در ایران طبق گزارش سازمان راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای تا پایان سال ۱۳۹۷، بیش از ۲۳۸ هزار کیلومتر راه وجود داشته که شامل راه‌های روستایی، ترانزیتی، شریانی، بزرگراه و آزادراه می‌شود. در شکل ۲ طول هر مورد از انواع راه نشان داده شده است [[i]]. بودجه سازمان راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای در سال ۱۳۹۸ برابر هزار و ۶۹۲ میلیارد و ۴۵۴ میلیون تومان بود [[ii]] که از این مقدار مبلغ زیادی صرف هزینه بازسازی و نوسازی جاده‌ها و معابر داخل شهری و راه‌های کشور شده است. بخشی از این هزینه‌ها به رنگ‌های ترافیکی و خط‌کشی و ایمن‌سازی این فضاها اختصاص می‌یابد. تنها در ۱۰ سال گذشته ۷۲۶۶۰۶ کیلومتر راه در ایران خط‌کشی شده است [۱]. طبق قراردادی در تاریخ ۲۳ آبان ۹۸ شهرداری کلان‌شهر شیراز[1]، مبلغ برآورد اولیه برای خرید ۱۰۰۰۰ کیلوگرم رنگ سرد و ۵۰۰۰۰ کیلوگرم رنگ گرم دوجزئی برای خط‌کشی محوری و شابلون سطح شهر معادل ۳۰ میلیارد ریال بوده است [[iii]].

به همین دلیل دوام خط‌کشی از اهمیت زیادی برخوردار است. این خط‌کشی‌ها ابزاری هستند که بر روی سطح جاده هدایت و اطلاعاتی را به رانندگان و عابر پیاده داده تا از سردرگمی آن‌ها و تصادفات رانندگی جلوگیری کنند.

———————————————-

[1]– قرارداد شماره ۹۸-۳۷۱۵۹۶

[[i]] خلاصه آمارهای راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای کشور طی سال‌های ۱۳۸۵ الی ۱۳۹۷ سایت سازمان راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای www.rmto.ir.

[[ii]] سایت خبری www.tasnimnews.com در تاریخ 18/02/1399.

[[iii]] مناقصه خرید رنگ سرد و گرم جهت خط‌کشی محوری و شابلون سطح شهر شیراز، قرارداد شماره 371596/98 در تاریخ 23/8/98.

دوام و خواص سایشی رنگ‌های ترافیکی یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در مدیریت ترافیک است. به دلیل حجم ترافیک، شرایط آب‌وهوایی، نوع سطح جاده و رفتار رانندگان رنگ ترافیکی به‌مرورزمان دوام و قابلیت دید در شب خود را از دست می‌دهند و این می‌تواند با از دست رفتن سطح شناخت رانندگان و عابران پیاده از جاده موجب حوادث رانندگی شود؛ بنابراین استفاده از رنگ ترافیکی مقاوم در برابر سایش برای افزایش دوام و طول عمر رنگ ضروری است.

عواملی که باعث تخریب رنگ شده شامل نحوه اجرا، جنس رنگ، میزان چسبندگی به سطح زیرین و عوامل محیطی می‌شود. از عوامل محیطی می‌توان به تغییرات دمای هوا، میزان رطوبت، نور خورشید و سایش ناشی از اصطکاک بین لاستیک خودرو و رنگ اشاره کرد. در حین اجرای خط‌کشی نیز دما، شدت وزش باد، رطوبت هوا و سطح و همچنین میزان تمیزی سطح، در کیفیت و طول عمر رنگ ترافیکی تأثیر چشمگیری دارد. به‌طور مرسوم رنگ گرم دو جزئی به مدت ۲ سال ضمانت می‌شود و بعد از دو سال در صورت تخریب ساختار رنگ، رنگ جدید اعمال می‌شود. سرعت خشک شدن رنگ گرم بسیار بیشتر از رنگ سرد است و در مکان‌هایی که دارای ترافیک بیشتر هستند و نیاز به سریع خشک شدن رنگ باشد از رنگ گرم استفاده شده تا محل خط‌کشی شده سریع‌تر آماده بهره‌برداری شود؛ اما در مکان‌هایی که ترافیک کم بوده و نیازی به بهره‌برداری سریع نباشد از رنگ سرد استفاده می‌شود.

در سال‌های اخیر با گستر فناوری نانو در حوزه پوشش، محصولات جدیدی طراحی شدند که خواص سایشی مواد را بهبود بخشیدند. استفاده از نانوساختارهای مختلف از جمله نانورس، گرافن و نانولوله‌های کربنی می‌تواند باعث افزایش خواص مکانیکی پوشش از جمله مقاومت رنگ در برابر خراش شود. نانورس‌ها مواد غیرآلی ارزان‌قیمتی هستند که به دلیل خواص استحکام‌بخشی در کاربردهای زیادی در صنایع مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند. ضخامت نانورس در حدود چند میلیاردم متر است و در صورتی که به خوبی در زمینه پخش شوند می‌توانند بر روی خواص مکانیکی و فیزیکی تأثیرگذار باشند. شکل زیر نشان‌دهنده فرایند بهبود خواص پلیمر با استفاده از نانورس است. در این شکل ابتدا سطح نانورس آب‌گریز شده و سپس با افزایش فاصله نانومتری بین صفحات، آماده اضافه شدن در بین زنجیره‌های پلیمری می‌شوند. با استفاده از روش‌های ذوبی، پلیمریزاسیون درجا و سایر روش‌ها، نانوصفحات خاک رس به زمینه رنگ اضافه می‌شوند [[i]].

