Geology Science

مطالب تخصصی زمین شناسی

طراحي آسفالت ردميكس به روش مارشال

طراحي آسفالت ردميكس به روش مارشال

 مقدمه :

آسفالت از لحاظ  تعاريف روشهاي مختلفي براي خود داراست كه تقسيم بندي عمده تر آن كه به لحاظ عموميت بيشتر بكار برده مي شود .

يكي آسفالت گرم و ديگري آسفالت سرد است . آسفالت گرم آسفالتي است كه تمامي مراحل ساخت آسفالت به صورت گرما گرم و عموما در كارخانه هاي مجهز مي باشد و آسفالت سرد كه موضوع جزوه حاضر است و تا انتها به آن خواهد پرداخت عبارتست از نوع آسفالتي كه بعضي از مراحل در آن بصورت سرد انجام مي شود.

آسفالت سرد به دو روش كلي ساخته و پرداخته مي شود يكي آسفالت سرد پيش سساخته كه در محل كارخانه آسفالت ساخته مي شود و با توجه به نوع قير و حلال مصرف شده مي تواند تا مدتي به صورت آماده مصرف شود و ديگري آسفالت ردميكس كه در واقع همانگونه كه از نامش پيداست مخلوط در محل راه مي باشد و البته هر كدام از دو فرم بالا به زير مجموعه هاي بسياري تقسيم مي شود.

در اين مقاله  هر جا سخن از آسفالت به ميان مي رود منظور آسفالت سرد بروش ردميكس مي باشد .

آسفالت سرد بروش مخلوط در محل راه يا ردميكس تشكيل شده از دو فاز عمده قير و مصالح سنگي اين دو فاز هر يك بايد به طور جداگانه داراي مشخصاتي باشند كه در نهايت سازنده مخلوطي باشند با مشخصات فني عموماً در كشورهاي مختلف دنيا از استانداردهاي مختلفي پيروي مي شود كه توصيف جداگانه‌اي براي هر يك از موارد فوق دارد اما به جرات مي توان گفت كه اغلب اين مشخصات باتوجه به امكانات موجود آنها داراي ملاحظاتي مي باشد و در نهايت در توضيح اخير بايد گفت پذيرفته ترين مخلوط آنست كه باتوجه به امكانات موجود بالاترين اعداد را از خود ارائه دهد و از حداقل‌هايي كه در استانداردها آمده كمتر نباشد تا بتواند در مقابل شرايط مختلف جوي و ترافيك مورد نظر استقامت نمايد. متاسفانه در كشور ما عليرغم عمر چندين ساله اين نوع آسفالت كه تقريبا در حدود 3 دهه و يا بيشتر مي باشد هنوز توصيف واقعي و روش طراحي درستي جهت اين نوع پر مصرف آسفالت توصيه نشده است گرچه در نشريه101 سازمان برنامه و بودجه در فصل شانزدهم اشاره اي به طرح اين نوع آسفالت شده و مشخصات استاندارد مصالح آورده شده ولي راه حل درست و اجرايي جهت طرح آسفالت و تعيين درصد قير مورد مصرف توصيه نشده و فقط فرمول‌هايي به صورت تجربي آنهم فقط در حالت  اضطراري قيد گرديده ولي گويا اين لغت اضطراري حذف به اصرار گرديده و عموم آسفالتهاي ردميكس كه در چندين سال اخير ساخته شده فقط به اتكاي فرمول‌هاي مذكور و يا تجربيات شخصي ساخته شده و گرچه در بعضي مواقع آنهم بصورت نادرست از آب در آمده ولي چنانچه قدري بي غرض نظر به راهها  بيفكنيم مايه شرمساري مهندسين راهساز است.

توضيح : اين نشريه با توجه به آيين نامه ASTMD 4215 ويژه مخلوطهاي آسفالت سرد كه براي نخستين بار در سال 1982 استاندارد شده و در سال 1989 مورد تجديد نظر قرار گرفته تهيه و تدوين شده است.

 

طرح آسفالت :

در اينجا لازم است تا مفاهيم اساسي مانند خود كلمه  طرح آسفالت  را بشناسيم :

منظور از طرح آسفالت يعني معين نمودن معيارهايي كه بر اساس آن بتوانيم اولا در كارگاه آسفالت تهيه نماييم و ثانيا بر اساس آنها آسفالت پخش شده در سطح راه را كنترل نماييم و اين معيارها عبارتند از :

 

1-  وزن مخصوص واقعي آسفالت متراكم شده

2- درصد حجمي فضاي خالي آسفالت متراكم شده

3  -تاب فشاري ( استحكام ) آسفالت متراكم شده 

4 -تغيير شكل نسبي ( رواني )  آسفالت متراكم شده

5- درصد حجمي فضاي خالي مصالح سنگي در آسفالت متراكم شده كه در آزمايشگاه ابتدا معيارهاي فوق براي آسفالت مورد آزمايش تعيين مي گردد،سپس با استفاده از نتايج حاصله مناسبترين درصد قير آسفالت مورد عمل بشرحي كه بعدا خواهد آمد محاسبه مي گردد و در واقع طرح آسفالت عبارتست از :

