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 کارشناسان با تجربه کشور تهیه شده است. آسفالتهای سرد به مخلوطی از مصالح سنگی با قیر(قیر محلول، امولسیون یا کف قیر)گفته میشود که عمل اختلاط قیر و مصالح در درجه حرارت محیط انجام و در همین دما پخش و متراکم میشود. سنگدانهها در زمان اختلاط با قیر امولسیون میتوانند مرطوب باشند اما در مورد کار با قیرهای محلول، میبایست در دمای محیط یا تحت اثر حرارت خشک شده باشند.
مسائل زیست محیطی و کاهش مصرف سوخت از جمله مهمترین عواملی هستند که باعث تولید مخلوطهای آسفالتی سرد در کشورهای پیشرفته در صنعت راه شدهاند. در واقع این نوع مخلوطهای آسفالتی با درجه حرارت پایین تولید و اجرای به مراتب کمتر از مخلوط های آسفالتی متداول، سبب صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش تولید دیاکسیدکربن 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 که عمل اختلاط قیر و مصالح در درجه حرارت محیط انجام و در همین دما پخش و متراکم میشود.
طبقهبندی آسفالت سرد
آسفالتهای سرد را میتوان بر حسب عوامل زیر طبقهبندی کرد.
- 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 کارخانهای و آسفالت سرد مخلوط در محل تقسیم کرد.
- آسفالت سرد کارخانهای
- آسفالت سرد مخلوط در محل(رودمیکس)
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، ترافیک و شرایط جوی – اقلیمی منطقه صورت میپذیرد.
کاربرد آسفالت سرد در ساخت راهها
آسفالت سرد در کلیه لایههای روسازی کاربرد دارد، مشروط بر آن که تمام ضوابط و معیارهای طراحی و محدودیتهای ترافیکی مسیر برای آن رعایت شود. این نوع آسفالت در قشرهای رویه، آستر و اساس قیری برای ترافیک سبک و متوسط و در قشر اساس قیری برای ترافیک سنگین و خیلی سنگین میتواند مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از آسفالت سرد در لایه رویه در شرایط ترافیک سبک و متوسط صورت میگیرد و اجرای آن برای شرایط ترافیک سنگین، بعنوان لایه اساس امکانپذیر است. در صورت تبدیل وضعیت ترافیک از حالت سبک و متوسط به سنگین برای مسیری که از این نوع آسفالت بعنوان لایه رویه در آن استفاده شده است، میبایست از آسفالت گرم بعنوان روکش برای جلوگیری از بروز خرابی استفاده نمود.
کاربرد آسفالت سرد در ترمیم و نگهداری راهها
لکهگیری خرابیهای روسازی یکی از مهمترین عملیات نگهداری راهها است. بطور کلی، استفاده از مخلوط آسفالتی گرم با کیفیت بالا، اگرچه هزینه بیشتری در بردارد، اما مناسبتر است. اما از آنجایی که در بسیاری مناطق، امکان تولید و اجرای آسفالت گرم در سرتاسر سال وجود ندارد، عملیات لکهگیری را میتوان با استفاده از مخلوطهای سرد دپو شده انجام داد.
بطور کلی آسفالتهای سرد در تعمیرات موضعی نظیر لکهگیریها، پرکردن چالهها، پرکردن ترکها و … به کار گرفته میشوند. بطورکلی دو نوع مخلوط آسفالت سرد برای عملیات لکهگیری و تعمیرات روسازی مورد استفاده قرار میگیرد. که 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 زهکشی آب در جسم مخلوط ایجاد نموده و برای کاربرد در لایه اساس و رویه، عملکرد مناسبی دارند. در راههای با ترافیک سنگین که نیاز به مخلوطی با کیفیت بالا است. این مخلوطها بدلیل استفاده از تجهیزات نسبتا ساده و نرخ تولید بالایی که دارند، اقتصادی است. در برخی از موارد، عملکرد دراز مدت مخلوطهای آسفالت سرد با دانهبندی باز، با مخلوطهای آسفالت گرم قابل مقایسه بوده است.این مخلوطها، دارای مقاومت خوبی در برابر ترک خوردگی انعکاسی، خستگی، شیارشدگی و جمع شدگی هستند.
قیرهای محلول
قیرهای محلول یا قیرهای پس برگشته، از حل کردن قیرهای خالص در حلالها و یا روغنهای نفتی به دست میآید. نوع و کیفیت قیرهای محلول به کیفیت 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 کارخانهای 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 سردکارخانهای 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، امکان کنترل و هدایت ترافیک، عمر طراحی و مدت زمان انبار کردن آسفالت قبل از مصرف (فوری، کوتاه مدت و یا میان مدت)، انتخاب میشود.
خصوصیات قیر
معمولاً بیشترین خاصیت چسبندگی در مخلوطهای آسفالت سرد تابع نوع قیر خالصی است که قیرهای محلول یا امولسیونی با آن تهیه میشود. برای تأمین چسبندگی بیشتر از غلیظترین قیری که با توجه به شرایط ساخت و اجرا میتواند کارایی لازم را ایجاد کند، انتخاب میشود.
