ยาง แอสฟัลท์ (Asphalt) กับคุณสมบัติที่น่ารู้ก่อนที่จะเริ่มนำไปใช้งาน

ยาง แอสฟัลท์ (Asphalt)

หากกล่าว ถึงยางแอสฟัลท์หลายคนอาจไม่รู้จัก  แต่ถ้าเป็นยางมะตอย ส่วนมากรู้จักดีว่าเป็นยางดำแข็งเหนียวที่เมื่อทำให้ร้อนแล้วจะหลอมละลาย เป็นของเหลวนำไปราดบนหินเพื่อทำเป็นผิวทางลาดยาง  

เมื่อ ก่อนที่จะมีรถยนต์ เราใช้ม้าหรือรถม้าวิ่งสัญจรกันฝุ่นตลบ  ต้องคอยใช้น้ำราดถนน  บางทีก็ใช้ส่าน้ำตาลหรือน้ำมันเตาที่เหนียวมาราดบนถนนดินหรือลูกรัง เพื่อมิให้ฝุ่นฟุ้งกระจาย  มาถึงยุคใช้รถยนต์ที่วิ่งได้เร็วกว่า  จึงมีการก่อสร้างถนนลาดยางโดยใช้แอสฟัลท์ราดบนหินที่อัดตัวกันแน่น เพื่อให้มีความแข็งแรงและไร้ฝุ่น  จึงเป็นที่มาของคำว่าถนนราดยาง  ต่อมาวิธีการก่อสร้างผิวทางเปลี่ยนมาเป็นการ ปูลาดผิวทางด้วยวัสดุแอสฟัลท์คอนกรีต จึงเรียกกันว่าถนนลาดยาง  จริงเท็จประการใดคงต้องให้ผู้รู้ภาษาไทยดีมายืนยันอีก  ทีหนึ่ง

ยาง แอสฟัลท์ (asphalt) หรือ ไบน์เดอร์ (binder) เป็นศัพท์ที่ชาวอเมริกันใช้เรียกยางมะตอย  แต่ชาวอังกฤษจะเรียกว่า บิทูเมน (bitumen)  เป็นวัสดุที่เกิดในธรรมชาติและเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมัน  มีแหล่งกำเนิดจาก 3 แหล่งใหญ่ๆ  คือ ในธรรมชาติเป็นหินแอสฟัลท์ (rock asphalt)  ที่นำมาเผาเอาแอสฟัลท์ออกมาจากแหล่งใต้ดินที่เป็นบ่อแอสฟัลท์อยู่ลึกลงไปใน ดิน lake asphalt  มีมากใน Trinidad ในสหราชอาณาจักรอังกฤษ และจากการกลั่นน้ำมันดิบ  หลังจากกลั่นเอาเบนซินและดีเซลออกไปที่เหลืออยู่เป็นยางแอสฟัลท์แข็ง (asphalt cement, AC.) ที่มีความเข้มข้นและแข็ง ต่างกันไปตามสภาพของแหล่ง

ประเภทของยางแอสฟัลท์

ยางแอสฟัลท์ที่ใช้ทำผิวทางในปัจจุบันแบ่งออกเป็น  3 ประเภทใหญ่ๆ  คือ

1.แอสฟัลท์ซีเมนต์ AC.

เป็นยางที่ได้จากหินแอสฟัลท์ธรรมชาติ หรือผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมัน  มีลักษณะแข็งและเหนียว ยางนี้ยังแบ่งซอยออกเป็นชนิดต่างๆ ตามความแข็งซึ่งวัดเป็นค่า penetration grade, pen.  การวัดค่า pen. นี้ ทำโดยเอาตัวอย่างยางใส่ลงในกระป๋องเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 5 ซม. สูง 3-5 ซม.  แช่ในน้ำที่มีอุณหภูมิคงที่ 25o c แล้วใช้เข็มที่ติดตั้งบนแท่นกดลงบนผิวยาง ในช่วงเวลาหนึ่งเข็มจมลงไปเท่าไรก็เป็นค่า pen ของยางนั้น โดยจะมีค่าตั้งแต่ 10 ถึง 120 pen. ตัวเลขน้อยแสดงว่ายางยิ่งแข็งมาก