مجموعه پنج عيار فوق به انضمام درصد قير

و با استفاده از طرح تهيه شده در آزمايشگاه مصالح در محل مناسب دپو مي شود و سپس با قير مورد نظر مخلوط مي گردد و در نهايت پس از پخش در سطح راه نيز مورد آزمايش قرار مي گيرد و در نهايت پس از پخش در سطح راه نيز مورد آزمايش قرار مي گيرد  و كليه معيارهاي مذكور در فوق مورد سنجش قرار مي گيرند و با آنچه در طرح آمده است مقايسه مي گردد. بر خلاف روش ساخت آسفالت گرم در اينجا با توجه به اينكه استاندارد دانه بندي مصالح را مشخص نموده فرمول كارگاهي ( پيشنهادي ) پيمانكار وجود ندارد و بايد بتوان با مصالح موجود بهترين مشخصات منطبق بر استاندارد را تهيه كرد .

هدف از انجام طرح آسفالت و در واقع آزمايش مذكور عبارتست از پيدا كردن روابط بين تراكم وزن مخصوص  فضاي خالي و مقاومت فشاري و رواني آسفالت با درصد قير و رسم منحني هاي مربوطه و با استفاده از اين منحني ها يافتن قير بهينه كه بعنوان درصد قير مخلوط ارائه مي گردد .

»» لوازم مورد نياز جهت انجام اين آزمايش عبارتند از اقلام ذيل كه در صفحه  قير و آسفالت قابل مشاهده است :

1 - دستگاه جك فشاري مارشال آسفالت

2 - چكش و پايه تراكم آسفالت

3 - قالب نمونه گيري

4- نمونه در آور

5- حمام آبگرم

6-  گرمخانه با تهويه( فن دار)

 7- مخلوط كن آسفالت كه در صورت نداشتن اشكالي ندارد

8- ترازوهاي دقيق آزمايشگاهي

9- انواع سيني بزرگ و كوچك

- 10پارافين جامد و وسيله اي جهت گرم كردن آن

همانگونه كه در ابتدا آمد چون آسفالت داراي دو فاز مي باشد لذا لازم است تا قبل از پرداختن به شرح آزمايش اطلاعاتي از چگونگي مصالح مورد مصرف داشته باشيم.

 

آزمايش‌هاي مورد نياز بر روي مصالح :

 1 -نمونه برداري از مصالح سنگي

2 -آزمايش دانه بندي بر طبق استانداردASTM –D422  

3- آزمايش تعيين درصد سايش مصالح به روش لوس انجلس بر طبق استاندارد  ASTM-C131

4 -تعيين ارزش ماسه أي مصالح بر طبق استاندارد ASTM-D2419

5 -تعيين حدود آتربرگ بر طبق استاندارد    ASTM-424/D423

6- تعيين درصد شكستگي مصالح سنگي

7- تعيين وزن مخصوص و جذب ‌‌آب مصالح سنگي بر طبق استاندارد  ASTM-C128.C127

8- تعيين درصد مواد فرار ( حلال ) قير

پس از انجام آزمايشات فوق و بدست آوردن مشخصات مصالح مورد استفاده در مخلوط لازم است تا نسبت اختلاط مصالح سنگي را كه اغلب از دو يا چند نوع مصالح مي باشد با يكي از روش هاي مرسوم بيابيم،كه روشهاي مورد استفاده از چهار نوع ذيل خارج نيستند و اصولاً اجباري در استفاده از هر يك از روشها نمي باشد كه عبارتند از :

1- روش سعي و خطا ( try  &  Error )

2- روش ترسيمي مربع (  Square graph)

3 -روش معادلات چند مجهولي (EQUATION  )

4- روش ترسيمي مختصات قطبي

حدود مشخصات مورد استفاده نيز با توجه به حساسيت و با ظرافت هر چه بيشتر از روي جدول مربوطه انتخاب مي گردد و از ملاحظات مربوط به انتخاب دانه بندي مي توان از الك نمره 4 بعنوان مرز بين شن و ماسه در مصالح سنگي نام برد و هرچه عدد متوسط در حدود  مشخصات در اين الك به درصد عبوري مصالح سنگي در اين الك چه در ماسه و چه در شن ريزدانه نزديكتر باشد انتخاب آسان تر خواهد شد .

در طرح آسفالت سرد (ردميكس) به روش مارشال تفاوت اساسي در دماي اختلاط مصالح سنگي و نيز درجه حرارت تراكم نمونه هاي مارشال تصعيد مواد حلال قير و درجه حرارت آزمايش نمونه هاست و همانطوركه در فهرست اقلام مورد نياز در طرح آسفالت گرم است .     

