ترک خوردن حرارتی آسفالت

Share

ترک خوردن حرارتی آسفالت

ترک های آسفالت، ترک‌هایی که از سرمای زیاد ناشی می‌شود به‌عنوان ترک‌های دمای پایین شناخته می‌شود درحالی‌که ترک‌هایی که در اثر سیکل‌های دمایی توسعه‌یافته‌اند به‌عنوان ترک خوردن خستگی دمایی شناخته می‌شوند. ترک خوردن دمایی هنگامی اتفاق خواهد افتاد که قیر بیش‌ازحد سخت می‌شود که بتواند در برابر فشار واردشده دمایی مقاومت کند و این مربوط به ضریب گسترش دمایی و مشخصات relaxation مخلوط است. هر دو این ویژگی‌ها مربوط به طبیعت قیر است و خطر ترک خوردن دمایی با افزایش عمر جاده افزایش می‌یابد که مربوط به سخت شدن بایندر در اثر اکسیداسیون یا سخت شدن فیزیکی وابسته به زمان است.

ضریب گسترش دمایی قیر ازنظر مقدار یک درجه بزرگ‌تر از آن چیزی است که برای سنگ‌دانه‌ها در مخلوط وجود دارد. یک تخمین سخت برای ضریب گسترش دمایی مخلوط می‌تواند به‌وسیله معادله 1مشخص شود.

که  ضریب گسترش مخلوط،  نسبت قیر برحسب حجم،  نسبت سنگ‌دانه برحسب حجم،  ضریب گسترش دمایی قیر و  ضریب گسترش دمایی سنگ‌دانه است. ضریب گسترش حجمی قیر تقریباً 4-10×6بر درجه سانتی‌گراد است. معمولاً ضریب خطی گسترش دمایی یک مخلوط آسفالت بین 2 و 5-10×3 بر درجه سانتی‌گراد است.

دو مکانیسم مختلف ترک‌خوردگی دمایی ممکن است اتفاق بیافتد. در دمای پایین جاده، ترک‌های عرضی می‌توانند به‌سرعت ظاهر شوند که در تمام عمق جاده ادامه پیدا می‌کنند. به‌طورکلی دمای جاده باید به کمتر از حدود منفی سی درجه سانتی‌گراد برسد تا این شکل از ترک خوردن ایجاد شود. بر اساس موارد ثبت‌شده، ترک خوردن دمای پایین در انگلستان به‌ندرت اتفاق می‌افتد.

برای شرایط خفیف‌تر، ترک‌ها ممکن است با سرعت کمتری گسترش یابند و چندین فصل طول می‌کشد تا در لایه‌های آسفالت انتشار یابد. این نوع از ترک خوردن در سطح شروع می‌شود و نسبتاً آهسته با هر سیکل دمایی انتشار می‌یابد. این نوع ترک خوردن به‌طورکلی به نام ترک خوردن خستگی دمایی شناخته می‌شود.

مکانیسم کلی مسئول این دو شکل از ترک خوردن را می‌توان مشابه در نظر گرفت، تفاوت اصلی به شرح زیر است:

الف) ترک خوردن دمای پایین یک پدیده تک رویداد است که درنتیجه آن تمام عمق آسفالت تحت شرایطی که relaxation فشار نمی‌تواند اتفاق بیافتد وارد یک تنش حرارتی می‌شود.

ب) ترک خوردن خستگی دمایی بیشتر به خواص لایه سطح مواد بستگی دارد و ترک‌ها قبل از اینکه لایه‌های زیری را تحت تأثیر قرار دهند اول باید در سطح ایجاد شوند و در لایه سطح انتشار یابند.

