طراحی بیس و بایندر ماکادام پوششی (آسفالت بتنی)

استاندارد BS4987-1:2003 به‌خودی‌خود شامل روش طراحی نمی‌شود. اساساً ضروری است که اصول طراحی طبق مفاد ³ SHW  (مشخصات کارهای بزرگراهی) رعایت شود.

اصول(SHW)  در جلد 1 کتاب⁴ MCHW «کتابچه راهنمای اصول قرارداد کارهای بزرگراهی) موجود است. به‌هرحال SHW به  کاربران توصیه می‌کند که به جلد 2 کتابچه راهنمای خصوصیات کارهای بزرگراهی مراجعه کنند. ⁵ (NG)

اغلب بندهای SHW دارای یک معادل در NG است. به‌طور مثال CLNG929 شامل راهنمایی‌هایی در مطالب CL929 کتاب MCHW است. ازاین‌رو استفاده از اصول SHW در پروژه‌های جاده‌سازی انگلستان ضروری است.

شبکه بزرگراهی انگلستان نشان‌دهنده حدود 4 درصد از راه‌های اصلی این کشور است. مسئولیت نگهداری از 96 درصد بازمانده راه‌ها بر عهده شوراهای راهداری این مناطق است. اکثر قریب به‌اتفاق این شوراها برای پروژه های ساخت بزرگراه‌های جدید و یا تعمیر و نگهداری آن‌ها از اصول MCHW استفاده می‌کنند. بدین ترتیب محتوای SHW که دربرگیرنده CL929 است به‌طور گسترده‌ای در انگلستان کاربرد دارد. CL929 اصولی است تحت عنوان طراحی ، ارزیابی تراکم و انطباق بین بیس و بایندر ماکادام پوششی.

با این وجود CL929 دربرگیرنده یک روش طراحی اصولی نیست.

به نظر می‌رسد که فضای خالی قرار داده‌شده در مخلوط ، چیزی در حدود 1 الی 8-7 درصد باشد. دلیل این ادعا این است که تجارب پیشین نشان داده که اگر آسفالت بیش از حد متراکم شود ، قیر موجود ، در عمل به‌عنوان یک روان کننده ، باعث جدا شدن بین ذرات درشت‌دانه در آسفالت گرم می‌گردد که نتیجه این عمل ، باعث تغییر شکل قبل از موعد مقرر مخلوط می‌شود. با توجه به دلایل فوق فضاهای خالی موجود در مخلوط برای اطمینان از مقاومت آسفالت در برابر تغییر شکل ، محدود می‌شود.

سند 929 پیمانکاران را برای انتخاب ذرات دانه‌بندی و محتوای بایندر هدف مناسب هریک از مخلوط‌های موردنظر ، جهت استفاده در پروژه‌ها ملزم می‌کند. این مقادیر هدف ، در جداول استاندارد

BS4987-1:2003 قرار داده‌شده است. اما آستانه تحمل اعمال‌شده به مقادیر هدف ، ممکن است باعث ایجاد خصوصیات کنترلی شود که به یک‌طرف از محدودیت استاندارد نهفته است.طراحی مقادیر هدف ، برای مخلوط ، توسط تولیدکنندگان آسفالت ، گسترش‌یافته است. کار کردن با پیمانکاران لایه گذاری که تجهیزات و کارخانه تولیدی موردنظر را برای اطمینان از این‌که مخلوط می‌تواند به حد کافی برای ایجاد ضخامت موردنظر فشرده شود در نزدیکی محل پروژه داشته باشند. گسترش طراحی‌ها با توجه به نیازهای متضاد ، متوازن شده است. افزایش مقدار قیر ، باعث فشردگی حفره‌ها شده اما اغلب باعث کاهش فضاهای خالی و استحکام مخلوط فشرده‌شده می‌شود.

