تعمیر و نگهداری خرابی‌های از نوع تر‌ک‌خوردگی

با توجه به نوع و شدت تر‌ک‌خوردگی برای هر یک از انواع تر‌ک‌ها، روش ترمیم مناسب توسط پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری در راهنمای لکه گیری رویه‌های آسفالتی ارائه شده است. تنها در شرایطی می‌توان استفاده نمود که روسازی از نظر سازه‌ای سالم باشد.

اصلاح دائم ترک‌خوردگی پوست سوسماری مستلزم تعیین علت آن است که مشخص شود تر‌ک‌خوردگی‌ها ناشی از بارگذاری بوده یا ناشی از تأثیر رطوبت هستند. ترمیم دائم تر‌ک‌خوردگی پوست‌سوسماری بسته به علت ایجاد آن، مستلزم تعبیه سیستم زهکشی یا ترمیم بستر و افزایش ضخامت یا مقاومت روسازی است. روش اصولی ترمیم این نوع ترک‌ها‌، مستلزم برداشتن مقطع آسیب دیده، ترمیم بستر در صورت لزوم و اجرای وصله عمقی است.

وصله و چاله

وصله

وصله، سطحی از روسازی است که پس از ساخت روسازی اولیه، در آن مصالح اولیه روسازی برداشته شده و مصالح جایگزین برای ساخت مجدد آن مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین از نقطه نظر FHWA سطح وصله‌ها از ۰/۱ مترمربع بزرگ‌‌تر است.

وصله‌ها عمدتاً به منظور ترمیم خرابی‌های روسازی بکار می‌روند اما در صورتی که به درستی به کار برده نشوند می‌وانند خود عامل بروز ناهمواری و کاهش کیفیت خدمتدهی را‌ه شوند.

بایستی توجه داشت که خرابی‌های واقع در مرز و لبه وصله‌ها نیز جزء خرابی وصله محسوب می‌شود. بر اساس تعریف سیستم LTPP خرابی در نواحی وصله زمانی با شدت کم محسوب می‌شود که پمپ شدن مصالح زیرین (گل و لای) به بالای روسازی مشاهده نشود و همچنین خرابی شیار افتادگی عمقی کمتر از ۶ میلی متر داشته باشد. در صورتی که پمپ شدن گل و لای مشاهده نشود و همچنین خرابی شیار افتادگی بین ۶ تا ۱۲ میلیمتر باشد خرابی با شدت متوسط محسوب می‌شود. شدت زیاد خرابی مربوط به زمانی است که شیار افتادگی بیش از ۱۲ میلیمتر عمق داشته باشد و احتمالاً پمپ شدن مصالح زیرین نیز مشاهده شود.

ASTM معیار عددی دقیقی برای طبقه بندی شدت این نوع از خرابی ارائه نکرده است و آن را مرتبط با کیفیت سواری مسیر می‌داند. هر اندازه عبور از روی وصله کیفیت سواری نامطلو‌بتری برای سرنشینان وسیله نقلیه به ‌همراه داشته باشد، وضعیت خرابی راه شدیدتر ارزیابی می‌شود.

چاله

چاله‌ها سورا‌خ‌های کوچک کاسه‌ای شکل یا خرابی‌های کوچک در سطح روسازی هستند. قطر چاله‌ها عموماً یک متر و یا کمتر از آن است. لبه‌های چاله‌ها تیز گوشه بوده و کنار‌‌ه‌های آن عمود است. عموماً چاله‌ها زمانی که آب در آن‌ها وجود داشته باشد اندازه و عمق بیشتری خواهند داشت. چاله‌ها می‌توانند به شکل‌های نامنظم نیز به وجود آیند. شکل گیری چاله می‌تواند به دلیل خرابی زیراساس، اساس، بستر روسازی، ضعف در زهکشی و نهایتاً خرابی سازه‌ای روسازی رخ دهد.

خرابی ساز‌ه‌ای روسازی ممکن است به دلیل عدم وجود ضخامت کافی روسازی و یا عدم استفاده از قیر مناسب به منظور چسباندن سنگ دانه‌ها به یکدیگر رخ دهد. بسیاری از چاله‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که جریان ترافیک قطعات کوچک روسازی را که در جای خود محکم نیستند از جا درآورده و سطح روسازی را فرسوده می کند. همچنین زمانی که روسازی از توان باربری مناسبی برخوردار نباشد، تر‌ک‌های پوست سوسماری بزرگی رخ می‌دهند که نهایتاً منجر به وقوع چاله و یا مجموعه‌ای از چاله‌ها می‌شود. همچنین ترک‌هایی که به مرور زمان دچار پریدگی لبه می‌شوند می‌توانند منجر به شکل‌گیری چاله در کناره ترک‌ها منجر شوند.