   - เวลาใช้งานทำผิวทางต้องนำไปให้ความร้อนเพื่อหลอมละลายเป็นของเหลวก่อน

2.ยางคัตแบกแอสฟัลท์ (cut back)  

เป็นยางเหลวที่อุณหภูมิปกติที่ได้จากการใช้ยาง AC ผสมกับสารทำละลาย เพื่อให้ยางแข็ง AC นั้นเหลวอ่อนลง  เพื่อให้สะดวกในการใช้งาน ไม่ต้องให้ความร้อนสูงมาก แบ่งออกเป็นชนิดใหญ่ๆได้ 3 กลุ่ม คือ

2.1 rapid curing, RC.  เป็นยางเหลวที่ผสมยาง AC กับสารตัวทำละลายที่เป็นน้ำมันเบนซิน  เมื่อนำไปใช้งาน น้ำมันเบนซินจะระเหยออกไปได้เร็ว เหลือแต่ยางแข็ง AC จับอยู่บนหินผิวทาง  ยางชนิดนี้ยังแบ่งออกเป็นเกรดต่างๆ  ตามความหนืดเหนียวของมัน  เช่น RC0 , RC1  ถึง RC5   ตัวเลขยิ่งมากความเหนียวหนืดก็มีมาก จะระเหยได้ช้ากว่า  บางทีการแบ่งเกรดใช้ตามระบบการวัดความหนืดเป็น RC1000  หรือ RC2000  ซึ่งก็มีความหมายคล้ายๆ กัน

2.2  medium curing, MC.  เป็นยางเหลวที่ผสมยาง AC กับสารตัวทำละลายพวกน้ำมันก๊าซ ซึ่งการระเหยตัวของ สารทำละลายนี้จะช้ากว่าเบนซิน เหมาะกับงานผิวทางบางชนิดที่ไม่ต้องการให้มันระเหยตัวเร็วเกินไป  เช่น งานไพร์มโค้ดที่ต้องการทิ้งระยะเวลาให้น้ำยางซึมลงไปตามร่องช่องว่างของชั้น หินพื้นทางเพื่อเป็นรากยึดเกาะผิวทางกับชั้นพื้นทาง  มีการแบ่งเกรดต่างๆ  เช่นเดียวกับพวก RC

2.3 slow curing, SC.  เป็นยางเหลวที่ผสมยาง AC กับสารตัวทำละลายพวกน้ำมันดีเซล ซึ่งการระเหยตัวยิ่งช้ามากกว่าสองตัวแรก

3 . ยางอีมัลชั่น หรือ อีมัลซีฟายแอสฟัลท์ (emulsified asphalt)  

เป็นยางน้ำที่ได้จากการใช้ยาง AC  ทำให้มันร้อนและทำให้แตกตัวออกเป็นอณูเล็กๆ ด้วยอีมัลซีฟายเออร์ เพื่อให้มันจับผสมกับอณูของน้ำเป็นยางน้ำ โดยมีเนื้อยางอยู่ประมาณ 50-60%  เหมาะใช้งานทำผิวทางในพื้นที่ๆ มีฝนตกชุก หินแม้จะเปียกน้ำก็ใช้กับยางนี้ได้  มันจะจับเกาะผิวของหินแม้ว่าผิวจะเปียก และเมื่อน้ำระเหยไปหมดก็เหลือแต่เนื้อยางจับแน่นอยู่ที่ผิวของหินทำหน้าที่ เป็นตัวยึดประสานให้หินตืดกัน สะดวกกว่าการใช้ยางคัทแบกหรือยางแข็งAC ที่หินต้องมีผิวที่แห้งและปราศจากความชื้น แต่ก็มีข้อด้อยกว่าตรงที่ต้องคอยกลิ้งถังเก็บยางหรือกวนในถังเก็บอย่างสม่ำ เสมอ เพื่อมิให้อนุภาคของยาง AC ตกตะกอนแยกตัวออกจากน้ำ

