اجرا و نگهداری آسفالت مختلخل
اگر چه در حالت کلی ساخت مخلوطهای با دانهبندی باز (متخلخل) از همان تکنیکهای متداول برای ساخت مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی متراکم و با همان تجهیزات بهره میبرد، اما برخی ملاحظات در مراحل انجام کار باید در نظر گرفته شوند. با توجه به اینکه، معمولاً ساخت مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز با قیرهای اصلاح شده و معمولاً اجرای آن در ضخامتهای کمتر از ضخامت مورد استفاده برای آسفالتهای با دانهبندی متراکم، اجرا میشود لذا باید توجه خاصی به عملیات اجرا و دمای تراکم این نوع مخلوط شود. لایههای با ضخامت کمتر، سریعتر سرد میشوند و زمان کمتری برای عملیات تراکم در اختیار میگذارند. وقتی ضخامت اجرایی افزایش پیدا میکند پتانسیل نفوذپذیری کاهش مینماید.
تراکم مصالح
غلتکهای چرخ فلزی استاتیکی متداولترین ابزار برای تراکم مخلوطهای آسفالتی متخلخل یا مخلوطهای با دانهبندی باز هستند. باید از استفاده از غلتکهای سنگینتر برای تراکم مخلوطهای آسفالتی متخلخل (با دانهبندی باز) اجتناب شود و دلیل این امر این است که انجام آن منجر به شکستگی بیش از حد مصالح میشود. همچنین میبایست استفاده از غلتکهای چرخ لاستیکی پنوماتیکی به دلیل اینکه با خاصیت ورزدهی باعث بسته شدن منافذ سطحی میشوند و از قابلیت زهکشی مخلوط میکاهند، اجتناب شود. به دلیل خصوصیت مربوط به سردشدگی سریع مخلوط آسفالتی متخلخل، محققان بر آن شدند تا حداکثر فاصله بین غلتک و فینیشر را ۱۵ متر در نظر بگیرند.
عوامل مؤثر بر کاهش دوام و عملکرد آسفالت متخلخل
عملکرد مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز شامل دو بخش دوام و وظیفهای است. دوام این مخلوطها به طور مستقیم وابسته به میزان مصالح جدا شده بوده و جداشدن مصالح نیز تحت تأثیر قیر مخلوط است. بنابراین دوام مخلوط به حساسیت نسبت به رطوبت و پتانسیل پیرشدگی مرتبط است. عملکرد وظیفهای مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز نیز شامل نفوذپذیری و کاهش صوت است.
دوام
مهمترین عامل در کاهش دوام مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز، شنزدگی یا از دست دادن دانهها است. شنزدگی را مهمترین عمل خرابی
مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز دانستند. تنها دو آژانس، ترک و چاله را به عنوان عامل اصلی خرابی معرفی نمودند. مهمترین عوامل رخ دادن شنزدگی، شنزدگی قیر (اکسید شدن و سخت شدن قیر) و نرم شدگی قیر (در اثر ریختن نفت و سوخت وسایل نقلیه روی سطح آسفالت) و تراکم نامناسب یا ناکافی است.
عمر قیر
یکی از مهمترین وجه در مخلوط آسفالتی روسازی، اکسید شدن قیر است و منجر به شکنندگی و تغییرشکل ناپذیری مخلوط آسفالتی میشود. بنابراین، خرابیهای ناشی از عمر زیاد به دلیل سختشدگی در اثر اکسید شدن به صورت شنزدگی یا ترکخوردگی ظاهر میشود. سختشدگی قیر به عوامل نرخ برشی در محدوده ویسکوز پایین و تابع روانی الاستیک و خصوصیات ویسکوز قیر، مرتبط است.
خصوصیات وظیفهای
میزان درصد فضای خالی زیاد در مخلوطهای آسفالتی متخلخل، مناسب با خصوصیات وظیفهای اصلی و فوائد اصلی این مخلوطها است. این مسئله حیاتی است که آسفالت متخلخل به گونهای طراحی و نگهداری شود که از پرشدگی سوراخ جلوگیری شده و خواص آن در طول دوره عمر خدمت حفظ شود. یکی از مهمترین وظایف مخلوطهای آسفالتی با متخلخل، کاهش صوت است.
نفوذپذیری و ظرفیت کاهش صوت
کاهش نفوذپذیری در اثر پرشدگی تنها بر ظرفیت زهکشی مخلوط (شامل تأثیر بر لغزندگی، ترشح و پاشیدن آب) تأثیر ندارد، بلکه نفوذپذیری بر توانایی کاهش صوت در مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز نیز مؤثر است. بنابراین هر تلاش برای کاهش یا کنترل پرشدگی بر بهبود عملکرد وظیفهای این مخلوطها مؤثر بوده در نتیجه، طراحی مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز و آسفالت متخلخل در ایالات متحده و اروپا در طی سالهای اخیر تغییر نموده است.