در بررسی وضعیت چاله‌ها، منظور از عمق چاله بیشترین عمق آن است. اگر این عمق از ۲/۵ سانتیمتر کمتر باشد خرابی چاله با شدت کم، اگر بین ۲/۵ تا ۵ سانتیمتر باشد با شدت متوسط و اگر از ۵ سانتیمتر بیشتر باشد از نوع با شدت زیاد طبقه بندی می‌شود. ضمناً شایا‌ن ذکر است که بر اساس تعریف FHWA کمترین قطر خرابی چاله برابر ۱۵ سانتیمتر است‌.

تغییر پروفیل سطحی

در بخش‌های قبل رخداد انواع تر‌ک‌ها و خرابی‌های وصله و همچنین بروز چاله مورد بررسی قرار گرفت. برخی از خرابی‌های روسازی ممکن است به تنهایی موجب تر ک‌خوردگی روسازی یا بروز چاله نشوند اما کیفیت خدمتدهی را به نحو قابل توجهی کاهش دهند. عموماً تغییر پروفایل سطحی راه می‌تواند با وارد آوردن شتاب قائم به خودرو موجب کاهش رضایت رانندگان و سرنشینان وسیله نقلیه شوند. همچنین در را‌ههای پرسرعت بروز چنین مشکلاتی بهر‌هبرداری راه را با چالش اساسی مواجه می‌سازد. این دسته از خرابی‌ها شامل شیار افتادگی، موج افتادگی، نشست یا تورم در مسیر راه است.

شتاب قائم وارد بر سرنشین وسیله نقلیه الزاماً نمایانگر تمامی انواع خرابی روسازی راه نیست. با توجه به این موضوع که یکی از اهداف مدیریت روسازی حفظ کیفیت سواری است، شاخصی به نام PSR (شاخص خدمت‌دهی کنونی) ارائه شده است که به نحوی می‌توان آن را با خرابی‌های مرتبط با بروز چاله و تغییر پروفیل روسازی ‌مرتبط دانست. هر اندازه سرنشین احساس راحتی کمتری در عبور از یک مسیر داشته باشد این شاخص کاهش
می‌یابد.

در صورتی که روسازی‌ها نو و مسطح باشند، شاخص PSR عددی در حدود ۴ الی ۵ را به خود اختصاص خواهد داد. در صورتی که روساز به شدت خراب باشد به گونه‌ای که فقط در صورت کاهش سرعت بتوان رانندگی کرد و چاله‌ها بزرگ و ترک‌ها عمیق وجود داشته باشد و همچنین بیش از ۷۵٪ روسازی خراب باشد، این شاخص عددی بین ۰ الی ۱ را خواهد داشت.

شیار افتادگی (شیار شدگی)

خرابی شیار افتادگی، تغییر فرم طولی روسازی در محل عبور چرخ خودروها است. برای خرابی از نوع شیار افتادگی گاهی علاوه بر Rutting از اصطلاح Grooving و یا Channeling نیز استفاده می‌شود. در این نوع از خرابی، مصالح روسازی در مسیر عبور چرخ‌ها جابجا می‌شوند و مسیرهای کانال مانندی به وجود می‌آورند.

در شیار افتادگی با شدت متوسط یا زیاد سطح روسازی در طرفین بخش شیار افتاده دچار بالازدگی نیز می‌شود. شیار افتادگی‌ها معمولاً پس از وقوع بارندگی به وضوح قابل مشاهده هستند. حتی شیار افتادگی‌های بسیار کوچک نیز پس از وقوع بارندگی قابل مشاهده خواهند بود بنابراین بهترین و کامل‌ترین نتایج مشاهدات چشمی در مورد این خرابی را می‌توان پس از بارندگی به دست آورد.

شیار افتادگی می‌تواند در هر نوعی از راه شامل راه‌های پرتردد و یا کم تردد به وجود آید. زمانی که محل شیارهای حاصل از خرابی شیار افتادگی توسط آب باران پرشود، یخ زدن آب در این محل یا پدیده آب سواری‌ می‌تواند موجب بروز خطراتی ازجمله انحراف خودروها شود. شایان ذکر است که پدیده آب سواری مشابه رخدادی است که ورزشکاران رشته اسکی روی آب از آن به منظور باقیماندن بر روی سطح آب استفاده می‌کنند، با این تفاوت که بر روی جاده این پدیده موجب جدا شدن چرخ خودرو از سطح راه شده و اصطکاک میان چرخ و راه را از میان می‌برد. این موضوع می‌تواند به خصوص در محل پیچ‌ها موجب انحراف خودرو از مسیر اصلی شود.

