روسازی راه
آزمایش DCP
DCP وسیلهای است که برای اندازه گیری سریع مقاومت و مدول الاستیسیته لایههای مختلف روسازی و بستر طراحی شده است. آزمایش مذکور بسیار ساده، اقتصادی و سریع بوده که از این لحاظ بر بسیاری از آزمایشهای رایج در این زمینه، ارجحیت پیدا مییابد.
DCP یا نفوذسنج دینامیکی مخروطی، از یک چکش تشکیل یافته که از فاصله ۵۷۵ میلیمتری بر یک کفشک متصل به میله فرورونده سقوط میکند، یک 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 چکش در برابر نفوذ هسته برای هر آزمایش ثبت میشود تا نرخ نفوذ PR محاسبه شود. انجام این آزمایش نیاز به سه نفر دارد، یکی برای نگه داشتن میله، یکی برای بلند کردن و انداختن چکش 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 حداکثر عمق ۱۵۰۰ میلیمتر قابل انجام است. نفوذسنج دینامیکی مخروطی (DCP) از یک میله فولادی به قطر حداکثر ۲۰ میلیمتر که در انتهای آن یک مخروط فولادی با زاویه نفوذ ۶۰ درجه قرار دارد، تشکیل میشود. این مخروط با رها کردن یک چکش به وزن ۸ یا ۴/۶ کیلوگرم از ارتفاع ۵۷۵ میلیمتری، به درون لایههای روسازی مورد آزمایش فرو میرود.
موارد استفاده
موارد کاربرد آزمایش DCP در بندهای زیر خلاصه شده است،
تشخیص نقاط ضعیف لایههای متراکم شده
بسیاری مطالعات با هدف یافتن روابط مستدل بین نرخ نفوذ DCP و چگالی تراکم در محل با شکست روبه رو شدهاند. بیشتر نتایج مربوط به مصالح چسبنده و سنگدانه تغییرات زیادی را نشان دادهاند که امکان برقراری یک رابطه تجربی را ناممکن میساخت، با این وجود مقاطع خوب متراکم شده، مقادیر PR بسیار یکنواختی را از خود نشان میدهند، بنابراین استفاده از DCP برای معین نمودن نقاط ضعف در مصالح فرض شده با تراکم یکنواخت پیشنهاد میشود.
تشخیص لایهها در سازههای روسازی
DCP یک وسیله مؤثر برای ارزیابی لایههای اساس، زیراساس و بستر روسازی است. تشخیص نرخ نفوذ در برابر عمق به مهندسان این امکان را میدهد تا لایههای متفاوت روسازی را با عمق آنالیز کنند.
تعیین میزان تأثیر تثبیت کردن 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 کاهش مییابد و میتوان از آن برای نشان دادن تأثیر تثبیت در برابر زمان استفاده نمود.
استفاده به عنوان ابزار آزمایش قابل قبول کردن کیفیت (QA)
DCP یک وسیله کارا برای آزمایش کیفیت بر پایه خصوصیات اجرایی است. این وسیله هم اکنون جای خود را در اکثر ادارات حمل و نقل دنیا یافته است. به طور مثال نرخ نفوذ DCP مساوی یا کمتر از ۳ اینچ در هر ضربه تراکم قابل قبولی را براساس استاندارد زهکشی زیرسطحی در ایالت مینسوتا آمریکا 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 یکنواخت قابل مدیریت تقسیم بندی نمود. حداقل طول یک مقطع بایستی ۱۰۰ متر باشد و طول ۱۰۰۰ متر مطلوب است. برای راههای طولانی با شرایط یکنواخت، طول ۱۰۰۰۰ متر نیز قابل قبول است. ساخت مقاطع یکنواخت با طول کمتر از ۵۰۰ متر غیرحرفهای است. در برخی نقاط جدا کننده، ممکن است،، مقدار DCP کمی مشاهده شود که بایستی این نقاط بهبود یابد.
روش کالیبراسیون
دستگاه نفوذ دینامیکی مخروطی DCP به دلیل مکانیزم ساده و کار به صورت دستی نیاز به کالیبراسیون ندارد. آنچه میبایست به آن توجه شود نحوه صحیح مونتاژ دستگاه و محکم کردن قسمتهای مختلف آن توسط اتصالات خاص آن است. زیرا هر گونه عدم اتصال درست قطعات علاوه بر کاستن از عمر دستگاه باعث پایین آمدن دقت در قرائتها و ضربات ایجاد شده میشود. در واقع آنچه تضمین کننده صحت نتایج در دستگاه DCP است، نحوه صحیح انجام آزمایش است که 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. چکش را تا جای ممکن بالا آورده و سپس رها کنید، دقت شود که آن را به سمت پایین شتاب نداده و فقط آن را رها کنید. 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 ممکن 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 متراکم و یا لایههای متشکل از تکه سنگهای سخت نفوذ کند.