ยาง ทั้ง 3 ประเภทใช้ทำผิวทางได้อย่างดี ขึ้นกับว่าจะเป็นผิวทางชนิดใดและสภาพการใช้งานเป็นอย่างไร เช่นผิวทางแอสฟัลท์คอนกรีตที่เป็นมวลผสมร้อนระหว่างยาง AC  กับหินขนาดต่างๆ รวมทั้งหินฝุ่นที่ต้องผ่านขบวนการเผาหินให้ร้อนปราศจากความชื้น แล้วผสมกับยาง AC ที่ทำให้ร้อนและเหลวพอที่จะกวนผสมให้เข้ากันและเคลือบผิวเม็ดหินอย่างทั่วถึง ก่อนนำไปปูลาดบนพื้นทางและบดทับให้แน่นเป็นผิวทาง เมื่อก่อนนี้การทำผิวทางใช้ยาง AC 80/100 pen.

ในการผสม  แต่ปรากฏว่าในฤดูร้อนอากาศบ้านเราร้อนมาก ผิวทางที่ปูไว้ด้วยยางที่อ่อนมีความอ่อนนิ่ม ผู้หญิงที่ใส่ส้นสูงปลายเรียวเล็กเมื่อเดินข้ามถนนผิวทางชนิดนี้  ส้นรองเท้าจะจมลงจนถอนไม่ขึ้น  และถนนจะเกิดร่องล้อได้ง่ายและเร็ว  จึงได้เปลี่ยนข้อ กำหนดให้ใช้ยางที่แข็งมากขึ้นโดยใช้ยาง AC 60/70 pen. ในปัจจุบัน

พวก ยางคัทแบกใช้ผสมกับหินทำเป็น pre-mix ได้สะดวก  เพราะไม่ต้องใช้ความร้อนเผาหินหรือต้มยางมาก   เพียงให้ความชื้นที่ผิวหมดไป และยางเหลวพอที่จะกวนผสมให้เข้าเป็นเนื้อเดียวกันก็พอ บางครั้งอากาศร้อนมาก หินแห้ง และยางเหลวพอก็ไม่ต้องใช้ความร้อนเลย เหมาะกับงานซ่อมผิวทางหรือหลุมบ่อ

ส่วน ยางอีมัลชั่นนั้น สะดวกมากทั้งงานก่อสร้างและงานซ่อมบำรุงผิวทาง เพราะไม่ต้องกังวลกับสภาพอากาศ  แม้จะมีฝนตกพรำๆ หินเปียกบ้างก็ยังทำงานผิวทางได้ ไม่ต้องใช้ความร้อนใดๆทั้งสิ้น