پدیده شیار افتادگی عموماً در محل‌هایی رخ می‌دهد که چرخ خودروها همیشه در آن محل از روی روسازی عبور می‌کند. به عنوان مثال در بزرگرا‌ه‌ها که خودروها همواره در بین خطوط حرکت می‌کنند چرخ خودروها همواره از محل خاصی می‌گذرد و در این محل‌ها پدیده شیار افتادگی را به وجود می‌آورد. پدیده شیار افتادگی معمولاً در پارکینگ‌ها رخ نمی‌دهد. تنها استثنا برای این موضوع محل ورود و خروج پارکینگ است که دقیقاً چرخ تمامی خودروها از یک نقطه می‌گذرند.

سه عامل بر میزان رخداد شیار شدگی تأثیرگذار است. این عوامل را می‌توان عوامل ترافیکی (سرعت بارگذاری و ترکیب حجم ترافیکی)، محيطی (دمای محيط) و خواص مخلوط (ميزان و سختی قير، دانه‌بندی مصالح، زبری و گوشه‌داری مصالح، درصد فضای خالی و…) دانست.

‌عوامل ترافيكی

ترافیک عبوری از سطح روسازی شامل ترافیک سبك و سنگين است. افزايش نسبت ترافیک سنگين به ترافیک سبك، منجر به افزايش ميزان شیار شدگی می‌شود.

سرعت عبور ترافیک (سرعت بارگذاری) نيز بر ميزان شیار شدگی تأثیر دارد. با افزايش سرعت بارگذاری، عمق شیار شدگی كاهش می‌یابد. تحقيقات نشان مي‌دهند كه با افزايش سرعت از ۲۰ کیلومتر بر ساعت به ۶۰ کیلومتر بر ساعت، عمق شیار شدگی ۳۰ درصد کاهش می‌یابد.

‌عوامل محيطی

با افزايش دما، قير از حالت الاستیک و جامد به حالت ويسكوز و خميری تغییر شکل می‌دهد. در اين زمان قير، مستعد تغییر شکل‌های دائم بيشتری است. با بارگذاری روسازی در اين حالت، شیارشدگی افزايش می‌یابد.

‌خواص مخلوط

استفاده از دانه‌بندی پيوسته در افزايش استحكام مخلوط در برابر شیار شدگی تأثیر بسزايي دارد. همچنين در خصوص مصالح سنگی، چگالی بيشتر، بافت زبرتر و خشن‌تر و گوشه‌داری بيشتر، سبب كاهش ميزان شیار شدگی می‌شود. در شرايط آب و هوايی گرم، استفاده از قيرهای سختتر در كاهش ميزان شیار شدگی مؤثر است. از سوی ديگر، ميزان بالای قير مصرفی، مقاومت در برابر شیار شدگی را كاهش می‌دهد.

به طور کلی شیار افتادگی به سه شکل به وجود می آید که بسیاری از منابع تنها به دو شکل اول به عنوان شیار افتادگی اشاره می‌کنند.

‌شیار افتادگی در مخلوط آسفالتی که خود در اثر دو عامل رخ می‌دهد.

1. ‌جابجایی مصالح آسفالتی در اثر بار چرخ‌ها
2. ‌متراکم شدن مصالح آسفالتی در اثر بار چرخ‌ها

‌شیار افتادگی در اثر جابجایی و تراکم در اساس و خاک بستر روسازی

‌ساییدگی و کنده شدن بخش مشخصی از روسازی که عموماً در اثر زنجیر چرخ خودروها رخ می‌دهد. جابجایی یا کرنش پلاستیک آسفالت عمدتاً به دلیل مشکلات طراحی مخلوط آسفالتی رخ می‌دهد و طی آن آسفالت از زیر چرخ خودروها به اطراف جابجا می‌شود.

شیار افتادگی همچنین ممکن است به دلیل متراکم شدن اساس و یا خاک بستر رخ دهد. در رویه آسفالتی عمدتاً سنجش تراکم با سنجش میزان چگالی به روش مغزه گیری، دستگاه PQI و یا رو‌ش‌های هسته‌ای صورت می‌پذیرد‌. خرابی شیار افتادگی با اندازه‌گیری میزان عمق هر یک از شیارهای به وجود آمده اندازه گیری می‌شود.

شدت شیار افتادگی اغلب با انداز‌ه‌گیری عمق متوسط شیارها در فواصل مشخص (مثلاً ۲۰ متر) اندازه گیری می‌شود. انداز‌ه‌گیری عمق نیز به این صورت انجام می‌گیرد که یک شمشه مستقیم به صورت عرضی بر روی شیار شدگی قرار می‌گیرد عمق شیار برحسب میلی متر اندازه گیری می‌شود.