 

Rate this post

تاثیر خواص قیر بر کارایی آسفالت

Share

تاثیر خواص قیر بر کارایی آسفالت

علیرغم طیف وسیعی از کاربردها که آسفالت استفاده می‌شود و تنوع زیاد آب‌وهوا و بارگذاری که آسفالت در معرض آن قرار می‌گیرد، اکثر قریب به‌اتفاق آسفالت‌ها با گذشت سال‌ها کارایی خوبی دارند. به‌هرحال شکست ممکن است اتفاق بیافتد. در بعضی موارد، این شکست‌ها از برخی اشتباهات در فرایند ساخت‌وساز ناشی می‌شود. اگر طراحان، پیمانکاران و تولیدکنندگان بخواهند روش‌ها، تجهیزات، تکنیک‌های ساخت و مشخصات را به‌منظور حداقل کردن امکان شکست به کار ببرند، درک عمیقی از مکانیسم‌هایی که باعث شکست در آسفالت می‌شود لازم است.

کارایی آسفالت در زمان سرویس به‌طور قابل‌توجهی به‌وسیله خواص رئولوژیک یا مکانیکی و به مقدار کمتری به‌وسیله ساختار شیمیایی قیر تحت تأثیر قرار می‌گیرد. ساختار شیمیایی قیر به‌طور ویژه در سطح جاده مهم است زیرا نرخ اکسیداسیون و درنتیجه سرعت فرسایش به‌وسیله ترافیک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این فاکتورها به‌نوبه خود به‌وسیله تغییرات ناشی از اثر هوا، دما و آب در قیر تحت تأثیر قرار می‌گیرند. البته، تعدادی زیادی فاکتور دیگر مانند طبیعت سنگ‌دانه، ترکیب مخلوط، مقدار قیر یا ضخامت فیلم قیر درجه فشردگی و غیره وجود دارد که رفتار و پایداری بلندمدت را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

قیرها مواد ویسکوالاستیک هستند و تغییر رفتار آن‌ها از ویسکوز خالص تا کاملاً الاستیک به زمان بارگذاری و دما وابسته است. در هنگام اختلاط و فشرده‌سازی آسفالت‌ها و در دماهای سرویس بالا خواص را می‌توان به لحاظ ویسکوزیته در نظر گرفت اما برای بیشتر شرایط سرویس قیر رفتار ویسکوالاستیک دارد و خواص آن را می‌توان با توجه به مدول سختی در نظر گرفت.

نیازهای رئولوژیک برای قیر در هنگام اختلاط، فشرده‌سازی و در سرویس در شکل 1 نشان داده‌شده و نیازهای بحرانی در جدول 1 خلاصه‌شده است.

شکل 1: خواص قیرهای گرید نفوذی در هنگام ساخت‌وساز و سپس در زمان سرویس

شکل 1: خواص قیرهای گرید نفوذی در هنگام ساخت‌وساز و سپس در زمان سرویس

جدول 1: نیازهای مهندسی قیر هنگام کاربرد و سرویس

جدول 1: نیازهای مهندسی قیر هنگام کاربرد و سرویس

Rate this post

بهبود چسبندگی قیر/سنگ‌دانه در آسفالت

Share

بهبود چسبندگی قیر/سنگ‌دانه در آسفالت

به‌طورمعمول، چسبندگی قیر به سنگ‌دانه مشکل نیست. به‌هرحال در حضور آب ممکن است مشکلات ناخواسته مربوط به چسبندگی اتفاق بیافتد. تعدادی از روش‌های سنتی برای کاهش احتمال این اتفاقات استفاده می‌شود، یعنی به‌وسیله قیرهای با ویسکوزیته بالا، آهک هیدراته یا عوامل فعال سطح که پیوند بین سنگ‌دانه و قیر را بهبود می‌دهند. درحالی‌که اصلاح ویسکوزیته قیر به‌راحتی به دست می‌آید، ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در کاربرد و فشرده‌سازی بخصوص برای مخلوط‌های رویه نازک با محتوای سنگ زیاد بشود.

معمولاً از یک تا سه درصد آهک هیدراته به‌عنوان قسمتی از فیلر به‌عنوان عامل ضد جدا شدن قیر/سنگ‌دانه استفاده می‌شود. آهک هیدراته با کربوکسیلیک اسیدهای حاضر در قیر واکنش می‌دهد و به سایر گروه‌های کربونیل مانند کتون­ها اجازه می‌دهد خودشان را به سطح سنگ‌دانه بچسبانند. این کتون­ها در اثر آب به‌راحتی اسید جدا نمی‌شوند و درنتیجه حساسیت مخلوط نسبت به جدا شدن کاهش میابد.

