آزمایش DCP

DCP وسیله‌ای است كه برای اندازه گیری سریع مقاومت و مدول الاستیسیته لایه‌های مختلف روسازی و بستر طراحی شده است. آزمایش مذكور بسیار ساده، اقتصادی و سریع بوده كه از این لحاظ بر بسیاری از آزمایش‌های رایج در این زمینه، ارجحیت پیدا می‌یابد.

DCP یا نفوذسنج دینامیكی مخروطی، از یك چكش تشكیل یافته كه از فاصله ۵۷۵ میلیمتری بر یك كفشك متصل به میله فرورونده سقوط می‌كند، یك مخروط فولادی فشرده با زاویه ۶۰ درجه در انتهای این میله فولادی قرار دارد. قطر هسته ۲۰ میلیمتر و قطر میله ۱۶ میلیمتر است. تعداد دفعات افتادن چكش در برابر نفوذ هسته برای هر آزمایش ثبت می‌شود تا نرخ نفوذ PR محاسبه شود. انجام این آزمایش نیاز به سه نفر دارد، یكی برای نگه داشتن میله، یكی برای بلند كردن و انداختن چكش DCP و دیگری برای اندازه گیری و ثبت عمق نفوذ.

اندازه گیری‌ها در دستگاه DCP تا ۸۰۰ میلیمتر و در حالت اضافه شدن قطعات بلندتر تا حداكثر عمق ۱۵۰۰ میلیمتر قابل انجام است. نفوذسنج دینامیكی مخروطی (DCP) از یك میله فولادی به قطر حداكثر ۲۰ میلیمتر كه در انتهای آن یك مخروط فولادی با زاویه نفوذ ۶۰ درجه قرار دارد، تشكیل می‌شود. این مخروط با رها كردن یك چكش به وزن ۸ یا ۴/۶ کیلوگرم از ارتفاع ۵۷۵ میلیمتری، به درون لایه‌های روسازی مورد آزمایش فرو می‌رود. ‌

موارد استفاده

موارد كاربرد آزمایش DCP در بندهای زیر خلاصه شده است،

تشخیص نقاط ضعیف لایه‌های متراكم شده

بسیاری مطالعات با هدف یافتن روابط مستدل بین نرخ نفوذ DCP ‌و چگالی تراكم‌ در محل با شكست روبه رو شده‌اند. بیشتر نتایج مربوط به مصالح چسبنده و سنگدانه تغییرات زیادی را نشان داده‌اند كه امكان برقراری یك رابطه تجربی را ناممكن می‌ساخت، با این وجود مقاطع خوب متراكم شده، مقادیر PR بسیار یكنواختی را از خود نشان می‌دهند، بنابراین استفاده از DCP برای معین نمودن نقاط ضعف در مصالح فرض شده با تراكم یكنواخت پیشنهاد می‌شود.

تشخیص لایه‌ها در سازه‌های روسازی

DCP یك وسیله مؤثر برای ارزیابی لایه‌های اساس، زیراساس و بستر روسازی است. تشخیص نرخ نفوذ در برابر عمق به مهندسان این امكان را می‌دهد تا لایه‌های متفاوت روسازی را با عمق آنالیز كنند.

تعیین میزان تأثیر تثبیت كردن مصالح

اندازه گیری چگالی، روش مؤثر برای یافتن مقاومت بدست آمده با تثبیت بوسیله افزودنی نیست. چگالی‌های این مواد همراه با افزایش مقاومت، افزایش نمی‌یابند. چون اصل استفاده از DCP بر پایه میزان مقاومت مصالح در برابر نفوذ هسته بوده، با افزایش مقاومت مقادیر PR كاهش می‌یابد و می‌توان از آن برای نشان دادن تأثیر تثبیت در برابر زمان استفاده نمود.

استفاده به عنوان ابزار آزمایش قابل قبول كردن كیفیت (QA)

DCP یك وسیله كارا برای آزمایش كیفیت بر پایه خصوصیات اجرایی است. این وسیله هم اكنون جای خود را در اكثر ادارات حمل و نقل دنیا یافته است. به طور مثال نرخ نفوذ DCP مساوی یا كمتر از ۳ اینچ در هر ضربه تراكم قابل قبولی را براساس استاندارد زهكشی زیرسطحی در ایالت مینسوتا آمریكا ارایه می‌نماید.

استفاده از نتایج DCP  در تعیین قطعات مدیریتی در مدیریت روسازی راه‌ها

با استفاده از نتایج DCP می‌توان مقطع راه را به قطعات یكنواخت قابل مدیریت تقسیم بندی نمود. حداقل طول یك مقطع بایستی ۱۰۰ متر باشد و طول ۱۰۰۰ متر مطلوب است. برای راه‌های طولانی با شرایط یكنواخت، طول ۱۰۰۰۰ متر نیز قابل قبول است. ساخت مقاطع یكنواخت با طول كمتر از ۵۰۰ متر غیرحرفه‌ای است. در برخی نقاط جدا كننده، ممكن است،، مقدار DCP كمی مشاهده شود كه بایستی این نقاط بهبود یابد.