ราคาของยางทั้ง 3 ประเภท  

แน่นอนยาง AC  มีราคาถูกกว่าเพื่อน  ตามมาก็ยางอีมัลชั่น และยางคัทแบก เพราะยาง AC  มีแต่เนื้อยาง ไม่มีสารผสมหรือตัวทำละลายอย่างอื่นที่มีราคาแพงผสมอยู่  ยางอีมัลชั่นแม้จะมีสารอีมัลซีฟายเออร์  แต่เนื้อยางจริงๆ มีอยู่เพียง 50-60% เท่านั้น  นอกนั้นเป็นน้ำถึง 50-40%  ส่วนยางคัทแบกมีราคาแพงที่สุด เพราะสารตัวทำละลายคือน้ำมันต่างๆ ที่มีราคาแพง และมีเนื้อยางอยู่มากด้วย  แต่ทั้งหมดก็แปรตามราคาน้ำมันดิบของตลาดโลก  เพราะปัจจุบันยางแอสฟัลท์ส่วนมส่วนมากได้จากการกลั่นน้ำมันเป็นแหล่งใหญ่  แต่น้ำมันดิบบางชนิดหรือจาก  บางแหล่งมีพาราฟินผสมอยู่มาก  อย่างเช่น จากประเทศจีน จะกลั่นได้แอสฟัลท์ที่ไม่เหมาะใช้ทำผิวทาง เพราะพาราฟิน ที่ปนอยู่จะระเหยช้าและเยิ้มตัวอยู่ตลอดเวลา ทำให้ผิวทางที่ใช้ยางแอสฟัลท์ที่มีพาราฟินผสมอยู่นั้นเยิ้มตัวไม่แห้ง  เมื่อรถวิ่งผ่านจะปูดตัวไม่แน่น ไม่แข็งแรง  ต้องรื้อออกก่อสร้างผิวทางใหม่   ดังนั้น จีนแม้จะมีแหล่งน้ำมันดิบใหญ่ในประเทศ ก็ยังต้องสั่งซื้อยางแอสฟัลท์จากจากต่างประเทศ

ประเทศ ไทยใช้ยาง AC ก่อสร้างถนนมานาน และเริ่มนำคัทแบกและแอสฟัลอีมัลชั่นมาใช้ในระยะหลัง  โดยเราสามารถผลิตเองได้ทุกประเภท  จนมาถึงยุคหนึ่ง ได้มีการโปรโมทให้ใช้ยางน้ำด้วยเห็นว่าสะดวกและเหมาะกับบ้านเราที่มีฝนตก โดยเฉพาะในแถบภาคใต้ที่มีฝนตกชุกมาก แต่มีการใช้ระบบผูกขาดและใช้อำนาจทางการเมืองมาบีบบังคับให้ใช้ยางน้ำเพียง อย่างเดียว และปั่นราคายางน้ำขึ้นไปสูงมากจนแพงกว่ายางคัทแบกที่ใช้น้ำมันผสม โดยอ้างว่าต้องใช้ตัวอีมัลซีฟายเออร์ที่พิเศษและบวกค่า know how เข้าไปด้วย  ทั้งที่มิได้ใช้วิทยาการหรือเทคโนโลยีใหม่แต่อย่างไร   เราเคยผลิตยางน้ำมาแล้วก่อนหน้านี้  ไม่มีเหตุผลเลย  จึงถูกต่อต้านทั้งจากข้าราชการและเอกชนจนในที่สุดต้องปรับและควบคุมราคาให้ อยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสมยุติธรรม

ใน ส่วนของยาง AC  มีการนำสารโพลีเมอร์ polymer  สองสามชนิดซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันมาผสมในสัดส่วนไม่กี่ เปอร์เซนต์เพื่อให้มีความยืดหยุ่นและเหนียวมากขึ้น เป็นพัฒนาการด้านวัสดุที่ดีมีประโยชน์  ได้ยาง AC แบบใหม่ที่เรียกว่า Modify asphalt cement  เพื่อว่าเมื่อนำไปใช้ก่อสร้างผิวทางแล้วจะได้ผิวทางที่ไม่แข็งเปราะ ไม่แตกร้าวง่าย  มีความยืดหยุ่นสูง  เมื่อรถวิ่งผ่านมากๆ ไม่เกิดการทรุดตัวจนเป็นร่องล้อถาวรง่าย  ช่วยยืดอายุของถนน หรือใช้เป็นผิวลาดยางเพื่อปูทับบนผิวคอนกรีตที่แตกร้าว เป็นงานซ่อมแซมผิวทางคอนกรีตที่แตกร้าว อาศัยคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นสูงและเหนียว  ช่วยให้ไม่เกิดรอยแตกร้าวต่อเนื่องต่อจากรอยแตกของผิวคอนกรีต  แต่ราคาวัสดุใหม่นี้แพงกว่ายาง AC ธรรมดาถึงกว่าครึ่ง  ซึ่งดูไม่เหมาะสมนัก  เพราะเพียงเพิ่มสารโพลีเมอร์สองสามตัวในสัดส่วนไม่ถึง 10 %เท่านั้น ไม่น่าที่จะแพงมากขึ้นถึงขนาดนั้น  เนื่องจากว่ารัฐบาลควบคุมราคาเฉพาะยาง AC  เท่านั้น  มิได้มีการควบคุมผลิตภัณฑ์ยางแอสฟัลท์ประเภทอื่นๆ ด้วย

