آسفالت گرم
آسفالت گرم، مخلوطی است از سنگدانههای شکسته و دانهبندی شده و فیلر که در کارخانه آسفالت حرارت داده شده و با قیر گرم در درجه حرارتهای معین، مخلوط و به همان صورت گرم برای مصرف در راه، حمل، پخش و کوبیده میشود. دوام زیاد، تولید یکنواخت، کنترل درجه حرارت و رطوبت مصالح و آماده شدن سریع برای عبور ترافیک، از مزایای آسفالت گرم است که بدون هیچگونه محدودیتی در راهها، خیابانها، فرودگاهها، باراندازها، پایانهها و پارکینگها مورد مصرف قرار میگیرد.
انواع آسفالت گرم
مخلوطهای آسفالت گرم در قشرهای روسازی راه به شرح انواع زیر است.
قشر رویه (توپکا)
آسفالت رویه آخرین قشر آسفالتی است که در تماس مستقیم با بارهای وارده از ترافیک و عوامل جوی محیط قرار میگیرد، و لذا باید طوری طرح و اجرا شود که در مقابل اثرات سوء آب، یخبندان، و تغییرات دما از پایایی و مقاومت لازم برخوردار باشد.
قشر رویه معمولاً نسبت به قشرهای آستر (بیندر) و اساس قیری دارای دانه بندی ریزتر ، فضای خالی سنگدانههای آن زیادتر و در نتیجه قیر بیشتر است. حداکثر اندازه سنگدانهها در این قشر بین ۸ تا ۱۹ میلیمتر است. که با توجه به بافت سطحی مورد نیاز، نوع ترافیک و شرایط آب و هوایی انتخاب میشود. چنانچه درصد رد شده از الک شماره ۸ دانه بندی به حداکثر و یا حداقل مجاز میل کند، به ترتیب بافت سطحی ریز یا درشت میشود.
برای افزایش دوام آسفالت رویه و بهبود مقاومت آن در مقابل لغزندگی، شیار افتادگی و تخلیه سریع آبهای سطحی به خارج از عرض سواره رو، میتوان از یک نوع آسفالت رویه بنام SMA یا آسفالت ماستیک درشت دانه با مصالح سنگی صد در صد شکسته با دانه بندی گسسته ۳ و قیر و فیلر زیادتر نسبت به آسفالت گرم معمولی استفاده کرد.
قشر آستر (بیندر)
این قشر بین رویه و قشرهای آسفالتی زیر آن یا بین رویه و قشر اساس سنگ شکسته قرار میگیرد. دانهبندی آن درشتتر از آسفالت رویه و مقدار قیر آن کمتر است. حداکثر اندازه سنگدانهها برای آستر معمولاً بین ۱۹ تا ۵ میلیمتر متغیر است. گاهی اوقات در شرایط ترافیک خیلی سنگین، از جمله در بنادر و اسکلهها مشروط بر آنکه بافت سطحی آن مشکلی ایجاد نکند از دانهبندیهای قشر آستر با سنگدانههای حداکثر ۲۵ میلیمتر که در مقابل تغییر شکل ناشی از بارهای خیلی سنگین و هوای گرم حساسیت کمتری دارد، برای قشر رویه استفاده میشود.
اساس قیری
این قشر میتواند به عنوان اولین قشر روسازی آسفالتی مستقیماً روی قشر زیراساس یا اساس شکسته قرار گیرد. اساس قیری دارای دانهبندی درشتتر و مقدار قیر آن کمتر از آسفالت آستر و رویه است. حداکثر اندازه سنگدانهها برای این قشر معمولاً تا ۵۰ میلیمتر و در مواردی نیز تا ۷۵ میلیمتر قابل اجرا است.
از اساس قیری با دانه بندی باز به عنوان یک لایه زهکش به منظور تسریع در تخلیه آبهای نفوذی به سیستم روسازی و همچنین جلوگیری از بازگشت ترکهای آسفالت موجود در بهسازیها در نقش لایه جاذب تنش با حداکثر اندازه سنگدانههای ۵/۳۷ تا ۵۰ میلیمتر، متشکل از مصالح صد در صد شکسته، استفاده میکنند.
استفاده از اساس قیری جز برای شرایط خاص که باید مستند به توجیه فنی مشاور طرح و تصویب کارفرما باشد، توصیه نمیشود. دانه بندی چنین مصالحی بر حسب مورد عملکرد باید در مشخصات فنی خصوصی قید شود.
