آسفالت
آسفالت مادهای سیاه، چسبناک و بسیار چسبنده یا شبه جامد میباشد. آسفالت مادهای ترکیبی است که از مخلوط کردن شن و ماسه و قیر ساخته میشود و در ساخت جاده، باند فرودگاه و پشت بام ساختمانها به کار گرفته میشود.
تعریف آسفالت
آسفالت بهصورت عام به مایع غلیظ، شبه جامد یا جامدی اطلاق میشود که عمدتاً از هیدروکربنها و مشتقات آنها تشکیل شده است و در کربن دیسولفید بهطور کامل حل میشود.
آسفالت
آسفالت مادهای سیاه، چسبناک و بسیار چسبنده یا شبه جامد میباشد. آسفالت مادهای ترکیبی است که از مخلوط کردن شن و ماسه و قیر ساخته میشود و در ساخت جاده، باند فرودگاه و پشت بام ساختمانها به کار گرفته میشود.
تعریف آسفالت
آسفالت بهصورت عام به مایع غلیظ، شبه جامد یا جامدی اطلاق میشود که عمدتاً از هیدروکربنها و مشتقات آنها تشکیل شده است و در کربن دیسولفید بهطور کامل حل میشود.
انواع آسفالت
آسفالت با توجه به نحوه کاربرد و اختلاط، به سه دسته آسفالت گرم، آسفالت حفاظتی و آسفالت سرد تقسیمبندی میشود.
آسفالت گرم
آسفالت گرم به آن دسته از آسفالتهایی اطلاق میگردد، که در آنها قیر و مصالح سنگی گرماگرم مخلوط شوند و گرماگرم پخش و متراکم گردند. [۲]
آسفالت گرم دارای انواع زیر میباشد:
1. بتون آسفالتی
این نوع از آسفالت دارای چند مجموعه اجرائی میباشد:
1.
1. گرم مخلوط شونده و گرم اجرا شونده
2. این نوع مخلوط آسفالتی بتنی که گرم تهیه و گرم نیز اجرا شود تشکیل شدهاست از: قیر خالص (AC)، مصالح سنگی بد دانه بندی شده، مصالح سنگی خوب دانه بندی شده. در موقع اجرا، استفاده از میله استحکام نیز رایج میباشد.
3. سرد مخلوط شونده و سرد اجرا شونده
2. رلد آسفالت
3. آسفالت ماستیک
آسفالت حفاظتی
آسفالتهای حفاظتی به آن دسته از مخلوطهای قیر و مصالح سنگی اطلاق میشود که جهت پوشش و محافظت راه در مقابل عوامل جوی بهکار گرفته میشوند. آسفالت حفاظتی باعث جلوگیری از فرسایش سطح راههای شنی و یا آسفالته میشود. این آسفالت به سهولت اجرا میشود و ضخامت آن معمولاً تا ۲٫۵ سانتیمتر است. [۲]
البته آسفالت حفاظتی میتواند کاملاً قیر نیز باشد، که در این نوع از آسفالت حفاظتی مصالح سنگی به کار نرفته است و به نوعی آن را از مخلوط های آسفالتی نیز میتوان جدا نمود. که هدف از ایجاد لایه حفاظتی و اختصاصا از این نوع آسفالت ایجاد یک لایه قیر بر روی مصالح سنگدانه است تا مصالح سنگی را به مخلوط آسفالتی که بعدا مورد استفاده قرار میگیرد بچسباند. در این نوع آسفالت نباید از قیری استفاده شود که به لایه سنگدانه نفوذ کند، اما باید آسفالت بالا را بچسباند.
آسفالت سرد
آسفالت سرد (Cold Mix) به مخلوطی از مصالح سنگی و قیر مخلوط و یا امولسیون قیر گفته میشود که مواد اولیه آن در دمای محیط مخلوط شوند. در برخی انواع آسفالت سرد، ممکن است قیر بر حسب ضرورت گرم شود، اما سایر مصالح بدون گرم شدن با قیر مخلوط میشوند. [۲] آسفالت سرد به دو دسته زیر تقسیمبندی میشود:
1. آسفالت سرد پیش ساخته (Plant Mixed cold mix)
2. ردمیکس (Road Mix)
خواص فیزیکی
چگالی آسفالت فشرده برابر ۲٫۲ تن بر متر مکعب میباشد.
آسفالت بطور کلی مخلوطی است از مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته و یک ماده چسباننده که معمولا قیر است. آسفالت با توجه به کاربرد آن به صورتهای گوناکون ساخته می شود. آشناترین نوع آسفالت همان آسفالت گرم یا بتن آسفالتی گرم است. مصالح سنگی معمولا بیش از 90 درصد مخلوط آسفالت را تشکیل میدهند. از اینرو مصالح سنگی تاثیر بسزایی در کیفیت آسفالت حاصله دارد.
بتن آسفالتی
بتن آسفالتی ، پوسته متراکم و سیاهرنگی است که قسمت عمده و بطور کلی استخوان بندی آن را مصالح سنگی دارای دانه بندی پیوسته (با کمترین فضای خالی) تشکیل میدهد و ذرات آن به توسط قیر به هم چسبیدهاند. بتن آسفالتی جسم همگن و توپری است که خود بار میبرد، مقاومت برشی نسبتا زیاد دارد، در برابر عوامل جوی و چرخ وسایل نقلیه پایداری میکند و نیاز به تعمیر همیشگی ندارد.به عبارت دیگر بتنی است که در آن ، به جای دوغاب سیمان ، قیر بکار رفته است و برای پر کردن هر چه بیشتر فضاهای خالی آن از گرد سنگ استفاده شده است. بتن آسفالتی را به روش گرم و معمولا در ماشینهای خودکار ساخته و مخلوط میکنند و سپس در سطح راه پخش نموده و میکوبند. آسفالت را تا 4 یا 5 سانتیمتر در یک قشر و کلفت تر از آن را در بیش از یک قشر میسازند.
ویژگیهای آسفالت در قسمتهای مختلف راه
معمولا قشرها از رویه و آستر تشکیل میشود. لایه رویی که تحت تاثیر عوامل جوی و چرخ وسایل نقلیه است، باید از جنس ممتاز ساخته شود. یکی از وظایف اصلی لایه زیرین که در روی پی (زیرسازی) راه قرار میگیرد و ممکن است خود از یک یا چند لایه درست شده باشد، انتقال بار از رویه به زیرسازی راه است. قشر آستر معمولا با دانه بندی درشت تر و قیر کمتر و قشر رویه با دانه بندی ریزتر و قیر بیشتر ساخته میشود.در زمان تهیه آسفالت ، علاوه بر نوع مصرفی که خواهد داشت به حمل مصرف آن توجه میشود. از آن جمله است: آفتابی یا سایه بودن محل ، روباز بودن یا قرار گرفتن درون تونل ، خشکی و نمناکی محل کار ، تغییرات دمایی که باید تحمل کند، فصل ساختن راه و مانند آن.
