نشریه شماره ۳۶۲

نشریه شماره ۳۶۲ با عنوان دستورالعمل طرح. اجرا و نگهداری آسفالت سرد با همکاری پژوهشکده حمل و مقل وزارت راه و ترابری (وقت) و بهره‌مندی از توان علمی و تخصصی جمعی از كارشناسان با تجربه كشور تهیه شده است. آسفالت‌های سرد به مخلوطی از مصالح سنگی با قیر(قیر محلول، امولسیون یا كف قیر)گفته می‌شود كه عمل اختلاط قیر و مصالح در درجه حرارت محیط انجام و در همین دما پخش و متراكم می‌شود. سنگدانه‌ها در زمان اختلاط با قیر امولسیون می‌توانند مرطوب باشند اما در مورد كار با قیرهای محلول، می‌بایست در دمای محیط یا تحت اثر حرارت خشك شده باشند.

مسائل زیست محیطی و كاهش مصرف سوخت از جمله مهمترین عواملی هستند كه باعث تولید مخلوط‌های آسفالتی سرد در كشورهای پیشرفته در صنعت راه شده‌اند. در واقع این نوع مخلوط‌های آسفالتی با درجه حرارت پایین تولید و اجرای به مراتب كمتر از مخلوط های آسفالتی متداول، سبب صرفه‌جویی در مصرف انرژی و كاهش تولید دی‌اكسیدكربن می‌شوند.

اهداف اصلی نشریه شماره ۳۶۲

تعیین موارد استفاده منطقی آسفالت سرد
اولویت استفاده از آسفالت سرد بر اساس شرایط فنی و اقتصادی
ارتقای دانش فنی در زمینه طرح و اجرای آسفالت سرد
تدوین دستورالعمل طرح و اجرا و نگهداری آسفالت سرد

معرفی انواع آسفالت سرد و کاربرد آنها

آسفالت‌های سرد به مخلوطی از مصالح سنگی با قیر (قیر محلول، امولسیون) گفته می‌شود كه عمل اختلاط قیر و مصالح در درجه حرارت محیط انجام و در همین دما پخش و متراكم می‌شود.

طبقه‌بندی آسفالت سرد

آسفالت‌های سرد را می‌توان بر حسب عوامل زیر طبقه‌بندی كرد.

روش تهیه و اجرا
دانه‌بندی

طبقه‌بندی آسفالت سرد از لحاظ روش تهیه و اجرا

آسفالت سرد را برحسب روش تهیه و اجرا می‌توان به دو دسته آسفالت سرد كارخانه‌ای و آسفالت سرد مخلوط در محل تقسیم كرد.

آسفالت سرد كارخانه‌ای
آسفالت سرد مخلوط در محل(رودمیكس)

طبقه‌بندی آسفالت سرد از لحاظ دانه‌بندی مصالح

آسفالت سرد بر حسب دانه‌بندی مصالح به دو نوع آسفالت سرد با دانه‌بندی باز و دانه‌بندی پیوسته تقسیم می‌شود. همچنین آسفالت سرد ماسه‌ای و یا ماسه همراه با لای نیز در این طبقه‌بندی قرار می‌گیرند. انتخاب دانه‌بندی با توجه به ضخامت لایه آسفالتی، ترافیك و شرایط جوی – اقلیمی منطقه صورت می‌پذیرد.

كاربرد آسفالت سرد در ساخت راه‌ها

آسفالت سرد در كلیه لایه‌های روسازی كاربرد دارد، مشروط بر آن كه تمام ضوابط و معیارهای طراحی و محدودیت‌های ترافیكی مسیر برای آن رعایت شود. این نوع آسفالت در قشرهای رویه، آستر و اساس قیری برای ترافیك سبك و متوسط و در قشر اساس قیری برای ترافیك سنگین و خیلی سنگین می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از آسفالت سرد در لایه رویه در شرایط ترافیك سبك و متوسط صورت می‌گیرد و اجرای آن برای شرایط ترافیك سنگین، بعنوان لایه اساس امكانپذیر است. در صورت تبدیل وضعیت ترافیك از حالت سبك و متوسط به سنگین برای مسیری كه از این نوع آسفالت بعنوان لایه رویه در آن استفاده شده است، می‌بایست از آسفالت گرم بعنوان روكش برای جلوگیری از بروز خرابی استفاده نمود.

كاربرد آسفالت سرد در ترمیم و نگهداری راه‌ها

لكه‌گیری خرابی‌های روسازی یكی از مهمترین عملیات نگهداری راه‌ها است. بطور كلی، استفاده از مخلوط آسفالتی گرم با كیفیت بالا، اگرچه هزینه بیشتری در بردارد، اما مناسبتر است. اما از آنجایی‌ كه در بسیاری مناطق، امكان تولید و اجرای آسفالت گرم در سرتاسر سال وجود ندارد، عملیات لكه‌گیری را می‌توان با استفاده از مخلوط‌های سرد دپو شده انجام داد.