شیار افتادگی با شدت کم عموماً تا زمانی که به شدت متوسط و زیاد تبدیل نشود، قابل تشخیص نیست. شیار افتادگی با شدت کم را می‌توان به راحتی با اجرای روکش نازک یا وصله اصلاح نمود. شدت کم شیار افتادگی بر اساس تعریف سیستم MTC عمدتاً مربوط به زمانی است که عمق متوسط شیار بیش از ۱۳ میلی متر و کمتر از ۲۵ میلی متر‌ باشد. زمانی که عمق متوسط شیار بیش از ۲۵ میلیمتر و کمتر از ۵۰ و باشد، بر اساس این سیستم،شیار افتادگی با شدت متوسط خواهد بود. برای اصلاح این شدت از خرابی، از روکش کردن روسازی یا اجرای لایه میکروسرفیسینگ استفاده می‌شود.

بر اساس تعریف MTC زمانی که عمق متوسط شیار بیش از ۵۰ میلی متر باشد، خرابی شیار افتادگی از نوع شدید خواهد بود که تعمیرات آن بیش از هر چیز نیازمند بازنگری بر علت وقوع این خرابی است.

ASTM عمق متوسط شیار افتادگی ۶ الی ۱۳ میلی متر را شیار افتادگی با شدت کم، عمق متوسط شیار افتادگی ۱۳ الی ۲۵ میل یمتر را شیار افتادگی متوسط و عمق متوسط شیار افتادگی بیش از ۲۵ میل یمتر را با شدت زیاد طبقه بندی می‌نماید.

پس زدگی (کنار زدگی یا فتیله شدن) رویه

پس زدگی رویه، جابجایی طولی و دائمی مساحت مشخصی از سطح روسازی است که به دلیل بارگذاری ترافیکی به وجود می‌آید. زمانی که به واسطه عبور ترافیک، روسازی به اطراف هدایت می‌شود، موجب بروز عوارض کوچک و موج مانندی در سطح روسازی می‌شود. این نوع از خرابی عموماً در آسفالت‌های ناپایدار با خواص مایع گونه (عموماً با قیرهای محلول یا امولسیون) به وجود می‌آید. همچنین پس‌زدگی رویه زمانی رخ می‌دهد که رویه آسفالتی بر روی روسازی بتنی قرار می‌گیرد.

از نقطه نظر FHWA نیز این خرابی ناشی از جابجایی بخشی از آسفالت روسازی در جهت طولی (به موازات محور راه) است. این خرابی عموماً به دلیل نیروی حاصل از چرخ خودروها رخ می‌دهد و نهایتاً منجر به ایجاد تپه چاله‌ها و قو‌س‌های کوچک در مقطع روسازی می‌شود.

این خرابی را می‌توان به طور کلی در محل‌هایی که نیروی چرخ بیش ازحد تحمل آسفالت به آن وارد می‌شود، مشاهده نمود. این محل‌ها شامل محل تقاطع‌ها، پیچ‌های تند، سرعتگیرها و یا در محل سرازیر‌ی‌ها و یا سربالایی‌های تند است.

برآمدگی و فرورفتگی ‌

برآمدگی‌ها جابجایی‌های روبه بالا، منطقه‌ای و کوچک در سطح روسازی هستند. تفاوت این نوع خرابی با پس‌زدگی رویه آن است که خرابی پس‌زدگی ناشی از روسازی ناپایدار است در حالی که ایجاد برآمدگی و فرورفتگی دلایل متنوعی دارند. که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

1. ‌بالازدگی دال‌های روسازی بتنی زیرین در هنگامی که رویه آسفالتی بر روی لایه بتنی اجرا شده باشد.
2. ‌سیکل ذوب و یخ که موجب به وجود آمدن لنز یخ در لایه‌های زیرین می‌شوند.
3. ‌تراوش و بالازدگی مصالح از بین تر‌ک‌ها به دلیل تردد ترافیک (پدیده پامپینگ یا ‌Tenting)

فرورفتگی‌ها، جابجایی‌های کوچک و تصادفی در سطح روسازی هستند. اگر فرورفتگی‌ها با برآمدگی‌ها توأم شوند، الگویی عمود بر جهت جریان ترافیک دارند و عمدتاً فواصل بروز آ‌نها کمتر از ۳ متر است.