استفاده از مقدار قیر کمتر باعث افزایش استحکام مخلوط شده اما باعث می‌شود که مخلوط بیشتر در معرض تفکیک بین اجزا قرار گیرد. همچنین استفاده بیش از حد از ذرات دانه‌بندی شده درشت منجر به ایجاد تفکیک بین اجزا می‌شود. اغلب تولیدکنندگان با یک فرم ثابت و مشابه ، مخلوط را تولید می‌کنند که در آن از کمترین مقدار ذرات درشت‌دانه استفاده می‌شود. اگر مقدار فضاهای خالی شناخته‌شده کاهش یابد ، افزایش ذرات سایز متوسط ممکن است باعث ایجاد فضاهای خالی در بین ذرات

درشت‌دانه تر شود که به‌نوبه خود باعث بهبود دانه‌بندی ذرات شده و قیر می‌تواند در این مرحله اضافه شود. برای برخی از مخلوط‌ها اضافه کردن یک مقدار متناسب شن و یا مواد مشابه برای اصلاح دانه‌بندی ذرات ممکن است باعث افزایش کارایی و بهبود کنترل محتوای قیر شود. اگر نیاز باشد که پرکننده‌ها (ذرات عبور کرده از الک با قطر 0/063میلی‌متر) اضافه شود؛ تیپ ، دانه‌بندی و وزن مخصوص پرکننده‌های انتخاب‌شده باعث تغییر در نفوذپذیری مخلوط می گردد.

مراحل طراحی ، این قالب  را برای تولیدکنندگان فراهم می‌کند تا بهترین استفاده را از منابع در دسترس داشته باشند. به‌هرحال در طراحی اولیه مخلوط ، این نکته اهمیت دارد که ویژگی و دانه‌بندی ذرات و هر پرکننده‌ای که اضافه می‌شود در طول عملیات ثابت بماند. مقدار فشردگی بیس و بایندر ، با اندازه‌گیری فضاهای خالی موجود از مغزه‌های گرفته‌شده درمحل پروژه به‌وسیله آزمایش تعیین درصد تراکم ⁶ (PRD) پروژه انجام می‌پذیرد.

ابزار اندازه‌گیری تراکم هسته ای ، چگالی را به‌وسیله روشی که پس پراکنده(Backscatter Method) نامیده می‌شود محاسبه می‌کنند. فوتون ها منبع هسته ، توسط مواد تحت آزمایش پراکنده می‌شوند. اندازه‌گیری الکترونیکی غیرهسته‌ای چگالی ، در سال‌های اخیر  توسط کشورهای آلمان ، امریکا و انگلستان معرفی شده است.

پروژه پس از تأیید آزمایش مخلوط اجرا می‌شود. هدف این آزمایش ، اثبات تناسب طراحی آسفالت ، مؤثر بودن تکنیک‌های بارگزاری و فشرده‌سازی آسفالت است. منطقه مورد نیاز برای آزمایش آسفالت توسط پیمانکاران احداث شده و روش‌های انجام عملیات را ارائه می‌دهد. اندازه طولی آن بین 30 الی 60 متر و عرض و ارتفاع آن طبق قرارداد مشخص می‌گردد. میانگین حجم فضای خالی درجا و حجم فضای خالی محبوس به‌وسیله روش‌های مخصوص در CL929 اندازه‌گیری می‌شود.

متراکم کردن مخلوط و روش‌های مورداستفاده برای آن درصورتی‌که معیارهای زیر را داشته باشد مورد تأیید می‌باشد.

• مقدار حجم فضای خالی درجا از نمونه مغزه گیری شده تحت آزمایش PRD در قسمت بایندر و یا لایه بالایی بیس بدون بایندر مقدار 7≥ درصد و در قسمت ها و لایه‌های دیگر بیس باید کمتر یا برابر 8 درصد باشد.

• میانگین حجم فضای خالی درجا از هر جفت نمونه مغزه گیری شده ، قسمت‌های مختلف محل پروژه تحت آزمایش PRD در قسمت بایندر و یا لایه‌های فوقانی بیس بدون بایندر کمتر و یا مساوی 8درصد و در لایه‌های دیگر بیس کمتر یا برابر 9 درصد باشد.