انواع مصالح سنگی آسفالت
مصالح سنگی درشت
شامل ذرات درشت تر از الک شماره 8 (یا 10) است. این مصالح که معمولا از شن طبیعی و سنگ یا قلوه سنگ شکسته است، باید عاری از مواد پوشاننده سطح دانهها (مانند لای یا رس) یا هر نوع ماده مضر دیگر که مانع چسبیدن قیر به ذرات میشود ذرات سست و کلوخههای گلی و سنگهای تجزیه شده باشد. ساییدگی این مصالح در 500 دور چرخش ماشین لوس آنجلس نباید از 40 برای آستر و از 30 برای رویه تجاوز کند. همچنین باید لااقل 60 درصد وزنی دانههای درشت ، حداقل در دو چشمه شکسته باشند. مقاومت اینگونه مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 چرخه آزمایش با سولفات سدیم نباید از 8 درصد بیشتر باشد.
مصالح سنگی ریز
به مصالحی اطلاق میگردد که از الک شماره 8 میگذرند، ولی روی الک شماره 200 باقی میمانند. این مصالح از شکستن سنگ یا شن یا از ماسه طبیعی یا مخلوطی از آنها بدست میآیند. مصالح سنگی ریز ، باید تمیز و سخت و بادوام و تا حد امکان گوشهدار و عاری از پوشش رسی ، لای یا هرگونه مواد مضر دیگر ، که مانع چسبیدن قیر به ذرات میگردد، باشند. علاوه بر آن باید عاری از کلوخههای رسی و دانههای سست سنگهای تجزیه شده باشند. مقاومت این مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 چرخه آزمایش با سولفات سدیم باید کمتر از 8 درصد باشد (افت وزنی کمتر از 8 درصد).
مصالح سنگی فیلر (پرکننده(
فیلر به دانههای ریزی از مصالح سنگی اطلاق میشود که از الک شماره 200 میگذرند. این ذرات باید عاری از مواد آلی و رس باشند. فیلر را میتوان از شکستن و خرد کردن سنگهای مناسب بدست آورد. هرگاه فیلر موجود (حاصل از شکستن سنگ یا قلوه سنگ و شن) کافی یا مرغوب نباشد، میتوان از گرد سنگهای آهکی ، آهک شکفته ، سیمان پرتلند یا سایر موارد معدنی مشابه که خمیرسان نباشند و با استاندارد کار وفق دهند، استفاده کرد.فیلر مصرفی در آسفالت ، چه به صورت فیلر موجود در مصالح سنگی درشت و ریز و چه به صورت فیلری که احیانا جداگانه تهیه و به مخلوط اضافه میشود، باید به اندازهای باشد که دانه بندی مصالح سنگی و فیلر به روی هم در حدود فرمول کارگاهی شود.
ویژگیهای مصالح سنگی بتن آسفالتی
مصالح سنگی بتن آسفالتی باید دارای دانه بندی پیوسته باشد. به نحوی که ذرات ریز فضاهای بین ذرات درشت تر را پر نماید. دانه بندی مصالح سنگی و فضای خالی آن فوق العاده در کیفیت آسفالت حاصله تاثیر دارد. مصالح سنگی پس از آن که بر طبق فرمول کارگاهی مخلوط شدند، باید آزمون ارزش ماسهای بر روی آنها انجام شود. نتیجه این آزمون باید لااقل 50 باشد. قیر مصنوعی در آسفالت گرم معمولا 70/60 است. البته ممکن است، با توجه به وضع آب و هوا و نوع ترافیک ، از انواع دیگر قیر نیز استفاده شود. مقدار قیر مصرفی در مخلوط آسفالت بیشتر به صورت درصد قیر نسبت به مخلوط آسفالت نشان داده میشود.کمیت و کیفیت مصالح سنگی و قیر و نحوه اختلاط آنها معمولا بر طبق بررسیهایی که در مورد همان کار مخصوص انجام گرفته و به طرح آسفالت موسوم است، انجام میشود. آسفالتها انواع دیگری نیز دارند که از آن میان میتوان از آسفالت نفوذناپذیر نام برد که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل جسم راه اجرا میشود یا آسفالت سرد که در آن به عنوان ماده چسبنده از مخلوط قیر و قطران ، که در سرما نیز مایع است، استفاده میشود. آسفالت سرد را بیشتر بطور برجا میسازند.
استفاده از گوگرد به جای سیمان در بتن و به جای قیر در آسفالت
گوگرد زرد از فرآورده های نفت و گاز، افزون بر مصارف صنعتی میتواند در ساخت سازه های ساختمانی همانند پل، سازه های دریایی، قطعات پیش ساخته، جدول خیابان و سازه های انتقال آب و تصفیه فاضلاب بیش از بتن مورد استفاده قرار می گیرد. به گزارش شانا در مناطق نفت خیز جنوب، رئیس انجمن بتن ایران - شعبه خوزستان با اعلام این خبر افزود: در کشورهای صنعتی مانند کانادا که گوگرد به مقدار زیاد وجود دارد، این ماده به جای سیمان و قیر مصرف می شود و هرجا عوامل طبیعی و شرایط صنعتی زمینه ناپایداری سازه های بتنی را فراهم میآورد، بتن گوگردی به کار گرفته میشود.دکتر منوچهر امامقلی بابادی اضافه کرد: برای ساخت بتن و آسفالت گوگردی لازم است گوگرد را ذوب و همانند تهیه بتن و آسفالت با ماسه و شن مخلوط کرد. بابادی در باره مراحل آغاز این پروژه توضیح داد: در سال ۱۳۶۵ در آزمایشگاه مکانیک خاک شرکت نفت مناطق نفت خیز جنوب در اهواز، مراحل تهیه بتن گوگردی آغاز شد و در سال ۱۳۶۷ در سطح آزمایشگاهی به پایان رسید و دو سال بعد با عنوان"Sulfucrete" به نام اینجانب در انجمن سوخت انگلستان به ثبت رسید. رئیس کمیته تخصصی بتن سازمان نظام مهندسی ساختمان خوزستان گفت: مقاومت نمونه های گوگردی معادل حداقل ۵۰۰ و حداکثر ۹۰۰ کیلو گرم بر سانتیمتر مربع و دوام آن در محیط های اسیدی، قلیایی و اشباع از آب نمک، همچنین محیط فاضلاب بی پایان است.وی با اشاره به این که جسم حاصل، میل ترکیب با هیچ عنصری ندارد و نفوذناپذیر است، افزود: از گوگرد به جای قیر در آسفالت می توان استفاده کرد، ضمن آن که مقاومت و دوام بیشتر دارد و قیمت آن از سیمان و قیر ارزان تر است و در ساخت سازه ها نیز، نیاز به تعمیر و بازسازی ندارد.بابادی در باره دیگر مزیت های بتن گوگردی اظهار داشت: به دلیل وجود منابع گازی سرشار در کشور، تولید گوگرد میسر است و این ماده با تمام مصالح ساختمانی مخلوط پذیر و از قدرت چسبندگی بالایی برخوردار است؛ به طوری که جدا کردن آن از موادی چون قطعات فلزی، چوب و شیشه و غیره ناشدنی است، مگر آن که به حالت ذوب درآید.این کارشناس شاغل در مناطق نفت خیز جنوب گفت: بتن گوگردی به هیچ یک از عناصر شیمیایی واکنش نشان نمی دهد و در تمام شرایط سخت اقلیمی به طور کامل پایدار و دمای قابل تحمل آن ۴۰ درجه زیر صفر تا ۱۱۳ درجه سانتیگراد بالای صفر است.بابادی افزود: از نظر اقتصادی، این فرآورده در قیاس با بتن متداول ارزان تر و عیار آن در سازه کمتر از سیمان است.وی استفاده از بتن گوگردی در پروژه های دریایی، سیستم های زهکشی در تاسیسات پتروشیمی، کارخانه های صنعتی، مخازن نگهداری مواد شیمیایی، لوله های انتقال آنها و فاضلاب و کانال های آبیاری در معرض خورندگی شدید را مناسب ارزیابی و تصریح کرد: ساخت تراده شناور (Barge) برای حمل و نقل دریایی از بتن گوگردی بسیار عالی است، اما به منظور سبک شدن میتوان به جای شن و ماسه از پوکه معدنی استفاده کرد.رئیس انجمن بتن ایران - شعبه خوزستان یادآوری کرد: سازه های بتنی در صورت شکستن یا ترک خوردن به آسانی و به وسیله حرارت دادن ترمیم می شوند و به حالت اولیه باز می گردد.بابادی در باره آخرین اقدام های خود در زمینه اجرای این طرح گفت: با پیگیری های انجام شده و هماهنگی با وزارت صنایع و معادن، قرار شد موضوع در مقیاس گسترده تر دنبال شود.