باید توجه داشت که اعوجاج و جابجایی‌هایی که موجب به وجود آمدن برآمدگی‌های بزرگ و با طول زیاد در سطح وسیعی از روسازی می‌شوند، باید به عنوان تورم (Swelling) طبقه بندی نمود نه به عنوان برآمدگی و فرو رفتگی.

پدیده تورم در اثر یخبندان، به دلیل شکل‌گیری لنزهای یخ و ادامه ورود آب و افزایش حجم این لنزها در لایه‌های زیرین روسازی رخ می‌دهد. زمانی که آب موجود در حفرات نسبتاً بزر گتر یخ می‌زند، مقدار آب در آن محدوده کاهش می‌یابد. این در حالی است که حفرات ریز کماکان دارای آب بوده و آب داخل آن‌ها یخ نزده است. کاهش رطوبت در منطقه یخ‌زده منجر به افزایش فشار موئینگی شده و آب از درون حفرات ریز به آهستگی به طرف ناحیه یخ زده جریان می‌یابد.

در صورتی که سطح آب زیرزمینی به اندازه کافی پایین بوده و یا اینکه خاک بستر در بالای منطقه موئینگی واقع شده باشد، این موضوع مشکلی را به وجود نمی‌آورد و تنها لنزهای کوچکی از یخ تشکیل می‌شوند. در شرایطی که خاک بستر در محدوده عمق یخبندان و داخل ناحیه موئینگی قرار داشته باشد، افزایش فشار موئینگی منجر به کشش آب به طرف بالا شده و موجب افزایش حجم لنزهای یخ می‌شود که در همان مرحله یا پس از ذوب منجر به تورم روسازی و بروز مشکل می‌شوند. بکار گیری لایه اساس با ضخامت مناسب در زیر روسازی می‌تواند با کاهش منطقه موئینه به نحو چشمگیری این مشکل را کاهش دهد.

تورم‌

تورم به عنوان برآمدگی بزرگ و با طول نسبتاً زیاد در روسازی شناخته می‌شود. طول موج این برآمدگی بیش از ۳ متر است. پدیده تورم می‌تواند با ترک‌خوردگی سطح نیز همراه باشد. این نوع خرابی عمدتاً حاصل تورم خاک زیرین و یا تورم ناشی از یخبندان است. معمولاً این پدیده در شد‌ت‌های کم با چشم قابل مشاهده نیست اما در هنگام رانندگی با سرعت مجاز راه موجب وارد آمدن شتاب رو به بالا به وسیله نقلیه شده و احساس می‌شود. در حالت خرابی با شدت متوسط و زیاد نیز شدت خرابی از کیفیت سواری مسیر به دست می‌آید.

نشست‌های موضعی‌

در نقطه مقابل تورم روسازی، نشست‌های روسازی قرار دارند که شامل محل‌های نسبتاً بزرگی هستند که در آن‌ها تراز سطح روسازی پایین‌تر از محدوده اطراف است. در بسیاری از موارد نشست‌های موضعی با شدت کم چندان قابل تشخیص نیستند، تا زمانی که تجمع آب پس از بارندگی موجب نمایان شدن آن شود. در مناطقی که نشست وجود دارد آب جمع می‌شود و موجب به وجود آمدن مناطقی میشود که به حمام پرندگان‌ موسوم است.

این نوع خرابی به دلیل نشست خاک بستر روسازی رخ می‌دهد و یا اینکه نمایانگر عدم تراکم مناسب لایه‌های روسازی است. این نوع از خرابی در صورتی که عمق کافی داشته باشد و توسط آب پر شود ممکن است با بروز پدیده آب سواری موجب ایجاد خطراتی در مسیر راه شود.

بر اساس توصیه ASTM در صورتی که ماکزیمم عمق خرابی بین ۱۳ الی ۲۵ میلی متر باشد، این خرابی با شدت کم، در صورتی که این عمق بین ۲۵ الی
۵۰ میلی متر باشد خرابی با شدت متوسط و درصورتی که با ماکزیمم عمق بیش از ۵۰ میل یمتر باشد خرابی با شدت زیاد طبقه بندی می‌شود.

موج زدگی

مو‌ج‌زدگی که با نام Washboarding نیز شناخته می‌شود، نوعی از خرابی آسفالت است که در آن شیارهای با فواصل بسیار منظم و نزدیک به هم (کمتر از ۳ متر) بر روی سطح روسازی به وجود می‌آید. این شیارها عمود بر راستای تردد ترافیک است و معمولاً به دلیل عملکرد ترافیک در مجاورت روسازی یا اساس ناپایدار به وجود می‌آید. شکل آن به گونه‌ای است که گویی روسازی چین داده شده است و یکی از وجوه تمایز آن از سایر انواع خرابی نیز همین موضوع است.