• میانگین حجم فضای خالی در چگالی محبوس نمونه مغزه گیری شده تحت آزمایش PRD باید بیشتر مساوی 1 درصد باشد.

• مقدار کمینه حجم بایندر در هر منطقه باید طبق مندرجات جدول شماره 9 باشد.

• مقدار فشردگی آسفالت باید طبق محدوده‌های ارائه‌شده در جدول مخصوص استاندارد BS4987-1:2003 باشد.

• تراز بندی های افقی و نظم لایه‌های سطحی باید طبق مشخصاتCL702 باشد.

جدول شماره 9 تناسب بین دانه‌بندی ذرات و حجم بایندر

داشتن مواد پیشنهادشده ، ماشین‌آلات فشرده‌سازی و روش‌های مربوطه تأییدشده ، آزمایش شبیه‌سازی‌شده فشار اعمالی بر مواد که به‌صورت دائمی در محل پروژه توسط مغزه گیری و روش‌های اندازه‌گیری چگالی هسته‌ای انجام می‌شود از اصول ساخت جاده‌ها محسوب می‌گردد.  به‌منظور جلوگیری از سردرگمی ، تعاریف موجود در استاندارد ، باید در هنگام طراحی آسفالت در نظر گرفته شود.

جدول شماره 10 اطلاعات و روش‌های مربوط را ارائه می‌دهد. در هنگام دادن سفارش ساخت ، جزئیات بیش‌تری موردنیاز است که این اطلاعات در استاندارد لندن BS594-1:2003,BSI موجود است.

جدول شماره 10 واژگان برای اشاره به مخلوط متراکم طراحی‌شده در گروه 1 و گروه 2

(3

.SHW: (specification for highway works. HIGHWAYS AGENCY et al

manual of contract document for highway works, Vol 1, Cl929 , specification for highway works, 2002. The stationery office , London

(4

HIGH WAYS AGENCY et al. manual of contract document for highway works, Vols 0-6 , various dates. The stationery office , London

(5

HIGH WAYS AGENCY et al . manual of contract documents for highway works, Notes for guidance  on the specification for highway works, Vol 2 , Cl NG929,2002. The stationery office , London

6) نمونه‌برداری و بررسی مخلوط قیر برای جاده‌ها و دیگر مناطق سنگفرشی ، روش آزمایش برای تعیین چگالی و تراکم.

لندن BS598-104:1989,BSI

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

طراحی مخلوط رویه سطح

دستورالعمل مشخصات برای تولید بیس و بایندر آسفالت گرم کوب

آسفالت گرم کوب یک مخلوط دانه‌بندی شده است که استفاده از آن برای آسفالت پیاده‌روها در دهه آخر قرن بیستم به‌طور چشمگیری کاهش یافت. استحکام این مخلوط به مشخصات هاون (مخلوطی از سنگ‌دانه‌های ریز ، قیر و پرکننده‌ها) بستگی دارد.

استاندارد BS594-1:2003 دربرگیرنده ترکیبات یک طیف از مخلوط‌ها برای بیس آسفالت گرم کوب ، بایندر ، تنظیمات مربوطه و مشخصات رویه سطح می‌باشد.

در این رابطه ، جزئیات ترکیبی دستورالعمل بیس و بایندر آسفالت گرم کوب در جدول شماره 4 منتشرشده است. (این اطلاعات برای اعمال تنظیمات جهت افزایش سطح لایه‌ها و یا هموار کردن بی‌نظمی‌های رویه سطح به‌کاربرده می‌شود)

در طول سال‌ها طیف وسیعی از مخلوط‌ها تکامل یافت. تلاش برای محدود کردن تعداد و معرفی روش‌هایی مطابق با اصول معقول و درنتیجه ترکیب برخی از آسفالت‌ها به‌عنوان یک مخلوط مناسب معرفی شد و کاربران توسط استانداردها برای به کار بردن آن‌ها تشویق شدند.

