بازیافت آسفالت
زمانی که سطح آسفالت‌های اجرا شده تغییر پذیر و خراب شد (ترک‌های طولی و عرضی به عرض‌ها و طول‌های مختلف)، تعیین بهترین روش بازسازی دشوار است. یک پوشش آسفالتی ساده با یک روش حفاری و پر کردن می‌تواند ظاهر سطح آسفالت را بهبود ببخشد. اما به ندرت می‌تواند مشکلات زیربنایی را اصلاح کند که در اولین گام شکست به بار می‌آورد. و در طول یک دوره زمانی کوتاه، مشکلات قبلی مجدداً پدیدار می‌شود. راه حل‌های طولانی مدت برای آسفالت‌های خراب و تغییر پذیر شامل روکش ساختاری ضخیم یا جابجایی کامل و جایگزینی سطح آسفالت و زیربنایی موجود است. هر دو روش می‌تواند بسیار پر هزینه باشد و سنگدانه‌های دست نخورده را اتلاف نماید. بازیافت آسفالت تغییر شکل یافته و خراب، با روش احیای عمیق (FDR) می‌تواند مزایایی بازسازی را بدون هزینه‌های اصلی و با توجه به محیط زیست ارائه نماید. در این جریان آسفالت فعلی را با استفاده از دستگاه WR تراشیده و با سیمان و درصد رطوبت مورد نیاز اختلاط و متراکم می‌نمایند. پایه جدید به علت تثبیت مواد سیمانی ، کارکردی یکنواخت‌تر، قوی‌تر و طولانی تر از روکش اولیه خواهند داشت. این روش مقرون به صرفه‌ترین روش است. چون مصالح اجرایی از بازیافت آسفالت و لایه‌های زیرین آن به دست می‌آید.
مزایای FDR بازیافت آسفالت
- حفظ سنگدانه‌های جدیدی که باید در محل، جستجو و منتقل شوند.
- از نظر زیست محیطی حفظ نواحی که جهت استخراج مواد اولیه و آسفالت از روکش خراب مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
- کاهش آلودگی هوا، ازدحام ترافیک و خسارت رسیدن به جاده‌های اطراف به دلیل حمل و استفاده از مصالح جدید در پروژه و حمل و خارج کردن موارد قبلی از پروژه
بررسی‌های ویژه در زمان استفاده از FDR
از آنجایی که مصالح آسفالت بازیافتی از سطح آسفالت مرمت سازی با مواد زیربنایی جاده ترکیب می‌شود، ضخامت آسفالت مورد نظر نمی‌تواند از عمق مرمت سازی در یک فاصله طولی زیاد بیشتر باشد. در صورتی که یک بخش طولانی از آسفالت ضخیم برای مرمت انتخاب شود این لایه آسفالت می‌تواند کمی نرم‌تر باشد. آسفالت باقیمانده در یک سطح قدیمی با مواد زیربنایی ترمیب و مرمت سازی می‌شود.
بررسی دیگر در زمان ارزیابی FDR وجود سنگ‌های درشت، با قطری بزرگتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلیمتر) در پایه یا زیر سطح است. اگر این ماده در طول عمق مرمت سازی باشد، هزنیه مرمت ممکن است بسیار بالا باشد. زیرا پیمانکار باید ساختار پایین تر و دشوارتری را بررسی کند تا سنگ های را خارج نماید.
انجام ارزیابی اولیه زمین
- تعیین ضخامت لایه‌های آسفالت
- نوع مواد هر لایه که با پایه مرمت سازی شده ترکیب می‌شود.
در بسیاری موارد اطلاعات کمی در مورد مواد موجود در آسفالت و ضخامت لایه‌های موجود شناخته خواهد شد. بهترین روش جهت تعیین این اطلاعات تعیین یک نمونه در مسیر جادهای است. تعداد دفعات گرفتن نمونه به تنوع آسفالت‌های موجود بستگی دارد. طبیعتاً اگر از جادهای در هر ۲۰۰ متر نمونه گیری شود، اطلاعات مناسب ارائه می‌شود. نمونه گیری معمولاً می‌تواند با استفاده از یک مته یا حفار برای آسفالت برای پایه و زیر ساخت انجام می‌شود.
ضخامت لایه آسفالت در هر محل باید تعیین شود. در صورتی که نمونه استوانه‌ای گرفته شود، از نظر بصری بررسی می‌شود تا وضعیت آسفالت و سایز سنگدانه‌ها تعیین شود. حفاری زیر آسفالت با یک مته یا حفار نمونه گیری مواد پایه ای یا زیربنا را فراهم خواهد کرد. ضخامت لایه پایه و نوع سنگدانه‌ها باید مورد توجه قرار گیرد. همچنین عمق سنگدانه و نوع مواد زیربنا باید ثبت شود.
یک نمونه از به کارگیری آسفالت جاده از محل باید به آزمایشگاه به عنوان نمونه شاهد برگردد. در صورتی که مواد در طول پروژه نسبتاً ثابت باشند، تنها یک محل باید جهت گردآوری نمونه آزمایشگاهی مورد نیاز باشد. اگر تفاوتی قابل توجهی در مواد وجود داشته باشد، دومین طراحی ترکیب می‌تواند نیاز باشد.
ساده‌ترین روش جهت دستیابی به نمونه آزمایشگاهی، حفاری یک گودال آزمایشی کوچک است. یک سطح یک متر مربعی حفاری شده در عمق بخش پایه جدید پیشنهادی، به طور طبیعی مواد را به وجود خواهد آورد که جهت طراحی ترکیب ضرور است. و زمانی که بی حفاظ گذاشته می‌شود تصویر خوبی از آنچه در لایه‌های جداگانه به نظر می‌رسد ارائه خواهد شد.
در جریان ارزیابی زمین، زمان بسیار خوبی جهت پرداختن به مطالعات زهکشی وجود دارد. در جاهایی که به آبروهایی جهت آب‌های زیر گذر نیاز است یا هر گونه پیشنهادی جهت تغییر درجه یا شیب عبور صورت می‌گیرد. از آنجایی که مسیر جاده از پایه ایجاد می‌شود بهترین زمان برای تغییر دائمی مطلوب به وجود می‌آید.
طراحی آسفالت
طراحی ضخامت آسفالت‌های مرمت سازی شده شبیه به طراحی ساختار آسفالت‌های جدید است . زیرا آسفالت از زیربنا ساخته می‌شود. در بیشتر جریانات طراحی مهندس حق انتخاب یک پایه سیمانی را برای ساختار آسفالت دارد. آسفالت مرمت سازی شده نیز به همین روش طراحی می‌شود به طوری که ویژگی‌های پایه مرمت سازی شده همانند CTB است.
پایه جدید تثبیت شده سیمانی روش FDR به طور طبیعی عمقی بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ میلیمتر دارد. هر عمق پایه مرمت سازی شده که بیش از ۳۰۰ میلیمتر است در یک جابجایی به سختی متراکم و توصیه نمی‌شود.
توانایی آسفالت در انتقال بار به قدرت ماده اصلی و عمق لایه بستگی دارد. یک آسفالت ضخامت کم اما قوی می‌تواند همین بار را به صورت یک آسفالت ضخیم انتقال دهد اما پایه ضعیف‌تری دارد. با این وجود باید از ترکیب قوی و ضخامت کم جلوگیری شود زیرا این آسفالت ممکن است سست و شکننده باشد و در نتیجه ترک‌های انعکاسی در ساختار آسفالت ایجاد شود. زمان انتخاب ضخامت آسفالت‌های مرمت سازی شده، یک پایه ضخمیتر با قدرت کمتر باید در اولویت قرار گیرد.
طراحی متعادل
پایه تثبیت شده باید به قدری قوی باشد که از آسفالت در شرایط بار ترافیکی آینده و فعلی حمایت کافی را به عمل آورد. علاوه بر این، پایه تثبیت شده به حفظ شدید و دائمی نیاز دارد و می‌تواند بر تغییرات حجم یا فشار هیدرولیک ایجاد شده از طریق تغییرات ناشی از رطوبت، یخ زدگی و گداختن تاکید نماید که ممکن است به تدریج موجب ایجاد حفره‌های سیمانی شود.
قدرت‌های بالا در صورتی می‌تواند مورد نیاز باشد که مواد پایه در برابر رطوبت حساس باشند. یا اگر شرایط خاصی وجود داشته باشد که تضمین بیشتری بر حفظ قدرت صورت گیرد. علت اصلی جهت محدود کردن قدرت حفظ پایه سیمانی است که بیش از حد شکننده است. تجربه نشان داده که قدرت بالا می‌تواند موجب ترک‌های اضافی و تایید بر سطح ما شود. هدف، داشتن طراحی متعادل است که سیمان کافی را در آن به کار می‌برند تا پایه ثابت حاصل، بتنی، دائمی و نسبتاً غیر قابل نفوذ باشد. اما به قدری که موجب دیگر مشکلات در آسفالت شود.
ساخت
جریان ساخت FDR جریانی رو به جلو است. این جریان به تجهیزات زیر نیازمند است.
- پودر کننده / ترکیب کننده
- گریدر
- پخش کننده سیمان
- منبع آب
- غلطک
- پودر کردن
این جریان با پودر کردن آسفالت موجود آغاز می‌شود باید بیش از ضخامت موجود باشد. مقدار RAP شامل لایه کلی بازیافتی با توجه به مواد پودر شده دستگاه صاف کننده جهت ساخت FDR است. اما مقدار کلی آن به ندرت از ۸۰٪ فراتر می‌رود. علاوه بر این، پیمانکاران ترجیح می‌دهند که لایه‌های نازک آسفالت خراب قبلی را پودر کنند زیرا خاک یا سنگ‌های منفصل زیر آن به حفظ دندانه برش دستگاه کمک می‌کند که در نهایت تولید را افزایش و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. تجهیزات مدرن می‌تواند باعث پودر شدن عمیق بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلیمتر) شود. اما به سختی تراکمی با عمق ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلیمتر) ایجاد می‌شود. اگر عمق پودر سازی مواد از ۳۰۰ میلیمتر فراتر رود این ماده باید جمع شود و در جاده متراکم شود. جریان پودر سازی می‌تواند در نواحی شهری با زنجیر و شیار دار کردن، سوراخ کردن و کاورهای دریچه‌دار ایمن و مطمئن شود. شیار و کاورهای دریچه‌دار و دیگر حائل‌ها در زیر عمیق پودرسازی جابجا می‌شوند. ظرف چوبی یا استیل جهت پوشش دادن و حفاظت از این ساختار‌ها در طول جریان کار استفاده می‌شود. در برخی موارد نادر بیش از یک وسیله پودر سازی می‌تواند جهت ایجاد درجه بندی مورد نیاز ضروری باشد.
هموار کردن، شکل دادن و پهن کردن
زمانی که در مسیری جادهای پودر ریخته شد و آنها با هم مخلوط شدند، این ماده باید درجه بندی شود تا شکل دهی آنها به طور مطلوب صورت گیرد. در حین جریان، هموار کردن و پهن کردن ممکن است برخی مواد پودر شده مورد نیاز باشد و به منظور ترک به منظور لایه سطحی آسفالت، هموار شود. زمانی که جاده مرمت سازی شده صاف شده، زمان مناسبی است که سطح آن شیب و زهکشی جاده به بهترین شکل صورت گیرد زیرا پس از تثبیت این بهبود‌های دائمی می‌شوند. اکنون زمان بسیار خوبی برای پهن کردن جاده است. تثبیت تمام مسیر جاده باعث ایجاد پایه یکنواخت جاده می‌شود که در مقایسه با جادهای پهن بدون مرمت سازی، شامل حمایت کمتری است. پس از صاف کردن و شکل دادن جاده معمولاً مواد پر شده متراکم می‌شوند تا ترافیک در طول جریان ساخت اجرا شود و یکنواختی سطح سیمانی بعدی و عملکردهای ترکیبی بهبود یابد.
قرار دادن سیمان
سیمان معمولاً به روش کنترل شده‌ای از طریق تانک‌های پخش کننده که برای این کار طراحی شده‌اند، پخش می‌شود. از قرار دادن سیمان به روشی غیر کنترل شده و تحت فشار باید جلوگیری به عمل آید. سیمان بیشتر به صورت خشک به کار می‌رود. اما میتوان به شمل آبکی نیز استفاده شود.
بیشتر ویژگی‌های مربوط به کاربرد سیمان بر حسب وزن در هر حوزه است. مهمترین زمان برای کنترل غبار، وقتی است که سیمان بر روی زمین متراکم می‌شود. حائل‌های ویژه‌ای می‌تواند به کار رود تا میزان گرد و غبار در هنگام استفاده از سیمان به حداقل برسد. غیر از روزهایی که باد زیادی می‌وزد به نظر نمی‌رسد که غبار در هنگام پخش سیمان بر روی زمین مشکل ساز باشد.
در کار‌بردهای سیمان‌های آبکی مهم است که سیمان به طور یکنواخت بر روی زمین پخش شود، به طوری که چاله یا بر آمدگی ایجاد نشود.
ترکیب کردن
ترکیب کردن از طریق میکسر، یا با تزریق مقدار مناسب رطوبت در محفظه دستگاه، یا ریختن آب بر روی زمین با یک تانکر آب در عملیاتی مجزا، صورت می‌گیرد. در هر مودر دستیابی به مقدار صحیح رطوبت جهت ایجاد تراکم مورد نظر حائز اهمیت است.
تراکم و درجه بندی نهایی
پس از اینکه مواد با هم مخلوط شوند زمان متراکم سازی و ترکیب نهایی است. غلطک‌های مرتعش با چرخ‌های پهن یا غلطک‌های پر کننده منافذ می‌تواند جهت ایجاد تراکم اولیه با غلطک‌هایی با چرخ‌های پهن یا تایرهای بادی جهت تکمیل کار مودر استفاده قرار گیرد. زمانی که سیمان با آب ترکیب و ماده پایه پودر شد، بیشترین زمان جهت متراکم سازی ۲ ساعت است.
مراقبت
مراقبت مناسب اهمیت ویژه‌ای در کیفیت محصول نهایی دارد. اگر پایه امکان خشک شدن داشته باشد ترک‌هایی ایجاد خواهد شد و با گذشت زمان مستحکم‌تر می‌شود. CTB باید رطوبت را حداقل ۷ روز پس از ایجاد تراکم حفظ کند. مراقبت مناسب می‌تواند با پاشیدن آب و یا کاربرد یک ترکیب یا غشای پوشش دهنده صورت گیرد.
روکش کردن
CTB که از جریان FDR حاصل می‌شود می‌تواند دو نوع روکش دار کردن آسفالت (ایجاد یک سطح نازک پوشش، آسفالت داغ یا بتن) را در برداشته باشد. روکش دار کردن می‌تواند به محض تثبیت شدن CTB (نه جریان یافتن آن) تحت ترافیک ساختار به کار رود. زمان مورد نیاز برای این کار می‌تواند از ۴ تا ۴۸ ساعت متغییر باشد.
ترافیک بر CTB می‌تواند در چارچوب زمانی خاص قرار گیرد. به طوری که استفاده مکرر کامیون‌های سنگین امکان پذیر نباشد. در بسیاری از موارد در جاده‌های آرام، ترافیک باعث جریان یافتن بر پایه‌ای متراکم می‌شود تا وقتی که پروژه آماده راه اضافی شود.
در شرایطی که ترافیک سنگین وجود دارد بیش از ۷ روز وقت لازم است تا از استحکام مناسب پایه اطمینان حاصل شود.
کنترل ترافیک
جریان FDR می‌تواند تحت ترافیک انجام شود. ترافیک در جاده‌های کم رفت و آمد معمولاً امکان یک طرفه شدن خیابان را فراهم می‌کند در جایی که ساخت و ساز در طرف دیگر جاده انجام شود. ترافیک توسط پرسنل راهسازی کنترل می‌شود. در برخی پروژه‌ها امکان عبور وسایل نقلیه بر CTB تکمیل شده قبل از روکش دار کردن وجود دارد. در برخی دیگر از پروژه‌ها تا اتمام روکش دار کردن جاده اجازه عبور و مرور وسایل نقلیه داده نمی‌شود.
در روزهایی با حجم ترافیکی بالا، مراقبت سطحی بر عملکردهای CTB جدید همانند پوشش مراقبتی بسیار خوب است و امکان عبور و مرور بر روی جاده تا وقتی که مسیر آماده روکش دار شدن شود، فراهم می‌شود.
ترک خوردن انعکاسی
مواد سیمانی در هنگام مراقبت به طور طبیعی منقبض خواهند شد. ترک‌های حاصل در پایه، با آسفالت‌هایی که به طور مناسب طراحی شده‌اند، و جریانات مناسب ساخت و ساز تاثیر قابل توجهی بر عملکرد آسفالت خواهد داشت. در برخی موارد ترک‌های بزرگتر در لایه پایه می‌تواند موجب تراکم فشار شود و ترک‌ها می‌توانند از پایه به سطح منتقل شوند. این عمل به طور طبیعی بر سختی آسفالت تاثیر دارد اما ممکن است بر ظاهر کلی آن نیز تاثیر گذار باشد.
معمولاً جریانات مناسب ساخت و ساز، فنون به حداقل رسیدن میزان ترک‌ها و حفظ پوشش‌ها، در صورت لزوم می‌تواند شرایط مراقبت‌های قابل توجه و مفید را به علت جلوگیری از ایجاد ترک به حداقل برساند.