در مورد قیرهای امولسیون، نتیجه مطلوب در هر ترکیب امولسیون – مصالح سنگی به مقدار قابل ملاحظهای به بارهای الکتریکی سطح ذرات قیر و مصالح سنگی بستگی دارد. قیرهای امولسیون انتخاب شده باید با مصالح سنگی از نظر کانیهای تشکیل دهنده سنگدانهها سازگاری داشته باشند. اگر بارهای الکتریکی همنام باشند، در این صورت احتمال ایجاد چسبندگی خوب کاهش مییابد و بالعکس اگر بارهای الکتریکی غیر همنام باشند، احتمال ایجاد چسبندگی خوب افزایش خواهد یافت. لذا بار الکتریکی غالب در سطح دانههای مصالح سنگی تا حدود زیادی برای انتخاب نوع قیر امولسیون آنیونیک یا کاتیونیک میتواند تعیین کننده باشد.
طرح سازهای مخلوط آسفالتی سرد
مصالح سنگی بکارگرفته شده در مرحله تولید آسفالت سرد امولسیونی، مرطوب و سرد است، اما پس از اجرا به تدریج از میزان رطوبت کاسته شده و بر مقاومت مخلوط اضافه میشود. لذا مخلوط سرد تازه اجرا شده دارای عدد سازهای کمتری در آغاز دوره اجرا خواهد بود. دوره حصول کامل مقاومت ممکن است ۱ الی ۲ سال به طول بیانجامد.
روشهای تولید و اجرای آسفالت سرد
تولید مخلوطهای آسفالت سرد، به دو روش کلی اختلاط در محل و کارخانه انجام میشود. در روش اختلاط آسفالت مخلوط در محل، اختلاط قیر و مصالح در محل به صورتهای مختلفی میتواند انجام گیرد که عمده آنها عبارتند از.
اختلاط سیار، مخلوط کننده 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 کارخانه 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
- امکان کنترل ترافیک و یا مسدود کردن 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، که به محل مصرف حمل و به مقدار لازم در سطح آماده شده راه، ریسه یا کپه میشود. ابعاد ریسه یا فاصله کپههای مصالح سنگی باید به گونهای باشد که بتوان مقدار قیر (امولسیون یا محلول) که 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 که لایه زیرین عمل آمده و مواد فرار آن متصاعد و تبخیر شده باشد. برای سریعتر عمل آمدن مخلوطهای آسفالت سرد به جای اجرای یک لایه ضخیم، در چندین لایه نازک 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 کردن باید به اندازهای باشد، که فقط قیر (قیر امولسیون) به طور یکنواخت در مخلوط پراکنده و کارآیی مناسب را تامین نماید. مصرف بیش از اندازه آب ممکن است باعث تاخیر عمل آمدن و عملیات غلتک زنی شود.
زمان مخلوط کردن در مورد مخلوطهای آسفالت با قیر امولسیون باید به اندازهای باشد که فقط قیر امولسیون به طور یکنواخت در مخلوط پراکنده شود. مخلوط کردن زیاد ممکن است موجب لخت شدگی مصالح سنگی از قیر امولسیون شود.
نباید سطوح مخلوطهای آسفالت سرد را خیلی زود آببندی کرد. زیرا آب محبوس شده ممکن است مشکلاتی را ایجاد کند.
در صورتی که در اثر آمد و شد، شن زدگی سطح راه اتفاق بیفتد، باید برای جلوگیری از خسارت بیشتر رویه هر چه زودتر مصالح کنده شده از سطح راه پاک شود. اگر میزان شنزدگی در حال افزایش است، برای احیای سطح میتوان پوشش نازکی از قیر امولسیون رقیق شده دیرشکن با نسبت ۱۵ درصد قیر امولسیون و ۸۵ درصد آب استفاده نمود.
فهرست مطالب نشریه شماره ۳۶۲
معرفی انواع آسفالت سرد و کاربرد آنها
- طبقهبندی آسفالت سرد از لحاظ روش تهیه و اجرا
- طبقهبندی آسفالت سرد از لحاظ دانهبندی مصالح
- دامنه کاربرد آسفالت سرد
مشخصات مواد و مصالح سنگی
- مشخصات مواد و مصالح سنگی
- مواد قیری
- انتخاب قیر
- انتخاب دانهبندی کارگاهی
طرح اختلاط آسفالت سرد
- استفاده از فرمولهای تجربی
- طرح اختلاط آزمایشگاهی
طرح روسازی آسفالت سرد
- ضریب هم ارزی آسفالت سرد
- ضریب سازهای آسفالت سرد
- ارتباط بین ضریب سازهای و خصوصیات سازهای
روشهای اجرا و نگهداری آسفالت سرد
- تولید آسفالت سرد بصورت کارخانهای (کارخانه ثابت)
- ساخت آسفالتهای سرد مخلوط در محل
- ماشینآلات پخش و تراکم آسفالت سرد
- کنترل سطح آسفالت
- نگهداری آسفالت سرد اجرا شده