با توجه به فرمول طرح اختلاط كه از بالا حاصل شده حدود 18 الي  21 نمونه  1200 گرمي مصالح سنگي تهيه مي شود كه اين نمونه ها در ظرفهاي فلزي (سيني) به مدت 24 ساعت در داخل آون (گرمخانه) گذارده مي شوند تا در درجه حرارت 5+110 درجه سانتيگراد به مقدار مورد نياز گرم شوند و ضمناً آب موجود در ميان دانه هاي سنگي نيز تبخير شود  (توضيح اينكه چون نمونه هاي 1200 گرمي به صورت  3 تايي با هر درصد قير مورد آزمايش قرار مي گيرند مي توانيم به جهت سهولت در كار هر 3 نمونه را كه جمعا 3600 گرم مي شود در يك سيني ريخته وبا هم آزمايش كنيم و پس از تهيه مخلوط وزن مورد نظر را استفاده كنيم) و پس از اين كه قير مورد استفاده در يك كارگاه را كه مثلا قير ( MC  250 ) مي باشد را در ظرفي درب دار و در آون ( نه با شعله مستقيم ) به دماي (74 ) درجه سانتيگراد رسانديم به ترتيب از 3 يا 3.5 درصد وزني نسبت به وزن مصالح سنگي قير اضافه مي كنيم به نحوي كه سه عدد نمونه با 3 درصد قير داشته باشيم . سه عدد نمونه با درصد 4 و … درصد قير داشته باشيم .

 -در تهيه نمونه ها بايستي نهايت دقت به عمل آيد و توجه كنند كه تمام اوزان قبل از گذاردن روي ترازو به دقت محاسبه شده باشد و بعد از كاليبره كردن ترازو بر روي عدد محاسبه شده با احتساب تمام جوانب از جمله پاره سنگ نمودن پاتيل ( ظرفي كه در آن مخلوط به هم زده مي شود كه اعم از پارچ مخلوط كن برقي و يا ظرف ديواره بلند فلزي با عرض نسبتا زياد مثلا  30 40  سانتي متر) باشد و در زماني كه مصالح و قير بر روي كفه ترازو در حال توزين است مصالح سنگي درجه حرارتي در حدود 14+74 درجه سانتيگراد را دارا باشد .

    قبل از ريختن قير مصالح سنگي داخل ظرف را بصورت آخوره در آورده و سپس قير گرم شده را به آرامي داخل آخوره مي ريزيم تا ترازو به حالت تعادل خود برسد و سپس آن را در داخل مخلوط كن قرار مي دهيم تا كاملاً مخلوط يكنواختي بدست آيد و چنانچه مخلوط كن نداشتيم به سرعت بوسيله كاردك تميزي مصالح سنگي را با قير مخلوط مي كنيم و آنقدر ادامه مي دهيم تا سنگدانه ها كاملاً اندود شود .

در اين مرحله بايد دقت شود كه سنگدانه ها از ظرف خارج نشود و همينطور قير چسبيده به كاردك را پس از مخلوط كردن كاملا تميز كرده و مواد چسبيده به آن را داخل ظرف مي ريزيم .

مخلوط  را  داخل  ظرف  ريخته  و  جهت  تصعيد  حلال‌هاي  قير  در حد50  مواد فرار قير در داخل آون در دماي 11 + 99 درجه سانتيگراد قرار مي دهيم و دريچه هواي آون را كاملا باز مي كنيم و براي تسريع در عمل تصعيد هر 45 دقيقه يكبار نمونه را از آون خارج كرده و بهم مي زنيم و پس از توزين تا رسيدن به  حد50 تصعيد كه قبلاً براي هر درصد قير جداگانه محاسبه كرده ايم در آون قرار مي دهيم .

توضيح : با توجه به اين مطلب كه اغلب آسفالت‌هاي ردميكس در ايران با قير MC  250 توليد پالايشگاه‌هاي شيراز يا اصفهان ساخته مي شود و اين قير كلاً‌ 22  مواد فرار (حلال) در خود دارد كه 50  درصد وزني آن معادل 11 درصد وزن قير مورد استفاده مي باشد و مثلا اگر درصد قير نسبت به مخلوط آسفالت قبل از تصعيد 4 باشد وزن آن مخلوط 3600 گرم   (3600 =1200 ×3 )  باشد خواهيم داشت :

وزن قير                                                                          gr  144  = % 4 × 3600

مقدار وزني كه بايد تصعيد شود                                          gr 16   1584 = % 11 × 144 

وزن مخلوط آسفالت پس از %50 تصعيد                                         3584 = 16 - 3600

بعد از اينكه  % 50 قير مخلوط آسفالت تصعيد شد براي انجام آزمايش تراكم مارشال بلافاصله نمونه را در داخل سيني به سه قسمت 1200 گرمي بطور تقريبي تقسيم مي كنيم و هر قسمت در داخل يك سيني كوچكتر ريخته مي شود . براي انجام آزمايش تراكم درجه حرارت مخلوط بايد حدود 100 درجه سانتيگراد باشد لذا درجه حرارت مخلوط را در اين مرحله كنترل مي كنيم .