ตัว ลานบินสนามบินสุวรรณภูมิที่เป็นข่าวเมื่อเร็วๆ นี้  เกี่ยวกับภายหลังการเซาะร่องบนผิวลานบินเพื่อเพิ่ม ความฝืดของผิวทางให้เครื่องบินสามารถบินขึ้นและร่อนลงบนลานวิ่งด้วยความ ปลอดภัยมากขึ้นนั้น  เกิดรอยแตกและบิ่นตรงขอบที่เซาะร่องไว้  และผู้รับผิดชอบชี้แจงว่าเป็นเพราะไม่ได้ใช้วัสดุผิวลานบินแบบโมดิฟายแอ สฟัลท์ เนื่องจากต้องการลดค่าก่อสร้างลง

ทำให้วัสดุมวลรวมผิวทางไม่เหนียวพอจึงเกิดการบิ่นเมื่อเซาะร่อง  ความจริงถ้าต้องการจะเพิ่มความฝืดให้กับลานบินนั้น  ควรจะออกแบบส่วนผสมของวัสดุมวลรวม Mix design  ให้เป็นแบบผิวหยาบด้วยการใช้หินมวลหยาบที่มีขนาดใหญ่ และมีส่วนผสมของมวลละเอียดหรือหินฝุ่นน้อย ที่เรียกว่าแบบ open grade  แทนที่จะใช้แบบ dense grade  อย่างที่ใช้อยู่ซึ่งจะมีมวลผสมของส่วนละเอียดมากไปอุดช่องว่างระหว่างเม็ด หินหมดจนเนื้อแน่นเรียบ ความฝืดน้อย

ยาง หยอดรอยต่อในผิวทางคอนกรีตที่เห็นเป็นยางมะตอยนั้น มิใช่ยาง AC ธรรมดา แต่เป็นยาง AC สังเคราะห์เพื่อให้มีความเหนียว ยืดหยุ่น และมีการยึดติดเกาะแน่นดี เพื่อให้ยึดแผ่นผิวคอนกรีตระหว่างรอยต่อให้แน่น  ป้องกันมิให้น้ำซึมผ่านรอยต่อลงไปยังโครงสร้างทางข้างล่างที่เป็นชั้นทราย และลูกรัง  ความยืดหยุ่นช่วยให้มันยืดหดตัวได้ตามการยืดหดของรอยต่อคอนกรีต ไม่เกิดการแตกร้าว  แต่เมื่อใช้งานไปนานๆ วัสดุยางอุดรอยต่อย่อมเสื่อมคุณภาพ  แข็งและเปราะ ความยืดหยุ่นลดลงไป จะเกิดการแตกร้าว น้ำซึมลงไปได้  จึงต้องมีการซ่อมรอยต่อผิวทางคอนกรีตตามกำหนดเวลา โดยปกติจะต้องทำทุกๆ  3 – 5 ปี  ด้วยการขูดของเดิมออก ทำความสะอาดรอยต่อผิวคอนกรีตแล้วหยอดยางอุดรอยต่อใหม่ วัสดุอุดรอยต่อผิวทางคอนกรีตนี้เรียกว่า mastic  joint  sealer.

ขอบคุณเเหล่งที่มาข้อมูลเเละรูปภาพ

โดย คุณวิสิฐ อัจฉยานนท์กิจ