قیر
قیر چوب
قیر مادهای است سیاه رنگ و خمیری شکل که در عایقکاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد. قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است. قیر از مشتقات نفت است و اغلب در پالایشگاه نفت تولید میشود.
تعریف
قیر جسمی هیدروکربوری است به رنگ سیاه تا قهوهای تیره که در سولفور کربن و تتراکلرور کربن [۱] کاملاً حل میشود. قیر در دمای محیط، جامد است. اما با افزایش دما، به حالت خمیری درمیآید و پس از آن مایع میشود. کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛ غیرقابل نفوذ بودن در برابر آب و چسپنده بودن. [۲]
انواع قیر
قیر استخراج شده از نفت یا سنگهای معدنی مخصوص، قیر خالص نام دارد که با توجه به منشاء تشکیل، طبقهبندی میشود. قیرهای خالص همچنین برای اینکه خواص مورد نظر برای کاربردهای مختلف را پیدا کنند، تحت فرآیندهای دیگر قرار میگیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و...) را تشکیل میدهند.
قیر نفتی و قیر طبیعی
قیر معمولاً از تقطیر نفت خام به دست میآید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده میشود. [۳] قیر نفتی محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر، مواد سبک مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا میشوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام میشود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج میشوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت میپذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی میماند که در ماده سیال گریسمانندی به نام مالتن غوطهور است. [۴]اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سالهای بسیار زیاد به دست میآید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده میشود [۳] و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. [۵] چنین قیری ممکن است بهصورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچهای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا [۶]، یا از معادن استخراج شود (قیر معدنی). [۵] قیر طبیعی با نام یواینتایت (Uintaite) نیز شناخته میشود
قیر دمیده
قیر کاه ذرت[۷] که از آتشکافت[۸] در اجاق مایکروویو به دست آمده.
قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست میآید. در این فرآیند، هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد توسط لولههای سوراخدار به محفظه حاوی قیر دمیده میشود. در اثر انجام این فرآیند، اتمهای هیدروژن موجود در مولکولهای هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب میشود و با تشکیل آب، عمل بسپارش اتفاق میافتد.[۲] قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری است، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کم تری نسبت به تغییرات دما دارد. این نوع قیر بیشتر در ساختن ورقهای پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار میگیرد.[۲] علامت اختصاری قیر دمیده R میباشد. مثلا قیر۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ میباشد.[۹]
قیر مخلوط یا محلول
قیر مخلوط به مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب (مثلاً نفت سفید یا بنزین) گفته میشود. این قیر در درجهحرارت محیط مایع است و یا با حرارت کمی به مایع تبدیل میشود. قیر مخلوط در انواع آسفالتهای پوششی و ماکادامی مورد استفاده قرار میگیرد. [۱۰] سرعت گیرش یا سفت شدن این نوع قیر بستگی به نوع محلول دارد. بهطور مثال به دلیل سرعت بالای تبخیر بنزین، قیر حل شده در بنزین سریعتر سفت میشود. این قیر، اصطلاحا قیر تندگیر (RC) نامیده میشود. همچنین قیرهایی که در نفت حل شدهاند، قیر کندگیر (MC) نامیده میشوند و به قیرهایی که در نفت گاز یا نفت کوره حل شوند، نفت دیرگیر (SC) گفته میشود. [۲] قیرهای محلول بر اساس درجه گرانرویشان درجهبندی میشوند. [۲]
قیر امولسیون
قیر امولسیون با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیونساز بهدست میآید. مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر میباشد. مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر میباشد.[۱۱] ماده امولسیونساز معمولاً یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذرات قیر میشود. به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع میکنند و بهصورت کرههایی با قطر یکصدم تا یکهزارم میلیمتر در آب شناور میشوند. [۲] استفاده از این نوع قیر، باعث کاهش آلایندگی محیط زیست میشود و چون از نفت یا حلالهای قابل اشتعال استفاده نمیشود، خطر اشتعال در حین حمل و نقل قیر کاهش مییابد. [۱۲]از قیر امولسیونی برای آسفالت سرد در محیطهای مرطوب یا برای عایق کاری استفاده میشود که در این صورت باید دوباره به آن آب اضافه کرد و محتوای آن را به حدود ۶۵ درصد رساند.[۱۳]
کاربرد
قیر معمولاً در دو حوزه راهسازی و عایقکاری به کار میرود. حدودا ۹۰ درصد از قیر تولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار میگیرد و مصارف عایقکاری، تنها ۱۰ درصد از مصرف قیر را به خود اختصاص میدهد. [۱۴]
عایق کاری: از قیر معمولا برای عایق بندی بامها و کف حمامها استفاده میشود. معمولا به منظور تثبیت قیر، آن را همراه با گونی مورد استفاده قرار میدهند که به آن قیرگونی گفته میشود. الیاف گونی نقش مسلح کننده قیر را دارند و قیر را در محل خود تثبیت میکنند. هم چنین محصولاتی مانند مقوای قیری یا نمد قیری که با نامهای تجاری نظیر ایزوگام و... ارائه میشوند نیز کاریردی مشابه قیرگونی دارند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به کف ساختمان، از بلوکاژ یا ماکادم استفاده میشود.[۱۵]
مشخات قیر
۱-درجه نفوذ: آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار میگیرد. در این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار ۱۰۰ گرمی در مدت ۵ ثانیه به داخل قیر در دمای ۲۵ درجه نفوذ میکند. مقدار نفوذ برحسب دهم میلی متر درجه نفوذ نامیده میشود. هر چه درجه نفوذ کم تر باشد قیر سخت تر است.[۱۶]