قالب ، زير قالب و چكش مارشال بايستي تا حدود  C 150 - 93 درجه گرم شوند و سپس مخلوط آسفالتي مرحله قبل را در داخل قالب ريخته و با توجه به جدول مربوطه مطابق با مشخصات استاندارد و با توجه به نوع راه و ترافيك به تعداد مندرج در جدول در طرفين نمونه حاضر وارد مي شود ( كوبيده مي شود ) و پس از سرد شدن نمونه ها را از داخل قالب در آورده و حداقل 2 ساعت در دماي 25 درجه سانتيگراد (دماي اطاق) نگهداري مي كنيم . نظر به اينكه مقاومت  نمونه ها بستگي مستقيم به ارتفاع آن دارد لذا قبل از تعيين وزن مخصوص ابتدا با كوليس ارتفاع نمونه را اندازه مي گيريم .

پس از آنكه كليه نمونه ها كوبيده شد و از قالب خارج گرديد وزن مخصوص آنها با يكي از روش‌ها مثلا اندود كردن با پارافين به شرح ذيل اندازه گيري مي شود كه البته اين روش در مورد نمونه هايي كه سطوح جانبي آن داراي خلل و فرج زياد باشند استفاده مي گردد در اين روش ابتدا پارافين تا درجه حرارت لازم گرم مي شود به نحوي كه چنانچه بر روي سطح آن فوت كنيم سطح آن سفت شود و سپس نمونه آسفالت را به وسيله قطعه سيمي كه بدور آن پيچيده شده و محكم گرديده در پارافين غوطه ور كرده و وزن مخصوص آن را پس از سرد شدن از فرمول ذيل بدست مي آورند .

                         p=A/((B-C)-(B-A)/GP))

كه در آن پارامترهاي بكار رفته بترتيب عبارتند از :

     A: وزن نمونه در هوا

 B    : وزن نمونه با اندود پارافين در هوا

 C    : وزن نمونه با اندود پارافين در آب

 GP   : وزن مخصوص پارافي

توضيح : جهت برداشتن پارافين اندود شده از روي نمونه كافيست توسط كاردك خطي در جهت ارتفاع بر روي آن كشيده شود سپس آنرا چند دقيقه در آب با درجه حرارت C  50 درجه قرار مي دهيم تا پارافين ورقه شده و جدا گردد .

 

تعيين تاب فشاري ( استحكام=Stability)

تغيير شكل نسبي آسفالت معياريست از ميزان وارفتن و يا به عبارت بهتر تغيير شكل نسبي آسفالت تحت تاثير بار وارده به طوري‌كه هر چه تغيير شكل نسبي بيشتر باشد ميزان وارفتن آسفالت پخش شده تحت تاثير بار بيشتر خواهد بود و تاب فشاري آسفالت عبارتست از بيشينه مقدار باري كه نمونه آسفالت بر حسب كيلو گرم مي تواند بدون اينكه شكستگي در آن ايجاد شود تحمل نمايد .

پس از انجام آزمايش وزن مخصوص نمونه ها را درون فك مارشال قرار مي دهيم كه درجه حرارت فك بايد بين 38-21 درجه باشد و ميتوان به كمك آب گرم اين كار را انجام داد . سپس به كمك دستگاه مارشال مورد آزمايش قرار مي دهند . در صورتي که دستگاه از نوع ديجيتالي باشد ، نياز به قرائت كردن همزمان دو نفري ندارد ولي چنانچه دستگاه ديگري در اختيار داريم كه با سيستم رينگ و گيج كار مي كند در تمام مراحل انجام آزمايش بايد دو نفر بطور همزمان حضور داشته باشند که در هنگام مكث عقربه بار وارده بر روي عددي يا شروع به برگشتن آن،نفر ديگر رواني را قرائت نمايد كه با علامت چك اينكار معمولا صورت مي پذيرد . به‌هر‌حال در مورد دستگاه هاي ديجيتال اين كار خودکار انجام مي شود و فقط كافيست پس از شكستن هر نمونه كليد (reset ) را فشار دهيم .

ميانگين هر نمونه ( مربوط به يك درصد قير ) را نيز درستون مربوطه يادداشت مي كنند و همانطوركه قبلا ذكر شد چون مقاومت نمونه ها بستگي به ارتفاع آنها دارد بايستي مقدار حداكثر بار وارده را بر حسب ارتفاع استاندارد تصحيح كنيم و براي تصيح مقدار مقاومت مارشال نمونه هايي كه ارتفاع آنها كمتر ويا بيشتر از  2 اينچ باشد در ضريبي موسوم به نسبت همبستگي كه مقدار آن از جدول مربوطه تعيين مي گردد ضرب كنيم .

