, WMA'nın 2002'de ABD'de bulunmayan ve şu anda pazarın yaklaşık yüzde 40'ını oluşturan bir teknoloji olduğunu söylüyor.
Asfalt Eleştirileri
Asfalt muhtemelen çevre dostu olarak düşündüğünüz bir şey değil; asfalt doğal olarak büyük kirleticilerle uyumlu olduğu için kısmen suçlu olabilir - otomobil sürmek ve petrol üretimi. Ve olumsuzlukların bir kısmı garanti edilmektedir: Asfaltın düşük yansıtıcılığa sahip olması nedeniyle, kentsel ısı adası (KSE) etkisine önemli bir katkıda bulunduğu belirlendi , Abbas Mohajerani, Jason Bakaric ve Tristan Jeffrey-Bailey 2017 tarihli bir makalede yazdı " Çevre Yönetimi Dergisi ." Sıcak bir yaz gününde otoyol trafik sıkışıklığı yaşayan herkes bunu kanıtlayabilir.
Asfaltın KSE'ye katkılarına gelince, Çevre Koruma Ajansı , geleneksel asfalt kaplamaların malzemelerle modifiye edilebileceğini veya montajdan sonra yansımayı artırmak için işlenebileceğini belirtiyor. Onlarca yıldır, bu bazen otoparklar ve otoyollar gibi yüzeylerde uygulanmaktadır. EPA, geçirgen kaplama örnekleri olarak gözenekli asfalt ve kauçuklanmış asfaltı içerir.
Asfalt, eritildiğinde ürettiği gazlar ve asfaltlama ve çatı kaplama sırasında işçilere maruz kaldığı dumanlar nedeniyle geçirimsiz olduğu için de kötü notlar almıştır. Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), bu dumanların baş ağrısına, deri döküntüsüne, yorgunluğa ve hatta cilt kanserine yol açabileceğini söylüyor. OSHA standartları asfalt dumanlarını özel olarak ele almamakla birlikte, idare maruziyetin kontrolünün "mühendislik kontrolleri, idari eylemler ve kişisel koruyucu ekipman" yoluyla yapılabileceğini önermektedir .
Ve elbette, asfaltın petrolden yapıldığı gerçeği hala var. Ancak asfaltın da olumlu eko nitelikleri vardır.
Yüzde 100 Geri Dönüşüm Çabaları
Willis, "Pek çok insanın bilmediği şey, asfalt endüstrisinin aslında yaptığı çevre dostu şeylerdir" diyor. Yeni başlayanlar için asfalt yüzde 100 geri dönüştürülebilir ve daha da önemlisi aslında geri dönüştürülüyor. 2018 yılında 82,2 milyon ton (74,5 milyon metrik ton) Arıtılmış Asfalt Kaplama (RAP) yeni karışımlara geri döndü. Bu, ABD'de bırakılan her asfalt karışımının yaklaşık yüzde 21 RAP içerdiği anlamına gelir. Aslında, ABD'de yıllık olarak geri dönüştürülen tüm öğelerin (kağıt, plastik ve alüminyum) toplam ağırlığı, asfalt endüstrisinin yıllık olarak geri dönüştürdüğü RAP'ın ağırlığının (yaklaşık yüzde 68'i) bir kısmını oluşturuyordu.
Willis, "Bu geri dönüştürdüğümüz materyallerden yalnızca biri" diyor. "Ülkedeki en aktif geri dönüşüm endüstrisiyiz." Aynı zamanda, bazı eyaletlerde karışımlar için bir modifiye edici olarak kullanılan en büyük lastik geri dönüştürücülerden biridir. Çatı zonaları da yeni asfalt karışımlarına dönüştürülüyor ve endüstri, plastiğin nasıl tartışmanın bir parçası haline gelebileceğini araştırıyor. "İnsanlar bu soruları bize getirdiklerinde, çözüm bulmaya çalışıyoruz."
Bir çok mühendislik ve malzeme bilimi bir yol inşa etmeye gider. Günümüzde asfalt yollar, "sürekli kaldırım" kavramı etrafında veya en azından 40 yıl veya daha uzun süre dayanacak şekilde tasarlanmaktadır. Rutin bakım, her 12 ila 20 yılda bir yüzeyin "frezelenmesinden" (üstteki inç kadar çıkarılmasından) ve yeni bir kaplama ile değiştirilmesinden oluşur. Asphalt Pavement Alliance'a göre, bu üst inç geri dönüştürülebilir ve periyodik kaplamalar "bu yollarda seyahat eden araçların sürüş kalitesini ve yakıt tüketimini önemli ölçüde iyileştirir" .
Geleceğin Asfaltı
Gezinme arabaları zamanı gelene kadar , asfalt yolların etrafta kalması muhtemeldir. Ve endüstri, ürün ve üretimde yenilik yapmaya devam etmeyi planlıyor. Willis, otonom makaralar ve ekipman gibi son gelişmeleri ve eğitim için sanal gerçekliğin artan kullanımını anlatıyor.
"Teknolojiyi sektörün geleceğinin büyük bir parçası olarak görüyorum" diyor. Asfalt uzmanları büyük verileri işlemede daha iyi hale geldikçe, gerçek zamanlı olarak verimliliği artırmak için üretim ve yerleştirme için kullanabilirler. Bir gün, yollarda asfaltın nasıl davrandığı ve kalıcı olduğu konusunda geri bildirim sağlayan nano sensörlü akıllı kaldırımlar bile görebildi. "Yollarımız çok daha akıllı hale gelecek. Binici halkın deneyimini gerçekten iyileştirecek teknolojiye sahibiz."
Şimdi Bu İlginç
Boston Logan Uluslararası Havaalanı , kısmen inşaat karbon emisyonlarında 2.000 ton (1.814 metrik ton) azalma sağladığı söylenen WMA kaplamalı pisti sayesinde Enerji ve Çevre Tasarımında Liderlik akreditasyonunu kazanan dünyanın ilk terminaline sahip.