۲-گرانروی : هر چه کند روانی قیر بیش تر باشد خواص جامد بیش تری از خود نشان میدهد. واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کم تر است. این مشخصه قیر با دستگاه سی بولت فیورل و یا به روش کینماتیکی اندازه گیری میشود.[۱۷]
۳-درجه اشتعال: درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل میشوند و در سطح آن شعله به وجود میآید. حداکثر دمایی که میتوان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود میباشد.[۱۸]
۴-افت وزنی : افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغنها و ترکیبات نفتی آن میباشد. این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در اُوِن در دمای ۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تقریبی پخت آسفالت) اندازه گیری میشود.[۱۹]
۵-شکل پذیری یا انگمی : اگر نمونهای از قیر با سطح مقطع ۱ سانتی متر مربع را با سرعت ۵ سانتی متر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.[۲۰]
۶-درجه خلوص : میدانیم حلال قیر تترا کلرور کربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونهای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالصیهای آن باقی میماند و از آن جا درجهٔ خلوص قیر را میتوانیم تعیین کنیم. درجه خلوص عبارت است از: (وزن نمونه قیر) ÷ [(وزن ناخالصی) - (وزن قیر)][۲۱]
۷-درجه نرمی : درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به حالت روان در میآید. هرچه درجه نرمی قیر بیش تر باشد، حساسیت کم تری نسبت به تغیرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود ۶۰ تا ۷۰ میباشد.[۲۲]
آزمایشهای تعیین خصوصیات قیر
ازمایشهای زیر خصوصیات قیر طبیعی را تعیین میکند:
1. اندازهگیری نقطه نرمی (Softening Point)
2. اندازهگیری درجه نفوذ (Penetration)
3. اندازهگیری میزان کشش (Ductility)
4. اندازهگیری نقطه شکست (Fraass Breaking Point)
5. بررسی اثر حرارت و هوا روی قیر (Thin Film Over Test)
6. اندازهگیری گرانروی (Viscosity)
7. اندازهگیری وزن مخصوص (Specific Gravity)
8. اندازهگیری حلالیت یا درجه خلوص قیر Solubility))
9. اندازهگیری نقطه اشتعال (Flash Point)
10. اندازهگیری استقامت مخلوطهای آسفالتی به روش مارشال (Marshall)
11. آنالیز غربالی مصالح معدنی (Sieve Analysis)
12. استخراج و آزمایش قیر در مخلوطهای آسفالتی (Extraction)
چشمه قیر روان
در استان ایلام، شهرستان دهلران، در بوستان جنگلی منطقه حفاظت شده آب گرم، یک چشمه قیر روان طبیعی وجود دارد که از 5000 سال پیش از آن استفاده میشده است. در منابع ایلامی از این چشمه قیر یاد شده است. اهالی منطقه این چشمه قیر را خون اژدهایی میدانند که به وسیله اسفندیار رویین تن به هلاکت رسیده است.
معایب آسفالت قیری
ازجمله مشكلات اساسی معابر سواره رو خیابانها و شبكههای بزرگراهی و محوطههای صنعتی در كشور ما تخریب و تعویضهای متوالی آسفالت ميباشد كه در كنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جادهها و خیابانهای كشور را نیز به شدت كاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد ميكند به نحوی كه این وضعیت مورد اعتراض 100 درصد صاحبان اتومبیلها و رانندگان ميباشد! اعتراض كه تكنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگویی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تكنیكی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیكی ميباشد. از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد فعلی و هیدروكربنها در تركیب آسفالت قیری در كنار پائین بودن قابلیتها و آسفالت قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیكی بالاخص دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیكلهای یخبندان، گزینه رویههای بتنی RCCP را پیش رو قرار داده است.
2ـ معایب آسفالت قیری
آسفالت قیری كه در مقابل فشارهای فیزیكی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت در مرغوبترین آسفالت قیری ایران معادل 85ـ75 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. و در برابر تغییرات جوی و تغییر دما تغییر شكل ميدهد و عمر مفید كوتاهی دارد.
2ـ1ـ آلودگی هوا و محیط زیست
برای تهیه آسفالت قیری به چیزی حدود 140 درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیر قابل توجهی سوخت به مصرف ميرسد و ميتوان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی و خصوصاً آلودگی هوا در كلان شهرها بسیار نامناسب است.
2ـ 2ـ عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی
بخش قابل توجهی از افت كیفیت آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق ميافتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایههای زیرین و یا استفاده از نمك برای یخزدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرما ميباشد.
در مناطق گرمسیر با مشكل تغییر شكل آسفالت قیری مواجه هستیم.
2ـ3ـ عدم دوام در برابر مواد شیمیایی
آسفالت قیری در برابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی كه در محوطههای صنعتی وجود دارند تخریب ميشوند.
2ـ4ـ استفاده از قیر نامناسب
قیر مورد مصرف در راهسازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و باید ضربههای ناشی از حركت وسایل نقلیه را تحمل نماید.
3ـ خواص بتن غلطكی
به طور كلی خواص بتن غلطكی سخت شونده بستگی به دانهبندی، جنس و شكل سنگدانهها، و مواد سیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراكم و كنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن، هزینه كمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مكانیكی مورد نیاز بتن معمولی نیز ميباشد. عموماً بتن غلطكی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف ميكنند.
3ـ1ـ كاربرد رویه بتنی RCCP زود سخت شونده
دامنه كاربرد بسیار وسیع در ساخت جادهها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راهها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، كف سالنهای صنعتی، محوطههای صنعتی و انبارها، باراندازها، جاده معادن، پیاده روها، ورزشگاهها، پیست اتومبیلرانی، كف نمایشگاههای صنعتی و تجاری، محوطههای تجاری، بنادر اسكلهها، دامداريها، سردخانهها، جادههای شیبدار، لوپها، میادین، دورها، پلها، كف ترمینالها، ایستگاههای اتوبوس و كامیون (گاراژ) را ميتوان نام برد.