ماسه آسفالت
ماسه آسفالت از اختلاط ماسه طبیعی شسته یا ماسه شکسته یا مخلوطی از این دو با قیر خالص تهیه میشود. این مخلوط آسفالتی را میتوان در قشرهای به ضخامت حداقل ۱۵ میلیمتر پخش و اجرا کرد یا از آن به عنوان قشر تسطیح در رویههای قدیمی و قبل از روکش استفاده نمود. چون مقاومت مارشال ماسه آسفالت در مقایسه با مقاومت سایر مخلوطهای آسفالتی گرم و بتن آسفالتی که دانه بندی درشتتر از ماسه دارند کمتر است، لذا موارد مصرف آن باید به تناسب مقاومت مارشال و سایر ویژگیهای آن و رابطه آنها با انواع ترافیک سبک، متوسط و سنگین، انتخاب شود.
آسفالت متخلخل
این آسفالت از اختلاط قیر خالص اصلاح شده با مصالح سنگی صد در صد شکسته دارای دانهبندی باز در کارخانه آسفالت گرم تهیه و با ضخامت حدود ۲۵ تا ۴۰ میلیمتر اجرا میشود. فضای خالی این آسفالت گرم بعد از کوبیده شدن در سطح راه، حدود ۲۰ درصد است. این قشر، جزو سیستم روسازی محسوب نمیشود و نمیتوان از آن به عنوان قشر جایگزین رویه اصلی استفاده کرد. مزایای این آسفالت به یک یا چند مورد از موارد زیر که به ویژگیهای عملکردی آن بستگی دارد، محدود میشود.
- باعث تخلیه سریع آبهای سطحی رویه راه به خارج از عرض سواره رو میشود.
- مانع پدیده ایستابی در سطح راه و در نتیجه ایمنی بیشتر عبور و مرور میشود.
- کاهش پدیده پاشش و پخش آب که موجب افزایش قابلیت دید و ایمنی میشود.
- رویه آسفالت متخلخل در حالت خشک و حتی بارندگی، مانع از انعکاس نور چراغهای جلوی خودروهای مقابل میشود که ناشی از عملکرد پخش نور آن است.
آسفالت ماستیک درشت دانه
آسفالت ماستیک درشت دانه، مخلوط آسفالت گرم با دانه بندی گسسته است که از دو بخش سنگدانهای درشت و ملات پر قیر (مخلوط قیر، فیلر و افزودنیهای تثبیت کننده شامل الیاف سلولزی یا معدنی) تشکیل میشود. این مخلوط آسفالتی باید ساختار سنگدانهای درشت با تماس درشت دانه به درشتدانه داشته باشد. در این آسفالت درشتدانهها به مصالح مانده روی الک ۴/۷۵ میلیمتر اطلاق میشود. ضمن آنکه از الک ۲/۶۳ میلیمتر (شماره۸) نیز میتوان برای این منظور استفاده کرد.
از آسفالت ماستیک درشتدانه عمدتاً بعنوان قشر رویه در مناطق گرمسیر و راههای با آمد و شد زیاد و بار محوری سنگین استفاده میشود. این آسفالت به دلیل استفاده از مصالح سنگی صد در صد شکسته و مرغوب، مصرف نسبتاً زیاد سنگدانههای بزرگتر از ۴/۷۵ میلیمتر در مقایسه با دانه بندیهای پیوسته، با ساختار تماس سنگدانههای درشت به یکدیگر که عامل افزایش استحکام و مقاومت آسفالت در مقابل شیار افتادگی و تغییرشکلهای دائم میشود و مصرف نسبتاً زیاد قیر، از پایائی و دوام زیادتری نیز برخوردار است. ضمن آنکه موجب زهکشی آبهای سطحی، کاهش پاشش آب ناشی از ایستابی، افزایش ضریب اصطکاک و مقاومت لغزشی رویه راه نیز میشود
سنگدانهها
سنگدانهها از معادن سنگ کوهی یا قلوه سنگهای درشت رودخانهای تهیه و طی دو مرحله جداگانه در سنگ شکنهای فکی و دوار (کوبیت) شکسته میشود. مصالح بلافاصله پس از شکسته شدن، دانه بندی شده (با سرند کردن) و در قسمتهای مجزا به صورت مصالح درشتدانه، میان دانه و ریزدانه شامل فیلر انبار میشود.
مصالح سنگی انواع آسفالت گرم باید سخت، محکم، بادوام، تمیز، مکعبی شکل و عاری از هرگونه مواد آلی، رسی، شیستی، پوشش خاکی و دانههای سست بوده و برای هر قطعه از پروژه، حتیالامکان از یک معدن تهیه شده باشد. مصالح درشت، متوسط و ریز در صورت لزوم باید قبل از مصرف شسته شوند.