بررسی روشهای نگهداری زمستانی و کلی آسفالت متخلخل
با توجه به ساختار مخلوط آسفالتی متخلخل، نگهداری آن در افزایش عمر خدمتدهی آن بسیار مؤثر است. نگهداری در روسازیهای آسفالت متخلخل شامل نگهداریهای دورهای، فصلی، پیشگیرانه، اصلاحی و نوسازی هستند.
نگهداری دورهای
پرشدگی، یکی از مهمترین عیبهای مخلوطهای آسفالتی متخلخل است که منجر به کاهش انجام وظایف عملکردی آسفالت متخلخل میشود. در صورتی که این روسازیها با مواد زائد پر شوند وظایف مربوط به آسفالت متخلخل را نمیتوانند انجام دهند. به همین جهت بایستی با تمیز کردن این روسازیها عمر وظیفهای این روسازیها را افزایش داد. دو روش برای حل مشکل پر شدن منافذ آسفالت متخلخل وجود دارد.
- اجتناب از پرشدگی
- برداشتن (پاک کردن) مواد پرکننده.
برای بازنگهداشتن منافذ میتوان با دستگاههای مخصوص مکش و جاروکشی همراه با فشار آب، اقدام به شستشوی سطح آسفالت متخلخل نمود. پاک سازی دورهای تا زمانی که نفوذپذیری در حد قابل قبولی است میتواند اثرات مثبتی در دوام نفوذپذیری در آسفالت متخلخل داشته باشد.
نگهداری زمستانی
نگهداری مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز با توجه به ساختار آن در فصل زمستان از حساسیت زیادی برخوردار است. در مابقی فصول سال حساسیت بسیار کمتری وجود دارد. بنابراین در این قسمت، نگهداری زمستانی به عنوان نگهداری فصلی این روسازیها مورد توجه قرار گرفته است. تکنیکهای ضدیخ، به تمامی عملیات لازم برای جلوگیری از شکلگیری و توسعه یخ و برف روی روسازی گفته میشود که معمولاً با پخش عوامل شیمیایی از چسبیدن یخ یا برف بر روی سطح جاده جلوگیری میشود.
یک برنامه نگهداری زمستانی در صورتی موفق است که خواص مسیر و ترافیک مورد انتظار را لحاظ نماید. و یک برنامه ضدیخ صحیح، شامل تصمیمهای سریع و مناسبی است که سبب نگهداشتن شرایط روسازی در سطح قابل قبول میشود. اعمال نگهداری باید قبل یا زمان شروع باریدن برف آغاز شوند.
نگهداری زمستانی به عنوان یکی از مشکلات روسازیهای آسفالت متخلخل نسبت به روسازیهای معمول قلمداد میشود. بخاطر اینکه اینگونه روسازیها سریعتر سرد میشوند و تمایل بیشتری به یخزدگی از خود نشان میدهند نیاز به توجه بیشتری در عملیات نگهداری زمستانی دارند که طی آن باید از تعداد دفعات بیشتر با زمان بالاتر از مایعهای ضدیخ استفاده شود.
ملاحظات عملیات نگهداری زمستانی برای آسفالت متخلخل
نگهداری زمستانی آسفالت متخلخل نسبت به آسفالت معمولی متفاوت است. این مسئله به خاطر رفتار حرارتی متفاوت آسفالت متخلخل است. همچنین در این نوع آسفالت نگهداشتن نمک لازم میان سطحح روسازی و تایر کار دشواری است. در آسفالت متخلخل یخ زدگی زودتر از آسفالت معمولی اتفاق میافتد.
بخاطر اینکه آسفالتهای متخلخل دارای درصد فضای خالی بالایی هستند لذا نرخ جریان گرما در این نوع مصالح کاهش مییابد. لذا درجه هدایت گرمایی و ظرفیت گرمایی آن پایینتر از آسفالتهای معمولی است. نتیجه آنکه سطح روسازیهای آسفالت متخلخل دارای درجه حرارت ۱ تا ۲ درجه پایینتر نسبت به آسفالتهای معمولی هستند که سبب شکلگیری یخزدگی در زمانی زودتر و در تعداد دفعات بیشتری میشود و بنابراین میتوان دوره عملیات نگهداری بیشتری را انتظار داشت.