3ـ2ـ مقاومت رویه بتنی RCCP زود سخت شونده
مقاومت فشاری با نسبت آب به سیمان پایین و صفر بودن اسلامپ از 150 تا 300 كیلوگرم بر سانتيمتر مربع كه در شرایط عمل آوری و با مرغوبترین مصالح به دست آمده است كه تحمل بارهای سنگین ترافیكی به ویژه در محل شیبها، دورها، بارهای ترافیكی و ایستگاههای سنگین را به راحتی تحمل ميكند.
3ـ3ـ صلبیت
صلب بودن و عدم تغییر شكل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت.
3ـ4ـ سازگاری با شرایط آب و هوایی
دوام بلندمدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به اینكه در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچگونه تغییر شكلی در آنها ایجاد نميشود. در مناطق سردسیر رویه بتنی (RCCP) به خاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیكلهای یخبندان در مواجه با آسیبهای احتمالی ایمن و مقاوم است.
3ـ5ـ اجرا و بهرهبرداری زود هنگام
سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و قابلیت بهرهبرداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار (دوازده ساعت پس از اجرا).
3ـ6ـ سازگاری با محیط زیست
رویه بتنی RCCP به خاطر نفوذناپذیری مواد متشكله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچگونه مشكل زیست محیطی در محدوده كاربردی خود ندارند. و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف ميشود. رنگ خاكستری و خنثی RCCP، ضریب جذب دمای مناسبی دارد و این به خاصیت پایین آوردن دمای محیط كمك ميكند.
3ـ7ـ گزارش فنی بتن توانمند زود سخت شونده RCCP
پس از انجام مطالعات اولیه، بررسی و ارزیابی قابلیتهای مصالح موجود در كشور در نهایت طرحی مناسب با كشورمان تهیه و تدوین شد كه در ابتدای سال 1384 به ثمر نشست نتایج آزمایشهای ما كه پس از طی 28 روز با عنوان دوره بلوغ بتن انجام شد، نشان داد كه همه چیز براساس پیشبینی ما و مطابق با محاسبات و طراحيهای اولیه جواب داده است كه ميتوان به نمونة اجرا شده در هشتگرد اشاره كرد.
4ـ نتیجهگیری
پس از ذكر معایب آسفالت قیری و مزایای بتن غلطكی لازم است بدانیم كه اولین گامها برای جایگزینی برداشته شده و نمونهای برای ارزیابی و استناد اتفاق افتاده است. بیش از 40 سال است كه شیوه تولید، استفاده و مزایای بتن غلطكی در دانشگاههای ما تدریس ميشود، نیروی متخصص و آگاه در این باره در كشور تربیت شده است و همه شرایط و امكانات فراهم است، اما هم چنان از آسفالت قیری استفاده ميشود
اسلگ
مصالح سنگي معمولا يا به صورت طبيعي در طبيعت يافت مي شوند و يا بطور مصنوعي و به صورت غير مستقيم و بصورت تفاله برخي كارخانجات ذوب فلزات توليد مي شود. مصالح سنگي طبيعي گاهي به صورت آماده از بستر رودخانه ها و يا معادن شن و ماسه اي كه در طول مسير راه ها قرار دارند، اما در اغلب موارد لازمست كه مصالح سنگي را از شكستن سنگ هاي موجود در معادن سنگ تهيه كرد. شكستن سنگ ها معمولا در دو، سه و يا در چهار مرحله انجام مي شود. مرحله اول شكستن سنگ ها به كمك سنگ شكن هاي اوليه كه معمولا از نوع فكي، چكشي و يا دوار هستند انجام مي شود. براي شكستن و خرد كردن بيشتر مصالح سنگي از انواع آسياب هاي ميله دار، گوي دار و يا سنگ شكن استفاده مي شود.
مصالح سنگي شكسته شده داراي قابليت باربري و استقامت بيشتري نسبت به مصالح گرد گوشه يا رودخانه اي است. زيرا دانه هاي اينگونه مصالح داراي لبه هاي تيز و سطحي زبر بوده و بهتر در يكديگر قفل و بست مي شود. مصالح شكسته شده از مصالح گرد گوشه يا رودخانه اي گرانتر است و از اين جهت در مواردي كه به هر دو مصالح دسترسي باشد بايد در انتخاب آنها عوامل اقتصادي را نيز در نظر گرفت. در مواردي كه استفاده از مصالح رودخانه اي تنها راه حل است بايد به منظور افزايش استقامت و ظرفيت باربري بيشتر مصالح سنگي را شكسته و مورد استفاده قرار داد. امروزه علاوه بر مصالح سنگي طبيعي، استفاده از مصالح سنگي مصنوعي نيز در اغلب ممالك صنعتي دنيا متداول گشته است. اين مصالح معمولا به صورت غير مستقيم و به صورت تفاله كارخانه هايي مانند كارخانه آهن گدازي به دست مي ايد. اين مصالح كه به اسلگ موسوم است سيليسي بوده و به علت داشتن وزن مخصوص كمتري از وزن مخصوص آهن در بالاي كوره آهن گدازي جمع شده و به راحتي از آهن مذاب جدا مي شود. اين مواد را خرد كرده و در راه سازي از آن استفاده مي كنند.
آسیاب غلطکی:
آسیاب های غلطکی برای آسیاب کردن رنج وسیعی از مواد از مواد اولیه تولید سیمان گرفته تا ذغال ، کلینکر و اسلگ کوره ها مورد استفاده قرار می کیرد.
مزایا:
- ارزان بودن به نسبت انواع مشابه
- مصرف پایین برق
- حداقل زمان مورد نیاز برای تعمیرات
- توانایی های بیشتر در کنترل دانه بندی خروجی
اجراي آسفالت گرم
مقدمه
قبل از حمل و پخش مخلوطي آسفالتي سطح راه بايد در طول مورد نظر آماده شود چنانچه قرار است آسفالت بر روي قشر اساسي و يا زيراساس اجرا شود لازم است هرگونه پستي و بلندي (ناهمواري) برطرف و سطح راه كاملا مسطح گردد و سپس توسط هواي فشرده و يا غيره كليه خاك و خاشاك از سطح راه حذف و سپس پريمكت شود.
پريمكت
- پريمكت Primcoat عبارت است از پخش يك قشر قير با ويسكوزيته كم از نوع MC يا SC بر روي قشر اساس كه به منظورهاي نفوذ در خلل و فرج اندود كردن و چسباندن قشر آسفالت به سطح اساس به مقدار 1 تا 2 كيلوگرم در متر مربع دستگاه قيرپاش انجام مي شود.