بطور كلی آسفالت‌های سرد در تعمیرات موضعی نظیر لكه‌گیری‌ها، پركردن چاله‌ها، پركردن ترك‌ها و … به كار گرفته می‌شوند. بطوركلی دو نوع مخلوط آسفالت سرد برای عملیات لكه‌گیری و تعمیرات روسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. كه عبارتند از مخلوط آسفالت سرد با مصرف فوری و مخلوط آسفالت سرد با مصرف غیر فوری.

دانه‌بندی مخلوط‌های آسفالت سرد با قیر امولسیون

برای تهیه مخلوط‌های آسفالت سرد با قیر امولسیون علاوه بر کاربرد دانه‌بندی‌های مندرج در جداول نشریه از دانه‌بندی‌های دیگری می‌توان استفاده کرد. مخلوط‌های آسفالت سرد با قیر امولسیون با توجه به نوع دانه ‌بندی مصالح سنگی به سه دسته طبقه بندی می‌شوند.

مخلوط‌های آسفالت سرد با دانه بندی پیوسته، مخلوط‌های آسفالت سرد ماسه‌ای و مخلوط‌های با دانه بندی باز.

مخلوط‌های آسفالت سرد با دانه بندی پیوسته، این نوع مخلوط‌ها دامنه گسترده‌ای از انواع گوناگون سنگدانه و دانه‌بندی‌های را شامل می‌شود و در انواع روسازی‌های قابل کاربرد است.

مخلوط‌های آسفالت سرد با دانه‌بندی باز، این نوع مخلوط‌ها دارای درصد فضای خالی زیادی برای زهكشی آب در جسم مخلوط ایجاد نموده و برای كاربرد در لایه اساس و رویه، عملكرد مناسبی دارند. در راه‌های با ترافیك سنگین كه نیاز به مخلوطی با كیفیت بالا است. این مخلوط‌ها بدلیل استفاده از تجهیزات نسبتا ساده و نرخ تولید بالایی كه دارند، اقتصادی است. در برخی از موارد، عملكرد دراز مدت مخلوط‌های آسفالت سرد با دانه‌بندی باز، با مخلوط‌های آسفالت گرم قابل مقایسه بوده است.این مخلوط‌ها، دارای مقاومت خوبی در برابر ترك خوردگی انعكاسی، خستگی، شیارشدگی و جمع شدگی هستند.

قیرهای محلول

قیرهای محلول یا قیرهای پس برگشته، از حل كردن قیرهای خالص در حلال‌ها و یا روغن‌های نفتی به دست می‌آید. نوع و كیفیت قیرهای محلول به كیفیت قیرهای خالص اصلی، نوع و مقدار حلال بستگی دارد. هر اندازه مقدار حلال‌های نفتی در قیر محلول زیادتر باشد، روانی آن بیشتر است. قیرهای محلول در راهسازی برای اندودهای سطحی، آسفالت سرد كارخانه‌ای یا آسفالت مخلوط در محل، مصرف می‌شوند.

انتخاب قیر

قیرهای مصرفی در آسفالت سرد با توجه به روش اختلاط مصالح سنگی(سنگدانه) و قیر و در واقع نوع آسفالت سردكارخانه‌ای یا مخلوط در محل، شرایط آب و هوایی در مدت اجرای عملیات، نوع مصالح سنگی، دانه بندی مصالح سنگی و قابلیت دسترسی، شرایط منطقه و فاصله حمل، شرایط زیست محیطی، امكان كنترل و هدایت ترافیك، عمر طراحی و مدت زمان انبار كردن آسفالت قبل از مصرف (فوری، كوتاه مدت و یا میان مدت)، انتخاب می‌شود.

خصوصیات قیر

معمولاً بیشترین خاصیت چسبندگی در مخلوط‌های آسفالت سرد تابع نوع قیر خالصی است كه قیرهای محلول یا امولسیونی با آن تهیه می‌شود. برای تأمین چسبندگی بیشتر از غلیظ‌ترین قیری كه با توجه به شرایط ساخت و اجرا می‌تواند كارایی لازم را ایجاد كند، انتخاب می‌شود.

در مورد قیرهای امولسیون، نتیجه مطلوب در هر تركیب امولسیون – مصالح سنگی به مقدار قابل ملاحظه‌ای به بارهای الكتریكی سطح ذرات قیر و مصالح سنگی بستگی دارد. قیرهای امولسیون انتخاب شده باید با مصالح سنگی از نظر كانی‌های تشكیل دهنده سنگدانه‌ها سازگاری داشته باشند. اگر بارهای الكتریكی همنام باشند، در این صورت احتمال ایجاد چسبندگی خوب كاهش می‌یابد و بالعكس اگر بارهای الكتریكی غیر همنام باشند، احتمال ایجاد چسبندگی خوب افزایش خواهد یافت. لذا بار الكتریكی غالب در سطح دانه‌های مصالح سنگی تا حدود زیادی برای انتخاب نوع قیر امولسیون آنیونیك یا كاتیونیك می‌تواند تعیین كننده باشد.