همچنین پیشنهادشده است که اگر آب در سطح مشترک قیر/سنگ‌دانه باشد یک مخلوط آهک هیدراته نتیجه خواهد شد. یون‌های کلسیم در این محلول باعث می‌شود سطح سنگ‌دانه بنیادی شود. تعادل الکترو-شیمیایی آب را مجبور می‌کند از سنگ‌دانه دور شده و وارد یک امولسیون در قیر شود. سپس تعادل به‌زور به سطح آب‌گریز سنگ‌دانه خواهد پیوست. چسبندگی قیر/سنگ‌دانه ممکن است به‌وسیله اضافه کردن افزودنی‌های شیمیایی بهبود یابد. این افزودنی‌ها به دو روش عمده زیر عمل می‌کنند:

  • ممکن است موقعیت سطح مشترک بین سنگ‌دانه و قیر را تغیر بدهند، به‌طوری‌که قیر ترجیحاً سنگ‌دانه را مرطوب کند که این باعث بهبود چسبندگی می‌شود، یا

  • ممکن است پیوند چسبنده بین سنگ‌دانه و قیر را بهبود دهند، بنابراین مقاومت بلندمدت جدا شدن قیر در اثر آب افزایش می‌یابد.

معمولاً، 0.1 تا 1.0 درصد آمین‌های چرب به‌عنوان افزودنی اصلی برای بهبود چسبندگی استفاده می‌شود. اعتقاد بر این است که گروه‌های آمین به سطح یک سنگ‌دانه متصل می‌شوند درحالی‌که گروه‌های چرب در قیر باقی می‌مانند. درنتیجه یک اتصال متقابل پیوند یونی بین سنگ‌دانه و قیر ایجاد می‌شود. به‌هرحال، این افزودنی‌ها ممکن است در دمای ذخیره‌سازی قیر نسبتاً ناپایدار باشند و می‌توانند غیرفعال شوند. همچنین ممکن است یک افزودنی نتواند چسبندگی مربوط به انواع سنگ‌دانه را افزایش دهد، یعنی ممکن است مخصوص سنگ باشند. همچنین ممکن است این مسئله وجود داشته باشد که درحالی‌که افزودنی چسبندگی اولیه را بهبود می‌بخشد، تأثیر بلندمدت آن محدود باشد یا تأثیر بلندمدت نداشته باشد. پیشنهادشده که قبل از استفاده از افزودنی­ها، باید آزمون‌های آزمایشگاهی انجام داد تا بتوان نوع و مقدار افزودنی را برای استفاده در ترکیبات قیر/سنگ‌دانه بهینه کرد. این کار ممکن است به‌وسیله محدوده وسیعی از روش‌ها انجام شود. برای مثال، جدول 2 اطلاعات به‌دست‌آمده به‌وسیله آزمون جذب خالص برای دو نوع سنگ‌دانه مختلف و قیر با نفوذ 100 با 0.5 درصد عامل چسبنده و بدون عامل چسبنده را نشان می‌دهد. می‌توان مشاهده کرد درحالی‌که عامل چسبنده جذب اولیه را برای کوارتز دلریتی 10.9 درصد افزایش می‌دهد، چسبندگی برای greywackes فقط 3 درصد بهبود می‌یابد. به لحاظ بهبود حساسیت رطوبت بهبود کمی برای کوارتز دلرتی وجود دارد و برای greywackes بهبودی وجود ندارد. این مثال نشان می‌دهد که خواص سنگ‌دانه چطور بر تلاش‌های انجام‌شده برای بهبود چسبندگی اثر می‌گذارد. برای greywackes افزایش عامل چسبنده ضرورتاً کارایی را به مقدار کمی بهبود می‌بخشد.