- عمليات پريمكت 24 ساعت قبل از اجراي آسفالت انجام مي شود و لازم است دستگاه به طور كاملاً يكنواخت و با درجه حرارت معين در سطح راه پخش نمايد.
- حداقل مصرف قير مناسب براي سطح شني راه كه خلل و فرج آن كم باشد برابر 8/0 كيلوگرم در متر مربع و در سطح راه با بافت درشت دانه و پر منفذ 2 كيلوگرم متر مربع مي باشد.
- استفاده از انواع قير پريمكت در سطح اساس بستگي به درجه حرارت هوادارد به طوري كه در هواي سرد قير RC- 70 و در هواي معتدل قير MC-70 و براي هواي گرم قير از نوع SC- 70 استفاده مي شود.
- متوسط مصرف قير پريمكت 2/1 كيلوگرم در متر مربع مي باشد و حداقل درجه حرارت قير پريمكت 70 درجه سانتيگراد براي قير RC و براي قير SC برابر 110 درجه سانتيگراد خواهد بود.
- حداقل درجه حرارت هوا جهت اجراي پريمكت بايد بيش از 10 درجه سانتيگراد باشد و ضمناً در هواي مه آلود، مرطوب و باراني اجراي آن مجاز نمي باشد.
- در صورت نياز به اجراي آسفالت تازه بر روي آسفالت قديمي لازم است كه قبل از اجرا سطح راه توسط جاروي مكانيكي و يا هواي فشرده كاملا تميز و عاري از گرد و غبار شده و سپس به منظور ايجاد چسبندگي بين لايه هاي آسفالت قديم و جديد يك قشر تك كت Tack Coat بر روي آسفالت كهنه پخش شود.
تك كت
- تك كت Tack coat پخش يك لايه بسيار نازك امولسيون قير رقيق شده و يا قير مخلوط RCO مي باشد كه به مقدار 3/0 الي 6/0 كيلوگرم در متر مربع بر روي قشر آسفالت قديمي پخش مي گردد. ضروري است كه هنگام اجراي تك كت سطح راه خشك و تميز بوده و هوا نيز مه آلود و باراني نباشد.
- دستگاه پخش تك كت بايد كاملا سالم بوده تا بتواند تك كت را به طور كاملا يكنواخت در سطح جاده پخش نمايد.
- هنگام اجراي پريمكت و يا تك كت مي بايست جاده و يا خيابان مسدود گرديده و هيچ نوع عبور و مرور بر سطح آن صورت نگيرد.
- جهت كنترل مقادير وزني پريمكت يا تك كت پخش شده آزمايش سيني Plate انجام مي شود. بدين منظور از يك سيني به ابعاد مشخصي 30*30 سانتيمتر كه وزن آن نيز قبلا تعيين گرديده است و در مسير قيرپاش در سطح جاده قرار مي دهند استفاده مي شود قيري كه در سطح جاده پخش مي شود بر روي سيني ريخته شده و پس از توزين در آزمايشگاه مقدار قير پخش شده در متر مربع را تعيين مي نمايند.
نمونه برداري از مصالح سنگي
- لازم است حداقل هفته اي يك بار از مصالح سنگي مورد استفاده در كارگاه به روش (ASHTO- T2) كه در فصول بعدي به آن اشاره شده است نمونه برداري گرديده و بر روي آنها اعم از دانه ريز و دانه درشت به صورت جداگانه آزمايشات دانه بندي، حدود خميري، ارزش ماسه اي، تعيين درصد شكستگي، انجام گرفته و نتايج را با مشخصات فني مقايسه و در صورت تطابق با استاندارد از آنها استفاده شود.
- لازم است از مصالح سنگي سيلوهاي گرم و غبار حاصل از غبارگير، نمونه برداري و آزمايشات لازم بر روي آنها انجام و نتايج با مشخصات فني مورد ارزيابي واقع شود.
- ضروري است كه از هر يك تن قير ورودي به كارگاه يك نمونه برابر استاندارد AASHTO- T40 اخذ و آن را تحت آزمايش هاي نفوذي و گروه ويسكوزيته قرار داده و نتايج با مشخصات فني AASHTO-M26 , AASHTO-M20 مقايسه گردد.
اجراي آسفالت
- طرح آسفالت به روش مارشال (MARSHAL) توسط آزمايشگاه مكانيك خاك انجام و آسفالت در كارخانه برابر طرح ارائه شده از جانب آزمايشگاه ساخته و توليد شود و كارخانه آسفالت بايد مجهز بوده و داراي تجهيزات لازم براي آنچه كه در فصول بعدي شرح داده خواهد شد باشد.
- بايد دقت شود داخل كاميونهايي كه آسفالت حمل مي نمايند تميز و عاري از روغن، گل و لاي و گرد و غبار باشد. ظرفيت توليد آسفالت و تعداد كاميون ها بايد متناسب با ظرفيت پخش فينيشر باشد و حداكثرزمان توليد آسفالت تا پخش آن بيش از 2 ساعت نگردد. بايد سطح آسفالت را با ضخامت يكنواخت و مورد نياز در سطح خيابان يا جاده پخش نمايد.
- ضخامت آسفالت بايد طوري تنظيم شود تا پس از متراكم شدن (غلطك خوردن) برابر ضخامت مشخصات فني خواسته شده گردد.
- بايد دقت لازم به عمل آيد كه محل اتصال عرضي آسفالت هم سطح و يكنواخت شود.
- درجه حرارت پخش مخلوط آسفالتي بستگي به نوع قير ودانه بندي مصالح سنگي فصل اجراي كار و محيط، نوع و تعداد غلطك ها دارد. حداقل درجه حرارت براي آسفالت با دانه بندي پيوسته 120 درجه سانتيگراد مي باشد.
- كوبيدن اسفالت با غلطك هاي مختلف عملكرد متفاوت دارند ولي غلطك هاي مورد استفاده در متراكم كردن بايد خودرو بوده و همچنين از غلطك هاي نوع كششي و بيش از 8 تن وزن در متراكم كردن آسفالت استفاده نگردد.
- روي چرخ هاي غلطك بايد گل گير و لوله آبپاش و لوله آبپاش وجود داشته باشد تا از چسبيدن آسفالت به چرخ هاي آن جلوگيري كند. استفاده از گازوئيل و روغن سوخته به روي چرخ غلطك مجاز نمي باشد. سرعت غلطك ها در هنگام تراكم آسفالت نبايد از 5 كيلومتر در ساعت تجاوز نمايد.
- عمل تراكم آسفالت بايد بلافاصله پس از پخش مخلوط آسفالتي، صورت گيرد و حداقل درجه حرارت آسفالت نبايد در هنگام تراكم از 120 درجه سانتيگراد تجاوز ننمايد.