جدول شماره 4 اطلاعاتی از درجات دانه‌بندی و محتوای بایندر ارائه می‌دهد اما به موضوع درجه‌بندی بایندر اشاره نمی‌کند.

راهنمایی در انتخاب و استفاده از گریدهای مختلف بایندر در ضمیمه«A» استاندارد ارائه‌شده است.

نوع بایندری که برای بیس ها استفاده می‌شود عبارتند از :

• قیر درجه 40/60 برای بیشتر کاربردها
• قیر درجه 70/100 برای مکان‌هایی که سطح ترافیک پایین برای آن پیش‌بینی‌شده است.

در مورد بایندر توصیه می‌شود که :

• به‌طور معمول قیر درجه 40/60 برای اکثر کاربردها رضایت‌بخش است.
• قیر درجه 30/45 برای ارائه مقاومت بیشتر در برابر تغییر شکل در مناطق پرترافیک جنوب انگلستان استفاده می‌شود.
• قیر درجه 70/100 ممکن است برای جاده‌های با سطح ترافیک پایین اسکاتلند و شمال ایرلند مناسب باشد

جدول شماره 4 ترکیبات بیس و بایندر و قواعد ساخت مخلوط                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:               

دستورالعمل مشخصات ساخت رویه سطح ماکادام پوششی

دستورالعمل مشخصات برای تولید ماکادام پوشش داده‌

ماکادام پوشش داده‌شده به‌ویژه در ایالت متحده امریکا با عنوان آسفالت بتنی معرفی می‌شود. فرمول معمولی تهیه آسفالت شامل مخلوط دانه‌بندی شده است که استحکام آن به میزان درهم بافتگی ذرات دانه‌های تشکیل‌دهنده بستگی دارد. استاندارد BS4987-1:2003 دربرگیرنده یک سری از دستورالعمل‌های تهیه مخلوط برای انواع ماکادام‌های پوشش داده‌شده (آسفالت بتنی) است که شامل:

گروه اول: بیس   

 گروه دوم: بایندر   

 گروه سوم: رویه و سطح  

  گروه چهارم: آسفالت متخلخل

دستورالعمل مشخصات برای رویه آسفالت متخلخل به‌ندرت در انگلستان استفاده می‌شود.           

  استاندارد به چند بخش مجزا یا عنوان: گروه 1 ، گروه 2 و… تقسیم می‌شود. مخلوط‌ها غالباً بر اساس اندازه دانه‌های تشکیل‌دهنده توصیف می‌شوند. سایز دانه‌های بیس معمولاً حدود 0/32 میلی‌متر ، بایندر 0/2 میلی‌متر و رویه سطح حدود 0/14 میلی‌متر می‌باشد.

با معرفی استاندارد اروپا ، عبارت دسته‌جات درجه‌بندی به‌جای عبارت اندازه اسمی مورد استفاده قرار    گرفت. مخلوط‌های عمومی که دربردارنده این استاندارد است شامل ماکادام پوشش داده‌شده متراکم، ماکادام سنگین و بیس‌های مدول بالا است.

جدول1 دانه‌بندی دستورالعمل مخلوط متراکم با سایز 0/32 میلی‌متر

جدول 2 مقدار و نوع قیر به‌کاررفته برای دستورالعمل مخلوط متراکم با سایز 0/32 میلی‌متر

استاندارد(HMB) استانداردی است که در حال حاضر برای توصیف قیر مورد استفاده در مخلوط‌ها به‌کار برده می‌شود. به‌عنوان مثال:

DBM50 – ماکادام متراکم پوشش داده‌شده با قیر گرید 40/60

HMB35 – بیس مدول بالا ساخته‌شده با قیر گرید 30/45

جدول 3 واژگان به‌کاربرده شده برای توصیف دستورالعمل مخلوط متراکم گروه 1 و گروه 2

استاندارد BS4987-1:2003 دربرگیرنده دستورالعمل مخلوط‌های شماره 40 میلی‌متر برای آسفالت‌های بیس و بایندر است. این مورد به دلیل تمایل مواد برای جدا شدن در طول انتقال و لایه گذاری می‌باشد.