چنانچه خواسته باشيم اثر آب را بر مقاومت رواني و چسبندگي نمونه هاي مارشال اندازه گيري كنيم بايد نمونه هاي تهيه شده را مدت چهار روز در آب با درجه حرارت 25  درجه (حرارت آزمايشگاه ) و يا در حمام مخصوص نگهداري نمود و سپس مورد آزمايش قرار دهيم . بديهي است اين آزمايش را بايد بر روي نمونه هايي انجام دهيد كه درصد قير آن بر اساس طرح آسفالت تعيين شده هم چنين ساير ارزش‌هاي ديگر مخلوط آسفالتي در اين درصد قير با مشخصات طرح برابري داشته باشد .

 

درصد فضاي خالي  آسفالت  (Void Ratio  )

فضاي خالي در يك نمونه متراكم شده آسفالت به حبابهاي كوچكي گفته مي شود كه در خلل و فرج نمونه وجود دارد فضاي خالي به صورت درصد حجمي نسبت به حجم نمونه كوبيده شده بيان مي شود و داشتن ميزان اين پارامتر در آسفالت پخش شده در سطح راه اهميت حياتي دارد . چنانچه فضاي خالي آسفالتي خيلي كم باشد ( حدود %1 ) احتمال دارد كه قير از سطح راه بيرون بزند و نيز عوارض ديگري در قشر آسفالت پديدار گردد .

در تابستان به دليل گرماي هوا قير موجود در اطراف مصالح كمي ازدياد حجم پيدا كرده و در صورتيكه فضاي خالي كم باشد قير از سطح راه بيرون مي زند . از طرف ديگر درصد حجمي فضاي خالي آسفالت چنانچه از حد مجاز بيشتر باشد . معايب بسياري در قشر آسفالت ايجاد مي كند و که خصوصاً ورود آب وهوا در اينگونه آسفالت‌ها است .

مهمترين عواملي كه در ميزان فضاي خالي آسفالت موثرند عبارتند از :

الف ) دانه بندي مصالح سنگي آسفالت

ب ) درصد قير آسفالت

ج ) كوبيدگي قشر آسفالت

در مورد عامل  ( الف ) بايستي متذكر شد كه براي آسفالت سرد حدود مجاز دانه بندي تعيين شده است كه طرح بايستي با آن متناسب باشد . در رابطه با بند ( ب ) نيز به كمك طرح مارشال كه اين بحث قسمتي از آن مي باشد بهترين  درصد  قير با رعايت ميزان فضاي خالي آسفالت تعيين مي گردد .

اما در رابطه با بند  (ج) كه اثر قطعي در ميزان فضاي خالي آسفالت دارد بايستي براي تعيين فضاي خالي آسفالت از رابطه زير استفاده مي كنيم .

 

      وزن مخصوص نمونه آسفالت   GB

( --------------------------------   × 100 ) – 100 = درصد فضاي خالي آسفالت  (V.M.A  )

  وزن مخصوص ماكزيمم آسفالت   GMT 

 

وزن مخصوص بيشينه آسفالت عبارتست از وزن مخصوص آسفالت در شرايطي كه تخلخل آن صفر باشد كه اين مقدار براي هر درصد قير به دو روش بدست مي آيد :

 

1- روش  رايس

2- روش  تئوري

كه حداكثر وزن مخصوص تئوريك با استفاده از رابطه زير بدست مي آيد:.

GMT =100/ ( (%AC/GAC ) + ( % Agg / Gag ) )

 

كه  در آن  :

 

GMT : حداكثروزن مخصو ص تئوريك  

AC%: درصد قيرنسبت به آسفالت

ِAgg : درصد مصالح سنگي نسبت به آسفالت

GAC :وزن مخصوص قير پس از 50 % تصعيد  (  براي قير   MC250 اين مقدار 98 % است  )

GAg : وزن مخصوص واقعي ( موثر ) مصالح سنگي

 

درصد حجمي فضاي خالي مصالح سنگي

فضاي خالي بين دانه هاي مصالح سنگي در يك نمونه متراكم شده فاكتور مهم ديگري است كه در طرح مارشال مورد بررسي قرار مي گيرد . ميزان فضاي خالي مصالح سنگي به نحو موثري در مقدار فضاي خالي آسفالت  (V.M.A  ) تاثير  دارد . چنانچه درصد حجمي فضاي خالي مصالح سنگي خيلي زياد باشد . درصد حجمي فضاي خالي آسفالت ( V.M.A بيشتر خواهد شد و بالعكس . كه مقدار حداقل مجاز آن در جدول مربوطه آمده است .