روش كالیبراسیون

دستگاه نفوذ دینامیكی مخروطی DCP به دلیل مكانیزم ساده و كار به صورت دستی نیاز به كالیبراسیون ندارد. آنچه می‌بایست به آن توجه شود نحوه صحیح مونتاژ دستگاه و محكم كردن قسمت‌های مختلف آن توسط اتصالات خاص آن است. زیرا هر گونه عدم اتصال درست قطعات علاوه بر كاستن از عمر دستگاه باعث پایین آمدن دقت در قرائت‌ها و ضربات ایجاد شده می‌شود.‌ در واقع آنچه تضمین كننده صحت نتایج در دستگاه DCP است، نحوه صحیح انجام آزمایش است كه جزئیات نصب و را‌ه‌اندازی دستگاه و نحوه انجام آزمایش در دستورالعمل‌های همراه هر دستگاه آمده است.

روش انجام آزمایش

دستگاه DCP مونتاژ شده را روی سطح راه قرار دهید. چكش را تا جای ممكن بالا آورده و سپس رها كنید، دقت شود كه آن را به سمت پایین شتاب نداده و فقط آن را رها كنید. عمق نفوذ را برای هر ۵ ضربه بدست آورید. این روند را برای نفوذ ۸۰۰ میلیمتر زیر سطح ادامه دهید. برخورد با لایه سنگی برای ۵ تا ۲۵ ضربه ممكن است به صورت خط افقی نشان داده شود. با ادامه ضربات، نفوذ ادامه می‌یابد.

دستگاه DCP قادر نیست در لایه‌های سخت، مانند مصالح سنگی درشت دانه و متراكم و یا لایه‌های متشكل از تكه سنگ‌های سخت نفوذ كند.

تحلیل و تفسیر نتایج بدست آمده

برای روسازی یك راه اغلب نیاز است، تا حد امكان در مورد ضخامت لایه‌ها و شرایط ساز‌ه‌ای آنها اطلاعات كسب شود. زمانی كه یك راه شروع به اضمحلال سازه ای زودرس می‌كند، در واقع مشكلات ذاتی سازه‌ای در ساختار آن وجود داشته كه دانستن این موضوع حیاتی به نظر می‌رسد. سریع‌ترین و آسان‌ترین راه برای تشخیص ضخامت و وضعیت روسازی، بررسی نحوه طراحی، كه راه براساس آن ساخته شده از روی نقشه‌های آزبیلت‌ است. اما طراحی‌ها فقط نشانگر وضعیت اصلی ساخت در قبل و حین ساخت راه هستند و هیچ اطلاعاتی در مورد اتفاقاتی كه از زمان ساخت تاكنون برای لایه‌های روسازی رخ داده و همچنین وضعیت فعلی، نمی‌دهند. بنابراین ضروری به نظر می‌رسد تا با كمك ابزارها و روش‌هایی، وضعیت حال حاضر روسازی مورد بازرسی و كنكاش قرار گیرد.

این مهم ممكن است با رو‌ش‌های مخرب مانند مغزه گیری و روش‌های آزمایشگاهی صورت گیرد و یا‌ به كمك رو‌ش‌های غیرمخرب در محل انجام شود. حفر سوراخ و مغز‌ه‌گیری نه تنها به راه صدمه می‌زد و وقت گیر و پرهزینه است بلكه به دلیل دست خورده شدن نمونه‌ها ممكن است چندان دقیق نباشند.

یک نوع از رو‌ش‌های آزمایش غیرمخرب كه مفصلاً به معرفی آن پرداخته شده است، به نام نفوذسنج مخروطی دینامیكی (DCP) عملكرد موفقی در ارزیابی سازه‌ای روسازی از خود نشان داده است.

استفاده از DCP در تعیین مقاومت لایه‌های غیر چسبنده‌ روسازی

DCP وسیله‌ای ساده، ارزان، سریع و كارآمد برای بررسی وضعیت سازه‌ای لایه‌های غیر چسبنده سنگدانه‌ای مانند بستر، زیراساس و اساس در روسازی محسوب می‌شود. ضخامت لایه‌ها و مقاومت آنها (CBR)، دو پارامتر مهم بدست آمده از آزمایش  DCP  به شمار می‌رود.

استفاده از DCP به عنوان ابزار كنترل كیفیت

دستگاه DCP دستی ‌به عنوان ابزاری مفید برای كنترل كیفیت اجرایی لایه‌های بستر، زیراساس و اساس در پروژ‌ه‌های راهسازی می‌تواند تلقی شود. این دستگاه با توجه به سادگی، عدم نیاز به كاربر آموزش دیده و تعمیر و نگهداری آسان، كارایی بالایی در بین پیمانكاران و ناظرین راهسازی برای این منظور خواهد داشت. در این كار لازم است الگویی برای میزان نفوذ در ضربات معین برای پذیرش تراكم و دانه‌بندی لایه‌های غیرچسبنده خاكی، تدوین و در پروژه ابلاغ شود.