جدول 2: جذب خالص و اولیه به‌دست‌آمده از بایندرهای مختلف

جدول 2: جذب خالص و اولیه به‌دست‌آمده از بایندرهای مختلف

Rate this post

بررسی تاثیر ترافیک بر آسفالت

Share

بررسی تاثیر ترافیک بر آسفالت

آزمون‌های غوطه‌وری ترافیکی

مشکل عمده بیشتر آزمون‌های چسبندگی این است که تأثیر ترافیک بر جدا شدن پیوند قیر/سنگ‌دانه را در نظر نمی‌گیرند. یک روشی که این اثر را در نظر می‌گیرد آزمون غوطه‌وری اثر چرخ (شکل 3) است. در این آزمون یک نمونه در حمام آب غوطه‌ور می‌شود و به‌وسیله یک لاستیک توپر رفت و برگشتی پیموده می‌شود. در روش استاندارد سه نمونه که در قالب فشرده‌شده‌اند به‌وسیله یک بار 20 کیلوگرمی 25 دور بر دقیقه در آب با دمای 40 درجه سانتی‌گراد پیموده می‌شوند تا شکست اتاق بی افتد.

گسترش خط شیاری که ایجادشده تا زمانی که جدا شدن شروع شود اندازه‌گیری می‌شود. همان‌طور که در شکل 4 نشان داده‌شده است معمولاً به‌وسیله یک افزایش تند در عمق شیار و متلاشی شدن سطح نمونه آزمایش مشخص می‌شود. نشان داده‌شده است که ارتباط خوبی برای شکست ناشی از جدا شدن در جاده‌های با ترافیک سنگین وجود دارد و مشخص‌شده فاکتورهایی مانند شکل سنگ‌دانه، پیوستگی سنگ‌دانه، ویسکوزیته قیر و نفوذ نمونه بر زمان شکست تأثیر دارد.

شکل 3: تجهیزات آزمون غوطه وری اثر چرخ

شکل 3: تجهیزات آزمون غوطه وری اثر چرخ

شکل 4: نمودار عمق شیار غوطه‌وری معمولاً شکست چسبندگی را نشان می‌دهد

شکل 4: نمودار عمق شیار غوطه‌وری معمولاً شکست چسبندگی را نشان می‌دهد

آزمون اثر چرخ خشک که از هوا برای کنترل دما استفاده می‌کند، جایگزین روش اصلی آزمون اثر چرخ مرطوب شده است. این روش خشک جدا شدن را بررسی نمی‌کند اما تغییر شکل‌های دائمی را در نظر می‌گیرد.

به‌هرحال، در بیشتر مخلوط‌های نازک و باز با محتوای سنگ‌دانه خیلی درشت شکست مربوط به جدا شدن محتمل‌تر از شکست مربوط به شیار است.

اکنون آزمون اثر چرخ خیس مجدداً به‌عنوان وسیله‌ای برای بررسی آسفالت‌هایی مانند آسفالت متخلخل و سطوح نازک با محتوای سنگ زیاد در نظر گرفته‌شده است. روش به‌آسانی در جاهایی که دما، حداقل غوطه‌وری و زمان بارگذاری متغیر است قابل کاربرد است. آزمون را می‌توان تا یک‌زمان خاص و یا تا زمان اتفاق افتادن شکست انجام داد.

یک روش چرخ قفل‌شده برای بررسی احتمال متلاشی شدن ناشی از حضور رطوبت توسعه داده‌شده است. تنها جایگزینی در تجهیزات شامل ارائه یک چرخ قفل شونده ضامن‌دار است که به چرخ اجازه می‌دهد آزادانه در یک جهت حرکت کند اما هنگامی‌که در ادامه سیکل روی سطح گونه به عقب کشیده می‌شود در یک موقعیت قفل‌شده است. متلاشی شدن سطح مربوط به درجه‌بندی، فشردگی، قیر و مشخصات سنگ‌دانه‌ها است. به‌هرحال این روش بسیار تهاجمی است و برای موقعیت‌های با فشار ترافیک زیاد مناسب‌تر است.

کارخانه قیر اصفهان، لیست تولید کنندگان قیر، شرکت قیر ، تولید کنندگان قیر در ایران،  کارخانه قیر، قیر صادراتی، قیمت هر تن قیر، قیمت روز قیر

بررسی تاثیر ترافیک بر آسفالت
5 (100%) 1 vote