انجام عملیات ضدیخ برای روسازیهای آسفالت متخلخل ظریفتر و پرهزینهتر است. روسازی آسفالت متخلخل باعث میشود که آب حاصل از برف و یخ ذوب شده سزیعتر زهکشی شود اما همزمان سبب میشود که محلول نمک همراه آب زهکش شود لذا عملیات یخزدایی باید سریعتر و در تعداد دفعات بیشتری انجام شود و بنابراین سبب بالاتر رفتن هزینه عملیات نگهداری میشود.
علاوه بر ملاحظات اقتصادی استفاده بیش از حد از محلول نمک برای این روسازیها سبب ایجاد یکسری مشکلات محیطی میشود. همچنین چنانچه روسازی آسفالت متخلخل در ترکیب با یک روسازی بتن مسلح بکار گرفته شود سبب آسیبرسانی به روسازی بتن مسلح میشود. یکی دیگر از مشکلات جدی که در اثر استفاده از محلولهای ضدیخ برای روسازیهای آسفالت متخلخل پیش میآید آن است که یخ تازه سبب پرشدن سوراخهای روسازی میشود که در اثر عبور ترافیک متراکم شده و شبیه یک لایه یخی در درون روسازی عمل میکند که برداشتن آنها حتی در شرایطی که هوا ملایم میشود بسیار سخت است.
راهکاری ویژه برای عملیات نگهداری زمستانی آسفالت متخلخل
لازم است عملیات نگهداری زمستانی ویژهای در ارتباط با روسازیهایی با آسفالت متخلخل صورت گیرد برای مثال علاوه بر نگهداری معمول برای نگهداری زمستانی، میتوان از سنسورهای تعیین شرایط روسازی، تجهیزات هواشناسی، سختافزارها و نرمافزارهای پیمایش استفاده نمود. همچنین باید برای فرآیندهای تصمیم گیری در عملیات نگهداری زمستانی (اینکه چه وقت و چگونه عمل شود) نظارت ویژهای نمود.
میزان نمک( یا سایر عاملهای ضدیخ) بیشتری با تعداد دفعات بالاتری برای عملیات نگهداری زمستانی آسفالت متخلخل لازم است. در تگزاس عاملهای ضدیخ در عملیات نگهداری زمستانی نسبت به مایعهای ضدیخ و ماسه مورد توجه بیشتری قرار میگیرد. با این وجود FWHA توصیه میکند که برای کنترل یخزدگی از مایعهای ضدیخ و ماشینهای برفروب استفاده شود. پخش ماسه برای بالابردن اصطکاک منجر به پرشدگی فضای خالی آسفالت متخلخل میشود و در نتیجه سبب کاهش زهکشی و خاصیت کاهش صدا (دو خاصیت کاربردی آسفالت متخلخل) میشود.
نگهداری پیشگیرانه
با توجه به ساختار روسازی آسفالت متخلخل، راهکارهای نگهداری و تعمیر آن، کاملاً شبیه روسازی آسفالتی با دانهبندی متراکم نیست. مهمترین روشهای نگهداری پیشگیرانه در مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز fog seal و درزگیری هستند.
اگرچه آمار کمی در مورد تأثیرگذاری استفاده از این روش بر مخلوط آسفالتی متخلخل وجود دارد، اما انتظار میرود استفاده از این روش با توجه به تشکیل فیلم نازکی از قیر پیرنشده، عمر این روسازیها را افزایش دهد.
نگهداری اصلاحی
مهمترین عیبب که در سازه مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز اتفاق میافتد جدا شدن دانهها است. در اثر جدا شدن دانهها و ضعف در اجرای یک قسمت و سایر عوامل ممکن است در بخشهای از روسازی با این مخلوطها، چالههایی ایجاد شود. به منظور تعمیر این چالهها با عملیات لکهگیری مرمت میشوند. بایستی توجه نمود که از مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز در تعمیر و لکهگیری روسازیهای با مخلوطهای آسفالتی دانهبندی باز استفاده شود. در صورتیکه سطح کمی آسیب دیده باشد میتوان از مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی متراکم در لکهگیری این روسازیها استفاده نمود. استفاده از درزگیری به منظور جلوگیری از افزایش ترکها، در نفوذپذیری مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز اختلال ایجاد مینماید و بایستی تا حد امکان از درزگیری در این روسازیها استفاده نشود.
ترمیم
توصیه کلی در ترمیم مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز، جایگزینی مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی باز جدید به جای مخلوط قدیمی است. همچنین توصیه میشود از مخلوطهای آسفالتی با دانهبندی متراکم برای استفاده در قسمتهای آسیب دیده استفاده نشود زیرا این عمل منجر به کاهش عمر مخلوط آسفالتی متخلخل به دلیل عدم حذف آبهای سطحی و جمع شدن آنها میشود.