درصدد حجمي فضاي خالي مصالح سنگي از رابطه زير بدست مي آيد:

 

V.M.A = 100- ( ( GB *  %  Agg   ) / GAm  )

كه  در آن :

: GB وزن مخصوص نمونه آسفالت

GAm : وزن مخصوص حقيقي مصالح سنگي

 

تعيين درصد قير بهينه

منظور از تعيين درصد قير بهينه بدست آوردن بهترين درصد قيري است كه آسفالت تهيه شده بر مبناي آن داراي بهترين مشخصات باشد . يعني وزن مخصوص و مقاومت مارشال آن به مقدار بيشينه و درصد حجمي فضاي خالي آسفالت نيز در حدود دلخواه باشد .براي بدست آوردن درصد قير بهينه و نتيجه گيري از آزمايش‌ منحني هايي با مشخصات زير رسم مي كنيم :

روي محور x : درصد تغييرات قير و بروي محور  y به ترتيب :

وزن مخصوص آسفالت كوبيده شده

مقاومت مارشال

تغيير شكل نسبي ( ضريب نرمي )

درصد فضاي خالي مخلوط آسفالتي    ( V.M )

درصد فضاي خالي مصالح سنگي    ( V.M.A )

 

پس از اين مرحله :

1 -درصد قير به ازا، حداكثر وزن مخصوص

2- درصد قير به ازا،حداكثر مقاومت مارشال

3- درصد قير به ازا، ميانگين كمترين وبيشترين مقدار فضاي خالي مجاز ( مثلا حدود فضاي خالي 3 الي 5 مي باشد كه معدل آن برابر 4 است ) را تعيين كرده و معدل اين سه درصد قير را بدست مي آوريم مثلا اگر به ترتيب درصد هر كدام برابر با  4.7 , 4.4 , 4.5    معدل آن برابر خواهد بود با :

%4.53= 4.7)/3 +4.5   + 4.4  )

پس مشخصات پنجگانه متناظر با اين درصد قير (وزن مخصوص ، مقاومت فضاي خالي ، آسفالت و مصالح ، ورواني) را از روي منحني هاي مربوطه بدست آورده و با مشخصات و ضوابط فني پروژه مقايسه مي كنيم در صورتي كه مشخصات حاصل با استاندارد مطابقت داشته باشد . اين درصد قير بعنوان مناسبترين درصد قير (درصد قير بهينه) گزارش مي گردد.

درصد ماند مقاومت :

نسبت مقاومت مارشال نمونه هايي كه با درصد قير بهينه تهيه شده اند و چهار روز در آب با  C 25درجه قرار گرفته اند را به مقاومت مارشال بدست آمده از طرح ضربدر 100 را درصد ماند مقاومت مي گويند كه طبق مشخصات نبايستي از  75 %كمتر باشد .تصيح معايب ناشي از كم و زياد بودن فضاي خالي و پايين بودن مقاومت مارشال چهار حالت زير محتمل است :

الف ) فضاي خالي كم ولي مقاومت رضايت بخش باشد .

در اين صورت دو راه حل وجود دارد،كاهش فيلر مصالح و يا افزايش دانه هاي درشت و يا كاهش درصد قير پيشنهاد مي شود .

ب ) فضاي خالي كافي ولي مقاومت كم باشد .

اين ايراد معمولا از دانه بندي ناپيوسته و درصد شكستگي كم بوجود مي آيد كه جهت رفع آن بايستي ، دانه بندي را اصلاح ودرصد شكستگي را افزايش دهيم .

ج ) فضاي خالي زياد ومقاومت كافي است .

با ازدياد درصد فيلر تا حدودي مي توان فضاي خالي را به حد قابل قبول رساند .

د )فضاي خالي زياد و مقاومت كم است .

چنانچه با ازدياد فيلر،مقاومت تصحيح شود منظور ما تامين شده وگرنه بايستي عيب اصلي را در جنس مصالح و دانه بندي جستجو كرد. .

 

روش اصلاح مصالح درشت دانه

در صورتي كه بيش از10 % مصالح روي 1 اينچ بماند براي تهيه نمونه هاي مارشال و به منظور تهيه طرح اختلاط در آزمايشگاه بصورت زير عمل مي كنيم .

1- پس از مخلوط كردن قير با مصالح ، قبل از ريختن مخلوط داخل قالب مارشال دانه هاي درشت تر از1  اينچ را سرند مي كنيم .

2- وزن مخصوص ، مقاومت و رواني نمونه هاي مارشال را بدون هيچ تغييري انجام ونتايج آن را ثبت مي كنيم .

3 -براي محاسبه فضاي خالي آسفالت و فضاي خالي مصالح سنگي در فرمولهاي زيرازوزن مخصوص اصلاح شده نمونه ها ي مارشال بشرح ذيل استفاده مي كنيم :

0.995  B/D)) + ( A/C) / 100) = وزن مخصوص اصلاح شده

 

A=a (100-1)/100

كه در آن :

 A : درصد وزني سنگدانه هاي درشت تر از يك اينچ و مخلوط آسفالتي

 a : درصد دانه هاي درشت تر از يك اينچ

 b: درصد قير نسبت به آسفالت

B :100 - A  

 C : وزن مخصوص واقعي دانه هاي درشت تر از يك اينچ

D  : وزن مخصوص نمونه هاي مارشال كوبيده شده

 

روش اجرايي و ساخت آسفالت در كارگاه :

