Hvad er asfalt lavet af?

Asfaltens historie

Al snak om olieraffinering kan få asfalt til at lyde som en relativt moderne opfindelse, men den første registrerede brug af asfalt på en vej var i Babylon i 615 f.v.t.; asfalt og brændte mursten blev brugt til at asfaltere en processionsgade under kong Nabopolassars regeringstid, ifølge NAPA. Romerne brugte det til at forsegle strukturer som bade og akvædukter. Da den engelske opdagelsesrejsende Sir Walter Raleigh dukkede op ved Pitch Lake i Trinidad i 1595, brugte han asfalten til at tætne sine skibe.

"Det er blevet brugt i andre ikke-vejgående funktioner gennem historien," siger Willis. At bruge det som bindemiddel i veje blev mere almindeligt i 1800-tallet. John Loudon McAdam, der byggede den skotske vejbane, tilføjede varm tjære for at reducere støv og vedligeholdelse på vejene. Denne metode forbedrede også køreforholdene.

I USA dukkede bituminøse blandinger (asfaltbeton) først op i 1860'erne, og den første "ægte asfaltbelægning" blev anlagt i Newark i 1870 af Edmund J. DeSmedt, en belgier, ifølge NAPA. Det blev modelleret efter en naturlig motorvej i Frankrig. DeSmedt asfalterede derefter Washington, D.C.'s Pennsylvania Avenue med asfalt fra Trinidad, hvilket yderligere beviste dens holdbarhed.

Foretagsomme kemikere og opfindere indgav snart patent på forskellige blandinger af asfaltbelægningsblandinger, som dukkede op under en række forskellige navne. Efterhånden som industrien voksede, begyndte byer at kræve garantier på udførelse og materialer. Indtil begyndelsen af ​​1900-tallet kom næsten al asfalt fra naturlige kilder, men med lanceringen af ​​det første moderne asfaltanlæg i East Cambridge, Massachusetts, i 1901 og stigningen i biler, gav anmodninger om bedre veje liv til asfaltindustrien. I 1907 blev produktionen af ​​naturlig asfalt overhalet af raffineret petroleumsasfalt.

"Folk begyndte at efterspørge bedre transportformer," forklarer Willis. "De veje, hvor folk begyndte at bruge asfalten til at holde stenene samlet, holdt længere end den konventionelle grusvej, som folk var vant til." At køre på en grusvej kontra en, der var asfalteret, bød på en væsentlig anderledes oplevelse. Endelig hjalp Federal-Aid Highway Act fra 1956 med at transformere vejene i USA, der stadig var lavet af pakket snavs, og skabte det 48.876 mile (78.658 kilometer) Interstate System i USA.

Sådan bruges asfaltcement i dag

Selvom det oftest er forbundet med veje, bruges asfalt til mange formål, selvom veje står for dens mest omfattende brug. Af de mere end 2,7 millioner miles (4,3 millioner kilometer) asfalterede veje i USA er 94 procent belagt med asfalt ifølge NAPA.

Interessant nok inkluderer alt dette en blanding af omkring 95 procent sten, sand og grus og kun 5 procent asfaltcement. Asfalt bruges også til parkeringspladser, lufthavnsbaner og racerbaner.

"Asfalt er et virkelig fleksibelt og alsidigt produkt," forklarer Willis. Den kan bruges til at fore fiskedamme og vandreservoirer eller til sportsformål som tennisbaner. For et par år siden blev den valgt som underlag for banen på Minnesota Vikings stadion i Minneapolis.

Siden asfaltproduktionens tidlige dage er industrien fortsat med at innovere nye produkter og er blevet mere videnskabelige og strenge, ifølge Willis.

"Vi har ændret måden, vi konstruerer blandingerne på," siger han. "Vi er i en æra i dag, hvor du ser et kæmpe skift i, hvordan industrien og hvordan stater fungerer." Ved at bruge avancerede testmetoder har asfaltforskere forsøgt at forbedre ydeevnen. Ved at inkorporere nye materialer, additiver og teknologier søger de at lære, hvordan forskellige opskrifter vil fungere i forskellige temperaturer og klimaer.

En stor opdatering har været skabelsen af ​​varmblandet asfalt (WMA), som reducerer produktionstemperaturen for asfalt på et anlæg, og derved reducerer energiforbruget og sparer tid i både produktion og vejbelægning. WMA forbedrer også arbejdsforholdene med reduceret eksponering for brændstofemissioner, dampe og lugte ifølge US Department of Transportation Federal Highway Administration.

Hot Mix Asphalt (HMA) produceres ved høje temperaturer, hvilket gør den holdbar og modstandsdygtig overfor vejret, men den har højere energiforbrug og udledning af drivhusgasser. Warm Mix Asphalt (WMA) fremstilles derimod ved lavere temperaturer ved hjælp af specielle tilsætningsstoffer, som reducerer dens miljøbelastning. Men WMA fungerer muligvis ikke så godt som HMA under ekstreme vejrforhold.

