ولفا م , hadi_omran79

ولفا م

 ......................
ولفا م , hadi_omran79

ولفا م

مطالب
88/08/1 01:31

بتن آسفالتی بتن آسفالتی : یكی از انواع آسفالت كه...

بتن آسفالتی
بتن آسفالتی :
یكی از انواع آسفالت كه با استفاده از مصالح شكسته با دانه بندی پیوسته و قیر خالص با درجه نفوذ بین 60 الی 100 می باشد استفاده می گردد و به همین دلیل نیز بتن آسفالتی نام دارد.
بتن آسفالتی از بهترین روكشهای قیری در دنیاست و مصرف آن در تمام نقاط رواج دارد و تنها آسفالتی است كه بایستی تخت یكی از روشهای مرسوم طرح و اجرا گردد و مانند هر پروژه یا موضوع اجرائی دارای طرح از پیش تعیین شده أی باشد. روشهای متداول طرح مخلوطهای آسفالتی :
در دنیا روشهای مختلفی جهت طرح آسفالت وجود دارد كه سه روش عمده آن عبارتند از :
الف : روش مارشال
ب : روش هابردفیلد
ج : روش ویم ( ژیراتوری )
هر سه روش فوق عملا نتایجی رضایت بخش داشته اند ولی آنچه در ایران بیشتر شناخته شده و كاربردی تر به نظر می آید روش مارشال است و بحث عمده ما در این جزوه حول آن خواهد بود ولی از آنجا كه داشتن اطلاعاتی در خصوص دو روش دیگر لازم است به طور خلاصه به شرح ذیل توضیحاتی نیز در مورد آنها می آید. - روش هابردفیلد بیشتر در طرح بتن های آسفالتی با دانه بندی نسبتا ریز مانند شیت آسفالت ( shsheet Asphalt ) كه در آن مصالح به طور صددرصد از الك نمره ( 4 ) می گذرند به كار می روند.
- در روش ویم نیز كوبیدن آسفالت در آزمایشگاه همراه با مالش صورت می گیرد و ماكزیمم أنداه دانه ها مانند روش مارشال اینچ می باشد در این روش ابتدا درصد قیر تقریبی مصالح مورد آزمایش به كمك دو آزمایش ساده و سریع كه : (Centrifuge Kerosine Equivalent) یا ( C.K.E (نامیده می شود تعیین می شود و سپس با استفاده از این درصد تقریبی قیر نمونه هایی تهیه می شوند كه روی آنها مانند روش مارشال آزمایشهای وزن مخصوص ، تاب فشاری ، درصد فضای خالی و غیره انجام شده كه از روی نتایج حاصله درصد قیر تعیین می شود.
-در این جا لازم است تا مفاهیم اساسی مانند خود كلمه طرح آسفالت را بشناسیم :
منظور از طرح آسفالت یعنی تعیین و مشخص نمودن معیارهایی كه بر اساس آن بتوانیم اولا در كارگاه آسفالت تهیه نماییم و ثانیا بر اساس آنها آسفالت پخش شده در سطح راه را كنترل نمائیم و این معیارها عبارتند از :
1-وزن مخصوص واقعی آسفالت متراكم شده
2- درصد حجمی فضای خالی ، آسفالت متراكم شده
3- تاب فشاری آسفالت متراكم شده
4- تغییر شكل نسبی آسفالت متراكم شده
5- درصد حجمی فضای خالی مصالح سنگی در آسفالت متراكم شده
كه در آزمایشگاه ابتدا معیارهای فوق برای آسفالت مورد آزمایش تعیین می گردد سپس با استفاده از نتایج حاصله مناسبترین درصد قیر آسفالت مورد عمل به شرحی كه بعدا خواهد آمد محاسبه می گردد و در واقع طرح آسفالت عبارت است از : مجموعه پنج عیار فوق بانضمام درصد قیر با استفاده از طرح تهیه شده در كارخانه آسفالت تهیه می شود و آسفالت پخش شده در سطح راه نیز مورد آزمایش قرار می گیرد و كلیه عیارهای مذكور در فوق مورد سنجش قرار می گیرند و با آنچه در طرح آمده است مقایسه می گردد ، ضمنا ناگفته نماند كه كه دانه بندی آسفالت تهیه شده در كارگاه با توجه به حدود مشخصات و امكانات كارگاه بوده كه قبلا توسط پیمانكار مربوطه به عنوان فرمول كارگاهی ( پیشنهادی ) به آزمایشگاه پیشنهاد می گردد و آزمایشگاه بر اساس فرمول كارگاهی طرح آسفالت به روش مورد نظر انجام می شود. آزمایش مارشال هدف از انجام آزمایش عبارت است از پیدا كردن رابطه بین تراكم و درصد قیر و همچنین به دست آوردن رابطه بین وزن مخصوص و درصد قیر و همچنین رابطه بین درصد قیر و فضای خالی ومقاومت فشاری ورسم منحنی های مربوطه
مقدمه :
وقتی نمونه هایی از خاكهای مفروضی را در شرایط مساوی و همراه با درصدی قیر متراكم نمائیم ملاحظه می شود كه تراكم حاصله بستگی به درصد قیر موجود در نمونه دارد البته همراه با شرائط تهیه آسفالت یعنی گرما و غیره به طوریكه برای درصد قیر معینی تراكم حداكثر حاصل می گردد كه به نام درصد قیر اپتیمم مشهور است.