پس از مشخص شدن درصد قير بر اساس آزمايش فوق كه با  Paنمايش داده مي شود مي بايست حجم مصالح مورد نياز براي اختلاط با يك پيمانه درست مثلا 1000 ليتر قير مشخص شود كه با استفاده از فرمول ذيل تعيين مي گردد :

V=100/(Pa  *  M)  

V:حجم كل مصالح مورد نياز براي 1000 ليتر قير

Pa: درصد قير مورد نياز

m: وزن مخصوص ميانگين مصالح مخلوط كه از فرمول ذيل بدست مي آيد و بر مبناي نسبت شركت در اختلاط محاسبه مي شود .

   m =100/Pi/1)+(P/2)…..+(Pn/n) 

 Pi…Pn: نسبت شركت مصالح سنگي در مخلوط

i…n: وزن مخصوص تك تك مصالح سنگي

و با استفاده از فرمول ذيل حجم تك تك مصالح مصرفي بر حسب 1000 ليتر قير محاسبه مي شود .

   Vi=(Pi/i)(V.M/100)

Vi:حجم مصالح سنگي در تركيب اختلاط

 Pi: نسبت مصالح مصرفي در تركيب اختلاط

از آنجا كه غالباً در محل كارگاه‌هاي ردميكس،تانكر جهت ذخيره پيش بيني نمي شود ( به علت عدم صرفه اقتصادي ) لذا بايستي حجم مصالح مورد نياز در كارگاه از قبل دپو شده و دقيقا به علت كنترل نسبت اختلاط با توجه به وزن محموله تانكر قير كه از دو حالت 15000 ليتر برا ي تانكر 10 چرخ و 2200 ليتر براي تانكر حمل قير تريلي خارج نيست محاسبه و مشخص شود .

روش ساده و اجرايي آن از فرمول ذيل قابل استفاده خواهد بود :

15  Vi  ,   22   Vi

حجم مصالح مورد نياز براي هر كيلومتر از مسير تابعي از ضخامت رويه آسفالتي و عرض راه مي باشد به همين منظور جهت بدست آوردن مقدار مصالح مورد نياز براي پروژه مورد نظر از رابطه ذيل قابل محاسبه است :

V=1000   b.T        1.15

 V : حجم مصالح

 B : عرض آسفالت

T : ضخامت آسفالت

1000 متر طول يك كيلومتر راه

 1.15 : ضريب تراكم و پرت مصالح

يعني به عنوان مثال چنانچه عرض آسفالت و ضخامت آن باشد حجم مصالح براي يك كيلومتر از مسير عبارتست از :

V=1000*6*0.06*1.15=414   m3

كه با ضرب كردن آن در نسبت اختلاط هر يك از انواع مصالح مورد مصرف اعم از شن درشت و ريز و ماسه حجم هر يك از مصالح نيز بطور جداگانه قابل محاسبه خواهد بود و با ضرب كردن آن در طول پروژه حجم كلي مصالح قابل برآورد مي باشد و جهت بدست آوردن وزن آنها فقط كافيست احجام بدست آمده در فوق را در وزن مخصوص آنها ضرب نماييم تا تناژ مصالح مورد نياز نيز تعيين گردد .

چون سطح خاكي راه بايستي قبلا اندود نفوذي ( قير پريمكت) شود دانستن مقدار قير كه حدوداً بين 8/0 تا 2/2 ليتر در متر مربع مي باشد مقدار قير لازم جهت قيرپاشي سطح راه نيز بدست مي آيد و بستگي به وضعيت زير سازي دارد كه هرچه ريزدانه تر باشد قير كمتر و هر چه درشت دانه تر باشد قير بيشتري مي خواهد .

درجه حرارت محيط در زمان اجراي پريمكت از  15  درجه در بعدازظهرها كمتر نباشند درجه حرارت قير نيز بستگي به ريز دانه و درشت دانه بودن بستر يعني 75 تا 110 درجه سانتيگراد متغير است  و سرعت قيرپاش نيز از فرمول ذيل تبعيت مي كند .

Velocity=Q/WR

 V : سرعت قيرپاش ( كاميون )

 Q : دبي خروجي قير از قيرپاش               Lit / Sec

 W : طول لوله قيرپاش    m

 R : مقدار قير لازم جهت پريمكت                 Lit /m   

توضيح اينكه : بعد از قيرپاشي حدود ا  24 تا 48 ساعت ترافيك از جاده عبور داده نشود .