- در قسمت هايي كه به دليل مختلف استفاده از غلطك هاي بزرگ ميسر نيست از غلطك هاي كوچك استفاده شود و رعايت لازم جهت رسيدن به تراكم مناسب صورت گيرد.
- حداكثر سرعت غلطك نبايد از 5 كيلومتر در ساعت تجاوز نمايد. در مرحله اول بايد بلافاصله پس از پختن آسفالت توسط غلطك هاي بزرگ ميسر نيست از غلطك هاي كوچك استفاده شود و رعايت لازم جهت رسيدن به تراكم مناسب صورت گيرد.
- حداكثر سرعت غلطك نبايد از 5 كيلومتر در ساعت تجاوز نمايد. در مرحله اول بلافاصله پس از پخش آسفالت توسط غلطك فلزي بين 8 تا 12 تن آسفالت اطو و در مرحله دوم زماني كه در جه حرارت آسفالت 95 درجه سانتيگراد مي باشد و حالت خميري دارد از غلطك لاستيكي استفاده و سرعت غلطك هاي لاستيكي 4 تا 5 كيلومتر در ساعت و فاصله دو غلطك بايد طوري تنظيم شود تا از 60 متر بيشتر نگردد . در مرحله نهايي و تكميلي آرايش سطح آسفالت بايد از غلطك بوزن 8 تن استفاده شود.
- لازم است از آسفالت متراكم شده در ازا هر 250 متر خطر عبور تعداد يك نمونه حجيم آسفالت اخذ و نسبت به اندازه گيري ضخامت آسفالت در حداقل سه نقطه اقدام شود. در صورتي كه آسفالت بدون توزين و چشمي ساخته مي شود و تهيه آن توسط كارخانه نگرفته است به جاي فاصله 250 متر، از هر صد متر نمونه برداري و ضخامت آن دقيقاً تعيين گردد.
- در تمام طول مسير آسفالت ريزي بايد اقدامات ويژه نسبت به نصب علائم ايمني و اخباري به كار گرفته شود تا از عبور و مرور وسائل جلوگيري نمايند. زماني وسائل نقليه مجازند از روي آسفالت متراكم شده عبور نمايند كه آسفالت ريزي بايد اقدامات ويژه نسبت به نصب علائم ايمني و اخباري به كار گرفته شود تا از عبور وسائل جلوگيري نمايند. زماني وسائل نقليه مجازند از روي آسفالت متراكم شده عبور نمايند كه آسفالت آنقدر سرد شده باشد تا اثر چرخ بر روي آن باقي نماند و حداكثر درجه حرارت آسفالت سرد شده نبايد از 40 درجه سانتيگراد تجاوز ننمايد.
- نمونه برداري از آسفالت كوبيده شده در فاصله 100 يا 250 متر همان طوري كه شرح داده شد و به منظورهاي زير انجام مي گيرد:
- تعيين ضخامت آسفالت
- تعيين درصد قير آسفالت نسبت به مصالح و كل آسفالت
- آزمايش وزن مخصوص آسفالت
- تعيين درصد كوبيدگي آسفالت
- آزمايش مقاومت، نرمي و فضاي خالي آسفالت
كه ذيلاً نسبت به روش نمونه گيري و انجام آزمايش ها پرداخته مي شود:
نمونه گيري از آسفالت
نمونه برداري از آسفالت در حين اجرا
- نمونه برداري يا نمونه گيري به اندازه خود آزمايش مهم مي باشد. در هنگام نمونه گيري لازم است احتياط و دقت لازم به عمل آمده تا نمونه اخذ شده حاوي تمام پارامترهاي قابل قبول، از كيفيت كل آسفالت باشد. يك نمونه برداري مناسب بايد نمايانگر خصوصيات اسفالت تهيه شده از مركز توليد ساخت و تا موقع مصرف باشد نمايانگر خصوصيات آسفالت تهيه شده از مركز توليد، ساخت و تا موقع مصرف باشد كه با انجام آزمايش بر روي آن و بررسي نتيجه به دست آمده در مورد صحت نمونه گيري قضاوت خواهد شد.
نمونه گيري از روي تسمه نقاله:
هنگام نمونه برداري از روي تسمه نقاله آن را متوقف ساخته و مقدار دو قالب نمونه، از وسط تسمه بر مي داريم و جهت انجام آزمايش ها، به آزمايشگاه فني و مكانيك خاك ارسال مي نمائيم.
نمونه برداري از كاميون:
لازم است به طور اتفاقي از كاميون حامل آسفالت نمونه برداري شود. بدين منظور مقدار حداقل 5 قالب نمونه برداشته شده را روي آسفالت سفره ريخته و پس از تقسيم بندي برابر روشي كه در فصول تقسيم بندي و نمونه برداري شرح داده خواهد شد آن را تقسيم مي كنيم و نمونه موردنظر را برداشته و به منظور انجام آزمايش هاي لازم ان را به آزمايشگاه منتقل كنيم.
نمونه برداري پس از متراكم كردن آسفالت
نمونه برداري توسط دستگاه كرگيري (Core) با مته به قطر 4 اينچ از نوع سه الماسه انجام مي شود. در صورت موجود نبودن دستگاه كرگيري نمونه آسفالت هاي لازم در طول مسير جاده به ابعاد حداقل 20*20 توسط اره و يا چكش و قلم و با توجه به مقادير ارائه شده در جدول زير برداشته مي شود. پس از برداشتن نمونه آن را از قير پريمكت چسبيده و خاك را پاك نموده و بسته بندي مي نماييم و با رعايت هاي لازم در حمل آن را به آزمايشگاه آسفالت مي فرستيم. درجه حرارت محيط در نگهداري و حمل نمونه به منظور جلوگيري از هم پاشيدگي آن نقش به سزايي دارد.
بزرگترين سايز دانه در
مخلوط آسفالتي وزن تقريبي نمونه سطح مخلوطي متراكم شده
2 اينچ (50 ميلي متر) 16 كيلوگرم 1500 سانتي متر مربع
اينچ (1-38 ميليمتر) 11 كيلوگرم 900 سانتي متر مربع
1 اينچ (25 ميليمتر) 9 كيلوگرم 900 سانتي متر مربع
اينچ (5/12 ميليمتر) 3/7 كيلوگرم 645 سانتي متر مربع
اينچ (5/12 ميليمتر) 5/5 كيلوگرم 400
اينچ (5/9 ميليمتر) 6/3 كيلوگرم 230 ميليمتر
نمره 4 (7/4 ميليمتر) 8/1 كيلوگرم 230 ميليمتر
لازم است بر روي نمونه هاي اخذ شد مشخصات كامل نمونه شامل:
- شماره نمونه
- محل نمونه برداري با مختصات يا كيلومتر محل نمونه برداري شده
- نام پروژه
- شماره پرژوه
- نام نمونه گيرنده
- ساعت و تاريخ نمونه برداري
- وضعيت هوا در هنگام نمونه برداري، قيد گردد
در تهيه گزارش باياد اطلاعاتي چون: وضعيت جغرافيايي محل منبع نمونه اخذ شده، كارخانه و نوع آن، مقدار پخت، مشخصات قير و اجزا معدني مصالح به كار رفته فواصل محل نمونه برداري از كارخانه و معدن و … درج گردد.