روش مارشال در طرح بتن آسفالتی نخستین بار توسط مهندسی به نام B. Marshal ابداع شد و بعدها تغییرات زیادی در آن داده شده و اصلاحاتی در آن دارد گردید و هم اكنون روش مارشال در طرح بتن آسفالتی به صورت استاندارد تدوین گردیده است كه مفصلا در آیین نامه ASTM – D1559 آمده است. لازم به تذكر اینكه روش مارشال كه در این جزوه مورد بحث قرار می گیرد فقط برای طرح آسفالتهای گرم كه در تهیه آن از مصالح با دانه بندی پیوسته كه حداكثر درشتی دانه های آن یك اینچ یا كمتر بوده و قیر آن از انواع قیرهای خالص باشد مورد استفاده قرار می گیرد قبل از اینكه به توضیح چگونگی تعیین طرح بتن آسفالتی به روش مارشال بپردازیم لازم است توضیح دهیم كه قسمتهای مختلف و ابزار كار مربوط به این روش چیست و هریك از آنها چه كاربردی دارند. توضیح :لوازم مورد نیاز جهت انجام این آزمایش عبارتند از اقلام ذیل كه در صفحه قیر و آ‏سفالت قابل مشاهده است : اقلام مورد نیاز :
1- دستگاه جك فشاری مارشال آسفالت
2-چكش و پایه تراكم آسفالت
3-مولد ( قالب نمونه )
4- اجكتور ( نمونه درآور )
5- حمام آب گرم ( بن ماری )
6- تایمر ( ساعت زنگ دار )
7- سانتریفور ( اكستراكشن )
8- مخلوط كن آسفالت ( میكسر )
9- پارافین جامد
10- ترازو و با دقت 1/0 گرم
11- انواع سینی كوچك بزرگ بحث در مورد نحوه انجام آزمایشات :
ابتدا با توجه به فرمول كارگاهی پیشنهادی از كارگاه تعداد 18 توا 21 نمونه 1200 گرمی از مصالح مورد آزمایش كه همگی دارای دانه بندی وسط حدود مجاز فرمول كارگاه باشند تهیه می كنند.
( تبصره : چنانچه فرمولی از كارگاه پیشنهاد نشده باشد به یكی از طرق مرسوم مثلا روش سعی و خطا دانه بندی وسط حدود مشخصات را می یابیم و حدود مشخصات نیز با استفاده از نوع لایه مورد نظر و استاندارد مربوط به آن انتخاب می گردد.)
این نمونه ها كه در ظروف فلزی قرار دارد به مدت 24 ساعت در اون ( گرمخانه ) گذارده می شود توا در درجه حرارت بین 170 – 140 درجه سانتیگراد تمامی دانه ها به مقدار مورد نیاز گرم شوند و ضمنا آب موجود در میان دانه های مصالح سنگی تبخیر شود. سپس به 18 نمونه كه جمعا 6 سری 3 تایی می شوند قیر مورد مصرف در كارگاه را كه مثلا 70 – 60 می باشد و قبلا توا دمای 137 درجه سانتیگراد گرم شده است اضافه می شوند و درصد قیر آنها نسبت به مخلوط به ترتیب از 4 ، 5/4 ، ./5 ، 5/5 و ./6 و 5/6 درصد انتخاب می گردد یك سری نمونه سه تایی اخر كه اضافه گرفته شده را به عنوان ذخیره ( شاهد ) نگه می دارند توا چنانچه یكی از نمونه ها خراب شد یا دچار نقصی گردید جایگزین گردد.