آسفالت ردميكس به دوروش تئوري و عملي تهيه مي گردد كه در روش تئوري كه اصولاً كاربرد زيادي ندارد مبنا بر اين است كه ريسه هايي توسط كاميون پخش مي شود كه سپس توسط گريدر بهم زده شده و بر روي آن قير به اندازه نصف مقدار مورد نياز پاشيده مي شود و پس از برگرداندن توسط گريدور مابقي قير پاشيده شده و مجددا گريدر آن را مخلوط مي كند و بعد از رگلاژ و تسطيح حدود 48 ساعت آسفالت در سطح راه به حال خود گذارده مي شود و بعد با غلطك چرخ آهني سپس با غلطك چرخ لاستيكي آن را كاملاً مي كوبند اما در روش عملي كه اغلب در كارگاه‌ها اين روش استفاده مي شود روش كار چنين است كه يك سطح صاف بر روي زمين تهيه مي شود كه در آن عمل تهيه و اخلاط آسفالت صورت مي پذيرد كه به آن كارگاه مي گويند و مي تواند با توجه به طول مسير در چند نقطه راه به جهت كم كردن فاصله حمل ايجاد شود و مراحل آن عبارتند از :

مصالح سنگي را مطابق دانه بندي طرح و بااستفاده از روش گفته شده در قبل با توجه به مقدار مصرف قير ( مقدار تناژ قير ) در سطحي صاف به صورت آخوره درآورده به نحوي‌كه مصالح درشت دانه در پايين ترين قسمت و به ترتيب مصالح ريزتر بر روي آن قرار مي گيرند و سپس از وسط مخروط بدست آمده آخوره مي شود . بعد از تخليه قير به مقدار محاسبه شده در وسط آخوره كه حرارتي بين65-85  C   را داراست و نفوذ قير در داخل مصالح معمولا توسط  2 دستگاه لودر مخلوط از طرفين بهم زده مي شود يعني از مصالح درشت دانه در وسط آخوره ريخته مي شود به نحوي‌كه ديگر قير در وسط مصالح رويت نشود آنگاه مصالح را حدوداً چهار بار جابجا مي كنند تا قير سطح كليه مصالح را بپوشانند و آسفالت يك‌دست و يكنواختي بدست آيد و مجدداً مصالح را بصورت مخروطي در آورده و دپو مي كنند .

تجربه نشان داده كه براي مخلوط كردن مصالح بايك تانكر  15000 ليتري حدود 10 ساعت وقت صرف مي شود و براي مخلوط كردن مصالح با يك تانكر  2200 ليتري حدود 300 تا 350 متر مكعب مصالح لازم دارد .

براي آنكه مصالح درشت و ريزدانه از همديگر جدا نشود بهتر است جهت حمل آسفالت از كمپرسي‌هايي كه ارتفاع ديواره كمتري دارند استفاده شوند و در زمان تخليه چنانچه پخش بوسيله گريدر انجام مي شود آسفالتدر يك طول معين پخش شود .

براي بدست آوردن كوبيدگي بهتر بايد از كناره راه شروع و به وسط محور ختم شود و ابتدا رديف كنار دو بار كوبيده شود و سپس در هر پاس بايد نيمي از پاس قبلي‌را بپوشاند كناره راه احتياج بيشتري به كوبيدن دارد زيرا اغلب وسط راه در اثر ترافيك نشست مي كند ولي كنار راه به حال خود باقي مي ماند .

 

توصيه هاي نهايي

بعد از كوبيدن احتمال ميرود قيرزدگي ايجاد شده باشد كه با پاشيدن يك چيپينگ ( مقدار كمي ) مصالح ريز دانه ماسه اي و كوبيدن مجدد مرتفع خواهد شد . که اين مورد از جمله عوامل قيرزدگي در آسفالت سرد مي باشد دلايل ذيل نيز بي تاثير نيست :

1- زياد بودن قير پريمكت

2 -بالا بودن درصد ريزدانه

3 -زياد بودن قير در آسفالت

4- كوبيدن بيش از حد آسفالت

و از دلايل زبر شدن سطح راه مي توان به علت‌هاي ذيل اشاره كرد :

1 -به هم خوردن دانه بندي در هنگام پخش

2- زياد بودن وزن غلطك

3- اضافه كردن لرزش  ( ويبره ) غلتك

4 -استفاده از مصالح درشت دانه و زبر

و در اين مواقع ممكن است در سطح راه موج و شيار طولي در امتداد محور بوجود آيد :

1- نسبت درصد اختلاط مصالح رعايت نشده باشد .

2- قير مصرفي زياد باشد .

3- ريزدانه زياد باشد .

4- جنس مصالح سنگ يمناسب نباشد .

5 -بار محوري عبور شده از راه بيش از حد باشد .

6  -اشكال در لايه هاي خاكريز

7 -عمل آمدن آسفالت و هوا ندادن آن

8 -پخش و كوبيدن آسفالت بيش از 6 cm       

و در اين شرايط ممكن است در سطح راه ترك بوجود آيد :

1 -طرح اختلاط صحيح نباشد .

2 -قير مصرفي كم باشد .

3 -وجود يخبندان در منطقه .

4 -وزن بيش از حد غلتك .

5 -كوبيدگي كمتر از اندازه لازم .

6- رطوبت بيش از حد بستر راه .

توجه:يك اكيپ آسفالت با كليه امكانات لازم مي تواند روزانه نزديك به 700 متر از طول يك مسير را آسفالت كند .

+ نوشته شده در  پنجشنبه 21 آبان1388ساعت   توسط ๑۩۞۩๑ محمد ๑۩۞۩๑  |