Kritik af asfalt og ændring af asfaltbelægninger

Asfalt er nok ikke noget, du tænker på som miljøvenligt; det kan være delvist skyld i forbindelse, fordi asfalt er naturligt afstemt med store forurenere - biler og olieproduktion. Og noget af negativiteten er berettiget:Fordi asfalt har lav reflektivitet, er det blevet fast besluttet på at være en væsentlig bidragyder til den urbane varmeø-effekt (UHI), skrev Abbas Mohajerani, Jason Bakaric og Tristan Jeffrey-Bailey i en artikel i 2017. "Tidsskrift for miljøledelse." Det kan enhver, der har siddet i en motorvejsprop på en varm sommerdag, bevidne det.

For så vidt angår asfaltens bidrag til UHI, oplyser Environmental Protection Agency, at konventionelle asfaltbelægninger kan modificeres med materialer eller behandles efter installation for at øge reflektansen. I årtier er dette nogle gange blevet implementeret på overflader som parkeringspladser og motorveje. EPA inkluderer porøs asfalt og gummieret asfalt som eksempler på permeable fortove.

Asfalt har også fået dårlige karakterer for at være uigennemtrængelig, for de gasser, den producerer, når den smeltes, og de dampe, den udsætter arbejderne for, mens den belægning af veje og tagdækning. Occupational Safety and Health Administration (OSHA) siger, at disse dampe kan føre til hovedpine, hududslæt, træthed og endda hudkræft. Selvom OSHAs standarder ikke specifikt omhandler asfaltdampe, anbefaler administrationen, at kontrol af eksponering kan ske gennem "tekniske kontroller, administrative handlinger og personlige værnemidler."

Og selvfølgelig er der stadig det faktum, at asfalt er lavet af petroleum. Men asfalt har også positive øko-kvaliteter.

100 procent genbrugsindsats

"Hvad mange mennesker ikke ved, er alle de miljøvenlige ting, asfaltindustrien faktisk gør," siger Willis. For det første kan asfalt være 100 procent genanvendeligt, og endnu vigtigere, det bliver faktisk genbrugt. I 2018 blev 82,2 millioner tons (74,5 millioner tons) genvundet asfaltbelægning (RAP) sat tilbage i nye blandinger. Det betyder, at hver asfaltblanding, der blev lagt ned i USA, inkluderede omkring 21 procent RAP. Faktisk udgjorde den samlede vægt af alle genstande, folk genbruger årligt i USA - papir, plastik og aluminium - en brøkdel af (ca. 68 procent) af vægten af ​​RAP, som asfaltindustrien genbruger årligt.

"Det er kun ét materiale, vi genbruger," siger Willis. "Vi er den mest aktive genbrugsindustri i landet." Det er også en af ​​de største genbrugere af dækgummi, som bruges som modificeringsmiddel til blandinger i nogle stater. Tagshingles genanvendes også til nye asfaltblandinger, og industrien undersøger, hvordan plast kan blive en del af diskussionen. "Når folk bringer disse spørgsmål til os, prøver vi at finde løsninger."

Der går en masse ingeniør- og materialevidenskab til at anlægge en vej. I dag er asfaltveje designet omkring konceptet "evig belægning" - eller i det mindste til at holde 40 år eller mere. Rutinemæssig vedligeholdelse består i at "fræse" asfaltoverfladen - tage den øverste tomme af eller deromkring - hvert 12. til 20. år og erstatte det med et nyt overtræk. Den øverste tomme kan genbruges, og de periodiske overlejringer "forbedrer kørekvaliteten og brændstofforbruget væsentligt for køretøjer, der kører på disse veje," ifølge Asphalt Pavement Alliance.

Fremtidens asfalt

Indtil det er tid til svævende biler, vil asfaltveje sandsynligvis blive hængende. Og industrien planlægger at blive ved med at innovere i produkt og produktion. Willis beskriver de seneste gennembrud som autonome ruller og udstyr, samt den øgede brug af virtual reality til træning.

"Jeg ser teknologi som en stor del af industriens fremtid," siger han. Efterhånden som asfalteksperter bliver bedre til at håndtere big data, kan de bruge dem til produktion og placering for at forbedre effektiviteten i realtid. En dag kunne han endda se intelligente fortove med nano-sensorer på vejene, der giver feedback på, hvordan fortovet opfører sig og holder. "Vores veje vil blive meget smartere. Vi har teknologien til virkelig at forbedre oplevelsen for den rytter."

Nu er det interessant

Boston Logan International Airport har verdens første terminal til at vinde en Leadership in Energy and Environmental Design-akkreditering, delvist takket være dens WMA-asfalterede landingsbane, som siges at give en 2.000-tons (1.814 tons) reduktion i byggeriets kulstofemissioner.