قیر
قیر مصرفی در آسفالت گرم و بتن آسفالتی از نوع قیرهای خالص است که از تقطیر مستقیم مواد نفتی تهیه میشود. این قیرها باید همگن و فاقد آب بوده و وقتی که تا ۱۷۵ درجه سانتیگراد گرم میشود کف نکند. قیرهای خالص مصرفی در راهسازی به دو روش درجه نفوذ یا عملکردی طبقه بندی میشوند.
انتخاب قیر
انتخاب قیر مناسب برای هر پروژه باید مورد توجه خاص قرار گیرد. در این انتخاب، نوع دانهبندی مصالح سنگی مصرفی، شرایط جوی محل اجرای طرح، گروه ترافیک و ضخامت آسفالت موجود از عوامل اصلی محسوب میشوند. نوع قیر مصرفی برای هر پروژه باید توسط مهندس مشاور با لحاظ کلیه پارامترهای موثر از جمله موارد اخیر و براساس طبقهبندی عملکردی، انتخاب و در مشخصات فنی خصوصی پروژه قید شود.
افزودنیهای تثبیت کننده در آسفالت ماستیک
به منظور جلوگیری از پدیده جدا شدن یا ریزش قیر آسفالت ماستیک از سنگدانهها، از تثبیت کنندههایی نظیر الیاف سلولزی یا معدنی استفاده میشود. مقدار الیاف سلولزی مصرفی بایستی حداقل ۰/۳ درصد وزن مخلوط آسفالتی یا بیشتر باشد.
برای الیاف معدنی، میزان مصرف بایستی حداقل ۰/۴ درصد وزن مخلوط آسفالت باشد تا از پدیده ریزش قیر جلوگیری نماید. اندازهگیری مقدار ریزش قیر باید با روش T305 آشتو آزمایش شود.
در شرایط استفاده از مواد افزودنی تثبیت کننده، این مواد باید در پیمانههای دقیق از پیش اندازهگیری شده به واحد مخلوطکن اضافه شود. تغییر در وزن این مواد موجب تغییر در خواص و کارایی مخلوط آسفالتی میشود. در صورتیکه از افزودنیهای سلولزی استفاده شود، این مواد نباید قبل از مصرف در معرض رطوبت قرار گیرند. به هر حال دستورالعمل کارخانه تولید کننده مواد افزودنی تثبیتکننده در ارتباط با دوره زمانی تخلیه مصالح سنگی، فیلر، افزودنی (دوره اختلاط خشک) و نهایتاً مدت زمان اختلاط با قیر (اختلاط تر)، باید دقیقاً رعایت شود.
طرح مخلوطهای آسفالتی
هدف از طرح مخلوطهای آسفالت گرم و بتن آسفالتی، انتخاب مناسبترین و با صرفهترین مخلوط مصالح سنگی و قیر است که ویژگیهای زیر را برای پوششهای آسفالتی تأمین نماید.
- قیر کافی داشته باشد تا ثبات و دوام آن را تأمین نماید.
- استحکام آن به اندازهای باشد که بار ناشی از ترافیک را بدون تغییر شکل تحمل کند.
- فضای خالی کافی در آسفالت کوبیده تأمین شده باشد تا با افزایش درجه حرارت محیط و تراکم اضافی ناشی از عبور و مرور ترافیک سنگین که بیشترین افزایش آن در اولین تابستان پس از اجرا است، قیرزدگی و افت مقاومت پیدا نکند و در عین حال این فضای خالی در حدی باشد که موجب نفوذ آب و هوای بیش از حد به جسم آسفالت نشود.
- کارآیی کافی را داشته باشد بطوریکه به آسانی پخش و کوبیده شده و سبب جدا شدن مصالح از یکدیگر یا کمبود مقاومت نشود.
- بافت سطحی آسفالت رویه و سختی سنگدانههای آن بتواند ضریب اصطکاک کافی را در شرایط جوی نامناسب تأمین کند.
دوام مخلوطهای آسفالتی در برابر آب
تأثیر آب بر مخلوطهای آسفالتی و کاهش چسبندگی و مقاومت حاصل از اشباع این مخلوطها در برابر آب باید با آزمایشهای استاندارد کنترل شود و نتایج مطابق مشخصات زیر باشد. این مشخصهها باید در طرح آزمایشگاهی مخلوطهای آسفالتی به عنوان ضوابط طراحی لحاظ شود.
- نسبت مقاومت فشاری اشباع به مقاومت فشاری خشک با روش D1075 ای اس تی ام یا T165 آشتو نباید کمتر از ۷۵ درصد باشد.
- نسبت مقاومت کششی غیر مستقیم نمونههای خشک با روش T283 آشتو کمتر از ۷۵ درصد نباشد.