بدین ترتیب سه نمونه با درصد قیر 4 و سه نمونه با درصد قیر 5/4 و …….. تهیه می گردند در تهیه نمونه ها بایستی نهایت دقت به عمل آید و دقت شود كه در تمام مراحل انجام آزمایش رعایت گرم نگهداشته شدن كلیه ظروف و مخلوط كن و غیره و توا دمای گفته شده در فوق انجام گیرد كه خللی در آسفالت تهیه شده وارد نشود به این ترتیب كه نمونه مصالح گرم كه از اون خارج می شود بایستی بلافاصله به مقدار 1200 گرم وزن شده و بلافاصله هم قیر مورد لزوم را اضلفه نموده و سپس در حالیكه ظرف حاوی مخلوط ( چنانچه مخلوط كن اتوماتیك نداشته باشیم ) روی یك شعله گاز قرار داده و مخلوط نمائیم و در این حالت درجه حرارت اختلاط نبایستی كمتر از 135 و بیشتر از 163 درجه سانتیگراد باشد.
بلافاصله پس از مخلوط شدن نمونه با قیر آن را در درون قالب ( مولد تراكم ) ریخته 0 ارتفاع مولد 3 اینچ و قطر داخلی 4 اینچ می باشد ) و به كمك چكش مخصوص كه 10 پوند وزن دارد و از ارتفاع 18 اینچی سقوط می كند می كوبند به طوریكه یك بار 75 ضربه به یك طرف و بار دیگر به همین مقدار به طرف دیگر نمونه پس از برگرداندن زیر نمونه می كوبند. سپس می گذارند توا نمونه سرد شود و روی آن آزمایشات : وزن مخصوص ، تاب فشاری ، تغییر شكل نسبی و درصد فضای خالی را انجام می دهند.
نمونه محاسبات انجام شده :
الف : وزن مخصوص آسفالت و طرز عمل
ب : تاب فشاری و طرز عمل
در طرح مارشال وزن مخصوص واقعی آسفالت (Bulk Specific gravity ) به كار می رود و بر حسب تعریف وزن مخصوص واقعی آسفالت عبارت است از نسبت وزن آسفالت مورد آزمایش در هوا به حجم واقعی آن كه حجم واقعی عبارت است از حجم نمونه به همان صورت موجود شامل فضاهای خالی قابل نفوذ و غیر قابل نفوذ.
وزن مخصوص واقعی آسفالت با توجه به شكل و حالت ظاهری آن به سه روش تعیین می گردد :
الف : روش اندود نمودن با موم و یا پارافین
ب : روش معمولی
ج : روش محاسبه أی
معمولا در آزمایشگاهها روش اندود نمودن به كمك موم ( پارافین ) مرسوم است كه ما نیز به ذكر آن می پردازیم : این روش كه منطبق بر استانداردهای ( AASHTO T - 160 - ASTM - D - 1188 ) می باشد در مورد نمونه هایی به كار می رود كه سطوح جانبی آن صاف نباشد و در این جا فرض بر این است كه نمونه ها سطحشان صاف نمی باشد. یعنی دارای خلل و فرج زیادی می باشند در این روش به منظور جلوگیری از نفوذ آب به داخل نمونه مورد آزمایش ابتدا آن را به كمك پارافین یا موم مذاب اندود می كنند و سپس با استفاده از رابطه ذیل وزن مخصوص واقعی آن را محاسبه می كنند : Gmb = = Gmb : وزن مخصوص واقعی آسفالت
Wa : وزن آسفالت بدون موم و یا پارافین در هوا
Vb : حجم نمونه بر حسب سانتیمتر مكعب
Wpa : وزن نمونه آسفالت به اضافه وزن پارافین یا موم اندود شده پس از سرد شدن در هوا بر حسب گرم
Wpw : وزن نمونه به اضافه وزن پارافین در آب بر حسب گرم
Gp : وزن مخصوص ظاهری پارافین تاب فشاری و طرز عمل ( Stability)
تغییر شكل نسبی معیاری است از میزان وارفتن و یا به عبارت بهتر تغییر شكل نسبی و آسفالت تحت تاثیر بار وارده به طوری كه هر چه تغییر شكل نسبی بیشتر باشد میزان وارفتن آسفالت پخش شده تحت تاثیر بار بیشتر خواهد بود و تاب فشاری آسفالت عبارت است از : ماكزیمم مقدار باری كه نمونه آسفالت بر حسب كیلوگرم می تواند بدون اینكه شكستگی در آن ایجاد شود تحمل نماید.