سازوکار آماده‌سازی و کامپوزیت کردن رنگ ترافیکی با استفاده از نانورس

آزمایشات انجام شده در سایش رنگ‌های ترافیکی نانویی حاکی از بهبود ۳۰ درصدی مقاومت به سایش است این در حالی است که در عمل به‌صورت دائم سایش بر روی رنگ وجود ندارد و بعد از اجرا بیش از ۵۰ درصد عمر رنگ ترافیکی بیشتر می‌شود. میزان سایش اعمال شده در اثر ترافیک به‌سرعت معبر نیز بستگی دارد. هرچه ترافیک و سرعت معبر بیشتر باشد میزان سایش بیشتر است [۵].

مبانی و مفروضات این تحلیل در زیر آمده است:

سطح دارای رنگ ترافیکی به‌صورت مترمربع فرض شده و در خط‌کشی بزرگراه‌ها می‌تواند بر حسب نیاز محاسبه شود.

طبق جدول پایین می‌توان دریافت که هزینه صرفه‌جویی شده در استفاده از رنگ‌های ترافیکی نانویی به جای رنگ‌های مرسوم در بلندمدت قابل‌ملاحظه است؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت استفاده از این رنگ‌های ترافیکی نانویی بسیار سودآور بوده و به‌کارگیری آن ضمن کاهش هزینه‌های اجرا باعث کاهش زمان راه‌بندان برای خط‌کشی نیز می‌شود که رضایت عمومی را به همراه دارد. استفاده از این رنگ‌ها برای سطوح آسفالت و بتن در محیط‌های شهری، برون‌شهری، فرودگاه‌ها و… جهت کاهش حوادث و افزایش هوشیاری رانندگان توصیه می‌شود.

فرمول محاسبه درصد حجمی بهینه شده برابر است با:

P_i: درصد حجمی بهینه شده، C_W: هزینه بدون فناوری نانو، C_N با فناوری نانو، C_t: کل هزینه‌ها بدون استفاده از فناوری نانو

به‌عنوان مثال در بررسی درصد حجمی بهینه شده هزینه خرید رنگ ترافیکی خواهیم داشت:

(هزینه خرید ۱۰۰۰۰ کیلوگرمی رنگ غیر نانویی در ۱۰ سال ۱,500,000,000 تومان. هزینه خرید ۱۰۰۰۰ کیلوگرمی رنگ نانویی در ۱۰ سال ۷۷۵,000,000 تومان. هزینه اجرای خط‌کشی هر ۴۰۰۰۰ مترمربع رنگ نانویی در ۱۰ سال 2,400,000,000 تومان)

بنابراین مطابق نتایج این جدول هزینه بهینه شده در استفاده از رنگ ترافیکی نانویی برای ۴۰۰۰۰ مترمربع از معابر شهری شهر شیراز به مدت ۱۰ سال برابر 1,925,000,000 تومان معادل ۳/۴۹ درصد از کل هزینه انجام شده است که هزینه قابل‌ملاحظه‌ای است.

در صورتی که رنگ‌های ترافیکی نانویی در ۱۰۰۰ شهر کشور به مساحت ۴۰۰۰۰ مترمربع اجرا شود صرفه‌جویی ریالی آن نزدیک به بیست هزار میلیارد ریال خواهد بود. با استفاده از این هزینه صرفه‌جویی شده می‌توان ۱۰۰۰ کیلومتر بزرگراه در سطح کشور ساخت که اثر قابل‌توجهی در توسعه اقتصادی کشور و تولید ناخالص داخلی حمل‌ونقل جاده‌ای کشور خواهد داشت (هزینه ساخت هر کیلومتر بزرگراه در دشت ۲۰ میلیارد ریال در نظر گرفته شده است).

شرکت‌های ایرانی فعال در زمینه رنگ ترافیکی نانوکامپوزیتی

۱- شرکت پیشگامان فناوری آسیا

۲- شرکت نانوآریسا پوشش

وب‌سایت: www.nanoarisa.com

تهیه و تنظیم: سروش صحرائیان

—————————————————————–

مراجع:

[[1]] خلاصه آمارهای راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای کشور طی سال‌های ۱۳۸۵ الی ۱۳۹۷ سایت سازمان راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای www.rmto.ir.

[[1]] سایت خبری www.tasnimnews.com در تاریخ 18/02/1399.

[[1]] مناقصه خرید رنگ سرد و گرم جهت خط‌کشی محوری و شابلون سطح شهر شیراز، قرارداد شماره 371596/98 در تاریخ 23/8/98.

[[1]] خلاصه آمارهای راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای کشور طی سال‌های ۱۳۸۵ الی ۱۳۹۲، سایت سازمان راهداری و حمل‌ونقل جاده‌ای www.rmto.ir.

[[1]] M. Taheri, M. Jahanfar, K. Ogino” Wear Properties of Nanocomposite Traffic Marking Paint” journal of Nanomaterials, Vol 2018, ID 2569249

برای دسترسی به سایر گزارشات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید.