شیار شدگی آسفالت
یكی از خرابیهای مهم و عمده كه در روسازی آسفالتی رخ میدهد، شیارشدگی یا تغییر شكل دائم است. با توجه به گزارشات موجود سالانه میلیونها دلار صرف تعمیر روسازیهای شیار شده میشود. عمدهترین سرمایه گذاری ملی در بخش حمل و نقل ایجاد راه و ساخت روسازیها است. در حال حاضر در ایران اكثر روسازیها، روسازی آسفالتی است.
این روسازیها در اثر گذشت زمان، بار ترافیكی و تغییرات جوی دچار خرابیهایی میشوند. پروسه خرابی روسازی، جریان پیچیدهای است و فقط شامل خستگی سازهای نمیشود بلكه بسیاری از خرابیهای دیگر را هم در بر میگیرد. این خرابیها نتیجه اثرات عواملی مثل ترافیك، آب و هوا، مصالح و زمان است. خرابیها نشان دهنده تغییر در عملكرد روسازی در طول زمان است. توانایی راه برای جوابگویی به میزان ترافیك و شرایط محیطی در طول دوره طراحی به عملكرد راه باز میگردد.
خرابیهای آسفالت
یكی از خرابیهای متداول در روسازی آسفالتی شیارشدگی یا راتینگ است. جلوگیری از ایجاد شیار در روسازی آسفالتی یكی از عمده عوامل حفظ ایمنی جاده است كه همواره مورد توجه بوده است. چنانچه بار ترافیكی به میزان قابل توجهی افزایش یابد و هوا هم گرم باشد خطر ایجاد شیار در روسازی بسیار بالا میرود. اصلاح مصالح موجود در بتن آسفالتی، بهبود طراحی مخلوطهای آسفالتی و روشهای ارزیابی و طرح روسازی میتواند منجر به افزایش عمر روسازی و همچنین صرفه جویی قابل توجه در هزینه ترمیم و نگهداری روسازی شود.
عموماً سه عامل وجود دارد كه منجر به ایجاد شیار در روسازی آسفالتی میشودند، كه به شرح زیر است.
- تجمع تغییر شكلهای دائم در سطح لایه آسفالتی
- تغییر شكل دائم سابگرید
- فرسایش یا ساییده شدن آسفالت در اثر عبور وسایل نقلیه در محل چرخها
در گذشته معتقد بودند كه تغییرشكل سابگرید، دلیل عمده ایجاد شیار در روسازی است و بسیاری از روشهای طراحی بر اساس محدود كردن كرنش عمودی روی سابگرید بنا شده بودند. اما تحقیقات سالهای اخیر نشان دهنده این مطلب است كه دلیل عمده ایجاد شیار، مربوط میشود به قسمت بالایی لایه سطحی آسفالتی و یا همان لایه رویه.
تغییر شكل در مخلوطهای بتن آسفالتی و مدل خزش
بر اساس تحقیقات صورت گرفته، پاسخ مخلوطهای بتن آسفالتی كاملاً وابسته به درجه حرارت و مدت زمان بارگذاری است. مخلوط آسفالتی دارای كلیه رفتارهای ویسكوز، الاستیك خطی و الاستیك غیر خطی است، به عبارت دیگر دارای رفتار ویسكو الاستو پلاستیك است. بسته به دمای مخلوط و سرعت بارگذاری، سهم هر یك از آنها در عملكرد مخلوط متفاوت است. در دماهای پایین، رفتار مخلوط آسفالتی را میتوان الاستیك خطی فرض كرد. با افزایش دما ویژگیهای رفتار الاستیك خطی كاهش و خصوصیات رفتار الاستیك غیر خطی افزایش مییابد. با افزایش بیشتر دما، رفتار الاستیك غیر خطی شروع به كاهش نموده و رفتار ویسكوز مخلوط آغاز میشود.
با وجود دمای بالا و تنش یا بار ثابت، تغییر شكل مخلوط آسفالتی با سرعت كم ادامه مییابد. به این رفتار خزش گفته میشود. در یك تنش و دمای ثابت،، نرخ خزش برای یك دوره زمانی طولانی تقریباً ثابت است. بعد از گذشت این دوره زمانی و یك مقدار معین تغییر شكل، نرخ خزش افزایش مییابد و در نهایت شكست رخ میدهد.
با توجه به اینكه بروز خرابیهای ناشی از شیارافتادگی جای چرخ در رویههای آسفالتی در كشور، عمدتاً در شرایط آب و هوایی گرم اتفاق میافتد و در حال حاضر نیز قیر مورد استفاده در چنین مناطقی عمدتاً از نوع ۷۰-۶۰ استفاده میشود.