طرح سازه‌ای مخلوط آسفالتی سرد

مصالح سنگی بكارگرفته شده در مرحله تولید آسفالت سرد امولسیونی، مرطوب و سرد است، اما پس از اجرا به تدریج از میزان رطوبت كاسته شده و بر مقاومت مخلوط اضافه می‌شود. لذا مخلوط سرد تازه اجرا شده دارای عدد سازه‌ای كمتری در آغاز دوره اجرا خواهد بود. دوره حصول كامل مقاومت ممكن است ۱ الی ۲ سال به طول بیانجامد.

روش‌های تولید و اجرای آسفالت سرد

تولید مخلوط‌های آسفالت سرد، به دو روش كلی اختلاط در محل و كارخانه انجام می‌شود. در روش اختلاط آسفالت مخلوط در محل، اختلاط قیر و مصالح در محل به صورت‌های مختلفی می‌تواند انجام گیرد كه عمده آنها عبارتند از.

اختلاط سیار، مخلوط كننده چرخشی، اختلاط با گریدر، اختلاط با دستگاه‌های بازیافتی، این روش، اغلب به منظور تقویت و تثبیت روسازی موجود و استفاده از مصالح آن در محل انجام می‌شود. روش دیگر تولید آسفالت سرد، اختلاط در كارخانه آسفالت است.

در انتخاب نوع روش مناسب تولید مخلوط آسفالت سرد، عواملی متعددی باید مد نظر قرار گیرد.

محل و موقعیت پروژه
وسعت و اندازه پروژه
امكان كنترل ترافیك و یا مسدود كردن راه
دسترسی به مصالح سنگی مناسب در صورت لزوم، به منظور بهبود مشخصات مخلوط آسفالت سرد
نوع و ضخامت روسازی
شرایط آب و هوایی منطقه
انتخاب روش اجرای سریعتر

اجرای مخلوط آسفالت سرد در محل

مصالح سنگی آسفالت سرد مخلوط در محل معمولاً مصالح موجود در سطح راه یا مصالحی است، كه به محل مصرف حمل و به مقدار لازم در سطح آماده شده راه، ریسه یا كپه می‌شود. ابعاد ریسه یا فاصله كپه‌های مصالح سنگی باید به گونه‌ای باشد كه بتوان مقدار قیر (امولسیون یا محلول) كه روی آن پخش می‌شود، تعیین نمود. همچنین بتوان ضخامت مورد نیاز را در طول راه پس از اختلاط با قیر و پخش آسفالت سرد مخلوط در محل بدست آورد.

محدودیت‌های اجرای مخلوط‌های آسفالت سرد

اجرای قشرهای متوالی آسفالت مشروط به آن است كه لایه زیرین عمل آمده و مواد فرار آن متصاعد و تبخیر شده باشد. برای سریعتر عمل آمدن مخلوط‌های آسفالت سرد به جای اجرای یك لایه ضخیم، در چندین لایه نازك اجرا شود.

پخش قیر روی مصالح و عملیات اختلاط در آسفالت مخلوط در محل در دمای محیط حداقل ۱۰ درجه سانتیگراد در سایه انجام شود.

مقدار آب برای مخلوط كردن باید به اندازه‌ای باشد، كه فقط قیر (قیر امولسیون) به طور یكنواخت در مخلوط پراكنده و كارآیی مناسب را تامین نماید. مصرف بیش از اندازه آب ممكن است باعث تاخیر عمل آمدن و عملیات غلتك زنی شود.

زمان مخلوط كردن در مورد مخلوط‌های آسفالت با قیر امولسیون باید به اندازه‌ای باشد كه فقط قیر امولسیون به طور یكنواخت در مخلوط پراكنده شود. مخلوط كردن زیاد ممكن است موجب لخت شدگی مصالح سنگی از قیر امولسیون شود.

نباید سطوح مخلوط‌های آسفالت سرد را خیلی زود آب‌بندی كرد. زیرا آب محبوس شده ممكن است مشكلاتی را ایجاد كند.

در صورتی كه در اثر آمد و شد، شن زدگی سطح راه اتفاق بیفتد، باید برای جلوگیری از خسارت بیشتر رویه هر چه زودتر مصالح كنده شده از سطح راه پاك شود. اگر میزان شن‌زدگی در حال افزایش است، برای احیای سطح می‌توان پوشش نازكی از قیر امولسیون رقیق شده دیرشكن با نسبت ۱۵ درصد قیر امولسیون و ۸۵ درصد آب استفاده نمود.