تولید آسفالت
جهت تهیه مخلوط آسفالتی منطبق با مشخصات و طرح اختلاط مصوب و ابلاغ شده، پیمانکار مکلف است سرپرست کارآزموده و ماهری را که در این عملیات تجربه داشته و صلاحیت فن یاش مورد تأیید دستگاه نظارت باشد، مأمور این کار نماید. سرپرست باید با مشخصات آسفالتی، آزمایشهای مربوط و اصول صحیح عملیات کارخانه و سایر موارد آشنایی کامل داشته و برای این کار تعلیم یافته باشد. این سرپرست باید در تمام اوقات که کارخانه کار م یکند، در کارگاه حضور داشته باشد.
آماده کردن کارخانه آسفالت
آماده کردن کارخانه آسفالت در واقع انجام یک مرحله آزمایشی برای شروع تولید و عملیات آسفالتی است. پیمانکار مکلف است در این مرحله و نیز مراحل بعدی تولید ضمن فراهم نمودن وسایل اجرای کار، از کارخانه آسفالت در شرایطی که منطبق با مندرجات نشریه شماره ۱۰۱ باشد بهره برداری نماید. اجرای کلیه مراحل آزمایشی تا شروع تولید ضمن اعمال کنترل مستمر دستگاه نظارت به عهده پیمانکار است.
- سیلوهای سرد از عوامل اصلی و تعیین کننده یکنواختی مخلوط آسفالتی است لذا باید آن چنان تنظیم شوند که این یکنواختی تأمین شود. هریک از مصالح درشت و ریز تفکیک شده در کارگاه باید به یکی از سیلوها تغذیه شده و در صورتی که ماسه طبیعی نیز به عنوان بخشی از مصالح ریزدانه مصرف می شود، سیلوی جداگانهای برای آن تخصیص یابد تا جریان یکنواخت و منظم مصالح درشت و ریز به طور خودکار به واحد خشک کننده تأمین شود (سیلوهای مصالح ریزدانه ماسه) باید مجهز به لرزاننده باشد.
- مصالح را نباید قبل از تغذیه به سیلوهای سرد با یکدیگر مخلوط نمود.
آسفالت آزمایشی
با اجرای مراحل فوق، نهایتاً در هر کارخانه آسفالت برای اجزای متشکله مخلوط آسفالتی شامل مصالح سنگی، فیلر و قیر نسبتهایی تعیین خواهد شد که از نظر تئوری، مخلوط آسفالتی تهیه شده با این نسبتها باید با دانه بندی کارگاهی و طرح اختلاط مربوطه تطبیق نماید. این نسبتها را فرمول کارخانه آسفالت مینامند. بدیهی است هرگونه تغییری در دانه بندی هر یک از اجزای متشکله موجب تغییر در دانه بندی مخلوط و کیفیت آن و در نتیجه ارزشهای مخلوط آسفالتی خواهد شد.
مخلوط آسفالتی تهیه شده با فرمول کارخانه که یک مخلوط آزمایشی است، باید مورد آزمایش قرار گیرد. در صورتی که نتایج حاصله منطبق با ضوابط طرح اختلاط و مشخصات مندرج در نشریه شماره ۱۰۱ بوده و مورد تأیید دستگاه نظارت باشد شروع مرحله تولید و ادامه عملیات آسفالتی بلامانع است. چنانچه خصوصیات آسفالت تهیه شده قابل قبول نباشد باید با تغییراتی که در اوزان و نسبتهای مصالح سنگی، فیلر و در صورت لزوم قیر اعمال میشود، مجدداً از آسفالت تهیه شده نمونه گرفت و مورد آزمایش قرار داد، تا موقعی که مخلوط آسفالتی مورد تأیید دستگاه نظارت قرار گیرد.
آسفالت کوبیده شده سطح راه و ضخامت لایه
از آسفالت کوبیده شده در سطح راه، باید به تعداد آزمایشات مارشال در هر روز، نمونه برداری شود. نمونهها باید حتی الامکان از محلی گرفته شود که آسفالت آن محل قبلاً مورد آزمایش قرار گرفته است تا تعیین تراکم نسبی با دقت بیشتری همراه باشد. ضخامت لایه آسفالت در حین نمونه برداری نیز تعیین میشود که نباید بیشتر از ۱۰ درصد ضخامت نقشهها باشد (اختلاط در یک جهت پذیرفته نیست).
برای قشرهای تسطیحی که برای اصلاح پروفیل راه اجرا شده است و ضخامت لایه متغیر است، چنانچه آسفالت مصرفی با توزین کنترل نشده،باید برای هر یکصد متر از طول راه و در هر خط عبور یک آزمایش تعیین ضخامت انجام گیرد.