تحلیل و تفسیر نتایج بدست آمده
برای روسازی یک راه اغلب نیاز است، تا حد امکان در مورد ضخامت لایهها و شرایط سازهای آنها اطلاعات کسب شود. زمانی که یک راه شروع به اضمحلال سازه ای زودرس میکند، در واقع مشکلات ذاتی سازهای در ساختار آن وجود داشته که دانستن این موضوع حیاتی به نظر میرسد. سریعترین و آسانترین راه برای تشخیص ضخامت و وضعیت روسازی، بررسی نحوه طراحی، که 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 که از زمان ساخت تاکنون برای لایههای روسازی رخ داده و همچنین وضعیت فعلی، نمیدهند. بنابراین ضروری به نظر میرسد تا با کمک ابزارها و روشهایی، وضعیت حال حاضر روسازی مورد بازرسی و کنکاش قرار گیرد.
این مهم ممکن است با روشهای مخرب مانند مغزه گیری و روشهای آزمایشگاهی صورت گیرد و یا به کمک روشهای غیرمخرب در محل انجام شود. حفر سوراخ و مغزهگیری نه تنها به راه صدمه میزد و وقت گیر و پرهزینه است بلکه به دلیل دست خورده شدن نمونهها ممکن است چندان دقیق نباشند.
یک نوع از روشهای آزمایش غیرمخرب که مفصلاً به معرفی آن پرداخته شده است، به نام نفوذسنج مخروطی دینامیکی (DCP) عملکرد 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 کارآمد 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 کنترل کیفیت
دستگاه DCP دستی به عنوان ابزاری مفید برای کنترل کیفیت اجرایی لایههای بستر، زیراساس و اساس در پروژههای راهسازی میتواند تلقی شود. این دستگاه با توجه به سادگی، عدم نیاز به کاربر آموزش دیده و تعمیر و نگهداری آسان، کارایی بالایی در بین پیمانکاران و ناظرین راهسازی برای این منظور خواهد داشت. در این کار لازم است الگویی برای میزان نفوذ در ضربات معین برای پذیرش تراکم و دانهبندی لایههای غیرچسبنده خاکی، تدوین و در پروژه ابلاغ شود.
| DCP | |
|---|---|
| مزایا | معایب |
| سرعت بالا در استفاده از این ابزار
انعطاف پذیری و سهولت استفاده از این ابزار در مناطق با دسترسی دشوار اقتصادی بودن این ابزار از نظر ساخت اولیه و همچنین کاربرد آن پیوسته بودن نتایج آن و امکان شناسایی لایههای ضعیف با ضخامت کم عدم نیاز به حفر گمانه جهت انجام آزمایش در حالت کلی کاهش نیروی انسانی و عدم نیاز به افراد با تخصص بالا عدم نیاز به تجهیزات وابسته و کمکی عدم نیاز به نرم افزارهای تحلیلگر پشتیبان قابلیت تکرار پذیری بالا |
مخرب بودن آزمایش
عدم توانایی در نفوذ در مصالح سنگدانهای درشت دانه عدم توانایی در نفوذ در مصالح تثبیت شده با درصد الایی از سیمان عدم توانایی در نفوذ در مصالح در لایههای بسیار متراکم شده عدم توانایی در نفوذ در مصالح لایههای ضخیم با وجود اینکه دستگاه DCP قادر است در لایههای آسفالتی نازک مانند پوشش سطحی رویه نفوذ کند، ولی دادههای نفوذ به دست آمده نمیتوانند در محاسبه مقاومت این لایهها استفاده شده و ضریب مقاومت باید تخمین شده شده و به صورت دستی در محاسبات وارد شود. در صورت وجود مصالح یا اجسام سخت در لایههای روسازی، نوک مخروطی دستگاه هنگام برخورد با آنها به شدت آسیب پذیر خواهد بود. دستگاه DCP قابلیت نفوذ در لایههای ضخیم آسفالتی رویه را نداشته و این لایهها باید با کمک گمانه زنی و حفر سوراخ برداشته شوند. |