بدین ترتیب بزرگ‌ترین اندازه سنگ‌های بیس و بایندر مخلوط‌های متراکم 31/5 میلی‌متر است که به‌عنوان 32 میلی‌متر شناخته‌شده می‌باشد.

برای مثال ، جدول شماره 1 شامل خصوصیات دانه‌بندی ذرات و جدول شماره2 نوع و مقدار قیر به‌کاربرده شده برای ماکادام پوشش داده‌شده متراکم سایز 0/32 میلی‌متر است.

در هنگام دریافت سفارش ، گرفتن بعضی از اطلاعات برای اجتناب از اشتباهات ممکن ، ضروری می‌باشد.

این امر توسط استاندارد BS4987-1:2003 بازتاب داده‌شده و جدولی که نشان‌دهنده واژگان به‌کاربرده شده برای دستورالعمل بیس و بایندر است ؛ جدول شماره3 می‌باشد. بنابراین مثال‌هایی برای توصیف دستورالعمل مخلوط ، بیس 0/32 میلی‌متری HDM50 و همچنین بایندر 0/20 میلی‌متری DBM125 خواهد بود. هنگام دادن سفارش برای تعیین مشخصات کامل ، به اطلاعات بیشتری نیاز داریم که این جزئیات در استاندارد: لندن D,BS4987-1:2003 BSI توصیف شده است.

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

دستورالعمل مشخصات برای تولید بیس و بایندر آسفالت گرم کوب

انتخاب آسفالت در آزادراه‌های اصلی

همان‌طور که قبلا به آن اشاره شده کاربردهای زیادی هست که آسفالت در آن استفاده می‌شود. به‌هرحال، عمده این مخلوط‌ها در کارهای ساخت و نگهداری بزرگراه‌ها استفاده می‌شود. گزینه‌ها برای لایه‌های بیس و بایندر که در جاده‌های استراتژیک قابل‌قبول هستند شامل سواره‌روها است و سپس قابل‌قبول بودن برای لایه رویه در نظر گرفته می‌شود. همان‌طور که در بالا بیان شد، اسناد مشخصات و راهنمای طراحی مشابهی برای بزرگراه‌های غیر اصلی استفاده‌شده است. اهمیت این گزینه‌ها واضح است.

جدول 2 موادی را نشان می‌دهد که در بریتانیا برای استفاده در دوره بایندر و بیس در روکش جاده‌های انعطاف‌پذیر در جاده‌های استراتژیک قابل‌قبول است. اعداد به نفوذ قیر استفاده‌شده در مخلوط اشاره دارد.

جدول 2: گزینه‌های انعطاف‌پذیر برای بیس­ها و لایه بایندر در جاده‌های اصلی

با توجه به لایه رویه، گزینه‌ها برای جاده‌های استراتژیک در بریتانیا در HD36 تنظیم می‌شود. برای هر کشور در بریتانیا جداول جداگانه‌ای وجود دارد. آنچه در انگلستان موردقبول است در جدول 3 نشان داده‌شده است. جاده‌های با سرعت‌بالا یعنی جاده‌هایی که 85 درصد سرعت بیش از 90 کیلومتر در ساعت است. طراحی R نیاز به طراحی دارد که چک کند مواد پیشنهادشده برای رویه سطح برای آژانس بزرگراه یا مشتری مناسب است.

جدول 3: گزینه‌ها برای لایه سطح در جاده‌های اصلی در انگلستان

در شکل 4 و شکل 5 رویه آسفالت گرم کوب چیپ شده و رویه آسفالت متخلخل نشان داده‌شده است.
شکل 4: رویه آسفالت گرم کوب چیپ شده (Chipped)، سکه نشان داده‌شده یک یورو به قطر 23 میلی‌متر است

شکل 5: لایه رویه آسفالت متخلخل، سکه نشان داده‌شده یک یورو به قطر 23 میلی‌متر است