آسفالت ماستیکی سنگدانهای
آسـفالت ماسـتیکی سـنگدانهای جزو خانواده آسفالتهای داغ و روکشی باربر است که از خصوصیات مقاومتی مناسبی برخـوردار اسـت. آسفالتهای ماستیکی سنگدانهای SMA، آسفالتی با استخوان بندی درشت دانه، شامل سـنگدانه، قیـر، فیلـر و الیـاف اسـت. ایـن ترکیب روسازی دارای درصد درشتدانه بالا و فضایهای خالی کمتر و قیر بیشتری نسبت به آسـفالت سنتی است. این فرم ویژه آسفالت با سابقه ۵۰ ساله در اروپا تحت چنـد ویژگـی سـاختاری منـتج بـه خواص قابل توجهای میشود.
ویژگیهای ساختاری آسفالتهای ماستیکی سنگدانهای
- تماس سنگدانه به سنگدانه و قفل و بست دانههای سنگی در نتیجه ایجـاد یـک سـاختار یکپارچه سنگی
- استفاده بیشتر از مصالح سنگی درشتدانه با کیفیت مرغوب
- استفاده از قیر بیشتر
- کاهش درصد فضای خالی و افزایش فیلر
- استفاده از نگهدارنده سلولزی، جهت جلوگیری از ریزش قیر، روزدگی و کاهش فضای خالی مخلوط
بافت سطحی زبر و عمق زیاد بافت رویه این فرایند تولید آسفالت، با استخوان بندی سنگدانهای، میان تهی و اتصال سنگدانه بر سـنگدانه اسـت. ماستیک این آسفالت به وسیله قیر، فیلر و الیاف تامین میشود و فضای خالی نیز به وسیله ملات غنـی پر شده و نهایتاً، مخلوط آسفالتی دارای فضای خالی اندکی خواهد بود. آسفالت ماسـتیکی سـنگدانهای به علت مصرف درصد بالاتری از قیر و سهم بالای درشت دانه به یـک نگهدارنـده در مخلـوط نیازمنـد است. الیاف عامـل تثبیـت قیـر و پخـش همگـن مخلـوط و همچنـین جلـوگیری از ریـزش قیـر و در مخلوطهای آسفالتهای ماستیکی سنگدانهای است. الیاف مستقیماً به میکسر اضافه شده و پـس از حل شدن پوشش روی فیبرها در دمای اختلاط، یک شبکه در هـم پیچیـده را تشـکیل مـیدهنـد کـه عامل جلوگیری از خروج قیر است. در ادامه الیاف، با افزایش ضخامت فیلم قیر بر روی سنگدانههـا، موجب تاخیر در پیرشدگی و خستگی آسفالت میشود.
مشخصات مخلوط آسفالتی
در آسفالت ماستیکی سنگدانهای، درصد بالای درشت دانه و ایجاد بافت یکپارچه سنگی حـائز اهمیـت است که به واسطه کاهش میان دانه و بوجود آمـدن یـک گـپ در منحنـی دانـه بنـدی مخلـوط، عمـلاً ترکیبی میان تهی حاصل خواهد شد. لذا به این وسیله درگیری سنگدانه بـه سـنگدانه و ایجـاد بافـت یکپارچه سنگی تامین میشود.
هزینه تولید آسفالت ماستیک سنگدانهای در کارخانه به طور قابل توجهای متاثر از طرح اختلاط و انتخاب گرید دانهبندی است. تجربـه نشـان مـیدهـد که در ایـران تغییـر اقلـیم، تـاثیر متعاقبی در طرح اختلاط آسفالت ماستیکی سنگدانهای دارد. لذا با تغییر درصد قیر مصرفی در مخلـوط در طرحهای اختلاط متفاوت این رابطه اصلاح میشود.
بارزترین سود حاصله از کاربرد آسفالت ماستیکی سنگدانهای (SMA) عمر و استحکام بالای ایـن روکش است. در آسفالت SMA با توجه به نتابج مناسب در آزمایشهای کشش غیر مستقیم و به دلیـل مقاومت بالای کششی و استحکام بالا در برابر تركهای انعکاسی و لغزشی، میزان شیار شدگی و تـرکهای سطحی به کمترین مقدار میرسد. لذا در مدت سرویس دهی راه، دفعات مرمت کاهش پیدا کـرده و هزینه کمتری متوجه سیستم کنترل و نگهداری میشود. به علت درصد فضای خالی پـایین خطوط و توصیه به استفاده از لایه زیـرین جـاذب تـنش (SAMI) آسـفالت ماسـتیکی سـنگدانهای از عملکرد مناسبتری نسبت به بتن آسفالتی در سیکل یخبندان دارد.
در آسفالت SMA بـه علـت بافـت سـنگدانهای رویه و عمق آن در نتیجه عدم رفلکس نور به مثابه بازخورد با آب مانده روی سطح، افزایش حوزه دیـد رانندگان تامین میشود. بیشتر، ماندگاری و وضوح خطوط و نشانههای ترافیکی سطح با توجه به نفـوذ ناپذیر بودن SMA و زهکش نشدن رنگهای ترافیکی به تسهیل هدایت ترافیکی کمک کرده کـه خـود در کاهش احتمال تصادفات ناشی از انحراف موثر است.
کاهش سرعت محتمل به واسطه خرابیهای رویه راه، قطع جریان به سبب مسدود شـدن راه جهـت عملیات ترمیم و مرمت از دیگر مواردی است که قابلیت کمیتپذیری داشته و در عنـوان هزینـه زمـان تاخیر قابل تعریف است. طبیعی است که آسفالت با کیفیت و دوام بالاتر به عملیات نگهـداری کمتـری نیاز داشته و فاصله زمانی بین مرمتها بیشتر است. بنابراین آنچه از تفریـق زمـان تـاخیر در روسـازی SMA به روسازی سنتی به دست میآید به واقع نفـع حاصـله از اجـرایSMA در بحـث کـاهش زمـان تاخیر کاربران خواهد بود.
آسفالت SMA به واسطه میزان قیر بیشتر، عدم هماهنگی سیسـتم تولیـد کارخانـه بـا تغییـر احجـام سنگدانهها و هزینههای ارزی الیاف، در هزینه اولیه تولید گرانتر مینمایاند. این مقدار افزایش هزینـه تولید در حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد برآورد میشود. که در صورت نیل به تولید داخلـی الیـاف ایـن درصـد افزایش هزینه به طور قابل ملاحظهای تقلیل مییابد. در پروسه اجرا تحمیل هزینه معناداری به سبب اجرای آسفالت SMA ایجاد نمیشود.
در صورت بررسی تمامی جوانـب طراحـی بـه ویـژه آزمایشات خستگی و توان اجرایی موجود، اجرای آسفالت SMA با کاهش ضخامت امری قابـل بررسـی است. لذا در هزینه اولیه تولید و اجرا با آسفالت معمولی برابری خواهد داشت. در نگاه بلند مـدت نیـز، در آسفالت SMA هزینه سرشکن شده بر روی سالهای بهرهبرداری نسبت به تیپهای دیگر آسـفالت به طور قابل ملاحظهای کمتر است. حتی اگر نتوان قائل به کـاهش ضـخامت در آسـفالت SMA بـود، افزایش عمر و کیفیت این آسفالت، استفاده از این روکش مقاوم را با در نظر گیـری مهندسـی ارزش بـا توجه به افزایش سرویسدهی روسازی و استحکام و دوام بالا توجیه مینماید.