- در آزمايشگاه فني و مكانيك خاك بر روي نمونه هاي اخذ شده آزمايش هاي به شرح زير كه روش انجام و استاندارد آن آمده است انجام مي گردد:
الف: تعيين ضخامت آسفالت
- جهت تعيين ضخامت دقيق آسفالت، پس از حذف كامل خاك و قير چسبيده به آن كه تراشيدن آن با كاردك تيز امكان پذير است و ضخامت آسفالت را با كوليس و يا خط كش حداقل در سه نقطه تعيين و سپس معدل آنها به عنوان ضخامت آسفالت گزارش مي شود.
ب: آزمايش تعيين درصد قير در آسفالت
1- قبل از انجام ازمايش لازم است وسائل و ابزار كار شامل، يك دستگاه سانتريفوژ برقي و يا دستي، فيلتر آزمايش، مواد حل شامل بنزين و يا تتراكلروكربن، پيمانه جهت ريختن بنزين و يا حلال در دستگاه سانتريفوژ اون با درجه تنظيم ترازو با دقت 1/0 گرم، كاردگ برس و يا قلم مويي، كاسه (ظرف جهت نمونه) را آماده مي نماييم.
2- آسفالت را در دماي 5 110 درجه سانتي گراد در اون گذارده تا باز شود و پس از خارج نمودن از اون و سرد شدن آن مقدار حدود 1200 گرم نمونه را در پياله دستگاه كه قبلا وزن آن مشخص شده است ريخته و وزن آن را تعيين مي نماييم.
3- جداگانه وزن فيلتر را تعيين مي نماييم.
4- پياله محتوي آسفالت را وزن نموده و در دستگاه سانتريفوژ سوار مي كنيم و سپس فيلتر توزين شده را بر روي آن قرار داده درب دستگاه را بسته و با پيچ هاي موجود محكم مي نماييم. بعد درب دستگاه سانتريفوژ را گذارده و با قلاب يا گيره ها درب آن را محكم مي نماييم.
5- در حداقل 5 مرحله و هر مرحله 250 سانتي متر مكعب حلال بنزين يا تتراكلروكربن را از قيف بالاي دستگاه به درون آن ريخته و اگر دستگاه سانتريفوژ دستي است دسته را آن قدر گردانده تا كليه بنزين يا قير حل شده از شير پايين دستگاه تخليه شود. در صوت برقي بودن دستگاه كليد آن را روشن مي كنيم. سپس با درجه مربوطه سرعت گردش و ويبره شدن آن را تنظيم مي كنيم. اين كارها را تا زماني صورت مي گيرد كه تمام قير حل شده و بنزين و يا حلال تميز از دستگاه خارج شود.
6- در اين مرحله چفت دستگاه را باز و درب آن را بر مي داريم. پس از باز كردن پيچ فيلتر و پياله را با احتياط برداشته و در داخل اون قرار مي دهيم تا فيلتر و مصالح آسفالت در درجه حرارت 110 خشك شوند. پس از خشك شدن آنها را از اون خارج نموده و فيلتر و ظرف و مصالح را دقيقاً وزن مي كنيم و آنها را بر روي الك هاي ، 4 ، 20، 40، 100 و 200 دانه بندي مي نماييم و سپس نمودار دانه بندي را رسم و با نمودار مشخصات فني لازم مقايسه مي كنيم.
ج: آزمايش وزن مخصوص آسفالت و درصد كوبيدگي
- وزن (نمونه آسفالت را در هوا) را با ترازو به دقت 1/0 گرم تعيين و سپس نمونه را در موم داغ فرو برده و پس از خارج كردن آن را وزن نموده (وزن نمونه با موم) را تعيين و در برگ آزمايش يادداشت مي نماييم.
- وزن نمونه در آب را با استفاده از قانون ارشميدس تعيين مي نماييم به اين شكل كه هر جسمي كه بدرون آب داخل شود به اندازه وزن مايع هم حجمش از وزن آن كاسته خواهد شد.
د: تعيين فضاي خالي V.M.A
درصد وزني مصالح سنگي * وزن مخصوص نمونه مارشال = -100 درصد حجمي فضاي خالي مصالح سنگي
وزن مخصوص مصالح سنگي
نتايج به دست آمده از آزمايش را با نتايج استاندارد و مشخصات فني مقايسه مي نماييم.
شرح كل آزمايشهاي آسفالت در بخش طرح مخلوط آسفالت هاي گرم به روش مارشال كه طي استاندارد ASTM-D 1559 آمده كاملا شرح داده شده است.
در كارگاه ساختماني وظيفه تكنسين مقيم در آزمايشگاه فني و مكانيك خاك است كه نتايج را به مهندس ناظر مقيم كارگاه گزارش نمايد و ضمناً جهت مقايسه نتايج مي توان از استانداردهايي به شرح زير استفاده نمود:
مشخصات فني و استاندارد مصالح، قير و آسفالت
مصالح سنگي
نمونه برداري از مصالح سنگي AASHTO T-2
دانه بندي مصالح سنگي AASHTO T-11
هيدرومتري AASHTO T- 88
مشخصات فني فيلر AASHTO M-17
دانه بندي فيلر AASHTO M-37
دانه بندي فيلر AASHTO M-39
مشخصات مصالح ريزدانه در مخلوط آسفالتي AASHTO M-6
نرمي مصالح ريزدانه AASHTO T-176
ارزش ماسه اي AASHTO T 96
سايش مصالح سنگي به روش لس آنجلس AASHTO T104
مقاومت مصالح سنگي در برابر عوامل جوي AASHTO T 84
وزن مخصوص و جذب آن مصالح ريزدانه AASHTO T- 85
وزن مخصوص و جذب آب مصالح درشت دانه AASHTO T-100, T-133
وزن مخصوص فيلر BS- 63
قير
نمونه برداري از قير AASHTO T-47
مشخصات قيرهاي نفوذي AASHTO M-20
مشخصات قيرهاي ويسكوز و آزمايشات مربوطه AASHTO M-226
مخلوط هاي آسفالتي
نمونه برداري از مخلوط هاي آسفالتي AASHTO T-168
طرح مخلوط هاي آسفالتي AASHTO D-1559
چسبندگي قير و دانه بندي AASHTO T- 164
چسبندگي قير ب