طرز عمل : پس از اینكه روی نمونه های تهیه شده از آزمایش قبل مراحل خارج ساختن از موم انجام شد در یك حمام آب گرم ( بن ماری ) مجهز به ترموستات (13 - + C 60 ) به مدت 30 الی 40 دقیقه قرار می دهند البته ترتیب قرار دادن نمونه ها در داخل حمام باید طوری باشد كه بتوان همگی آنها را پس از مدت 30 الی 40 دقیقه با احتساب مدت زمان انجام آزمایش هر نمونه به طور جداگانه انجام داد. علت اینكه آسفالت در این شرایط قرار می گیرد آن است كه بتوان حتی الامكان بدترین شرایط را كه ممكن است عملا در صحرا ایجاد شود در آزمایشگاه بر روی نمونه اعمال نمائیم ( یا به عبارت دیگر 60 درجه سانتیگراد حداكثر درجه حرارتی است كه ممكن است آسفالت در جاده دارا شود به هنگام فصل گرما ) به آ، می دهند سپس به كمك دستگاه تعیین تاب فشاری ( دستگاه مارشال ) مورد آزمایش قرار می دهند.
لازم به تذكر است قالب دستگاه مارشال بایستی به كمك آب گرم شود به طوری كه دمای آنها كمتر از 21 و بیشتر از 38 درجه سانتیگراد نشود ، داخل قالبها نیز بایستی به كمك روغن چرب گردد توا آسفالت به جداره قالب نچسبد. پس از این كه نمونه ها و قالب آماده گردید نمونه از حمام خارج می شود و سطح آن با پارچه خشك می گردد و بلافاصله در قالب قرار می گیرد و چنانچه صفحه مدرج ( گیج ) دستگاه دیجیتالی نسبت روی صفر قرار می گیرد و در مورد دستگاههای جدید ( دیجیتالی ) موجود در جهاد كلید ( preset ) را فشار می دهیم و كنترل می كنیم كه حتما عدد صفر را نشان دهد و سپس بارگذاری را شروع می كنیم. در این موقع یك نفر بایستی درجه مربوط به تغییر شكل نسبی ( Flow ) و نفر دیگری میزان بار وارده را در نظر داشته باشد ( در مورد دستگاههای دیجیتالی ) ولی در مورد دستگاههای دیجیتالی یك نفر كافی است چون خود دستگاهها به طور اتوماتیك اعداد نهایی هر دو را ثبت می كند. و عمل بارگذاری آن قدر ادامه می یابد كه در نمونه شكستگی ایجاد شود و اغلب این شكستگی قابل رویت است ولی چنانچه روش تجربی نیز مورد نظر باشد در مورد دستگاههای قدیمی برگشتن عقربه در صفحه مدرج ( گیج ) میزان با رویا مكث عقربه بر روی عددی نشانه آن است كه نمونه شكسته و این آزمایش بر روی كلیه نمونه ها انجام می شود و میانگین هر سه نمونه را نیز در ستون میانگین ها (Average) یادداشت می نمائیم سپس اعداد به دست آمده را پس از محاسبات مربوطه كه نمونه آن به گزارش مضم می باشد تصحیح می نمایند كه به منظور رسم منحنی های زیر به كار می برند و تصحیح مورد لزوم مطابق جدول شماره 5 ضمیمه انجام می گردد.
الف : منحنی نمایش تغییرات تاب فشاری نسبت به درصد قیر
ب : منحنی نمایش تغییر شكل ( Flow ) نسبی ، نسبت به درصد قیر
چون حجم همه نمونه ها معمولا یكسان نمی باشد و غالبا ضخامت نمونه ها نیز از ./3 – اینچ كمتر می باشد. لذا بار به روی سطوح غیر مساوی پخش می گردد و نتیجتا تاب فشاری نمونه ها چنانچه نسبت به حجم و ضخامت تصحیح نگردند قابل قیاس نیستند ، لذا بایستی تاب فشاری به دست آمده نسبت به حجم و ضخامت تصحیح شوند و مطابق جدول 5 ضریب تصحیح نسبت به عوامل فوق الذكر ملاحظه می شود.
نتیجه گیری :
نتایج این دو آزمایش و دو آزمایش بعدی به عنوان طرح مخلوط مارشال ملاك اجرای آسفالت خواهد بود  
99