بخشی از مقاله
چكيده
در گذشته مسيرهاي پوشيده با بتن آسفالتي در جاده‌هاي اندونزي به طور كلي از شكستگي پيش از موقع توسط شكاف و ترك خوردگي آسيب ديده است. در مقابل، سطوح آسفالت جاده ساخته شده با مشخصات فعلي به طور معمول توسط تغيير شكل پلاستيك پيش از موعد دچار شكستگي و نقص مي‌شوند. فشرده‌سازي مخلوط با تركيب تحت ترافيك سنگين، جاهاي خالي (خلاء) را در تركيب تا نقطه‌اي كاهش مي‌دهد كه ملات قير و سنگدانه خيلي ريز، فشارهاي ترافيك تحميل شده بيشتر را حمل مي‌كند.
اطلاعات براي تاييد اينكه اين بايد مورد انتظار باشد. اگر VIM زير 3 درصد افت كند، نشان داده شده‌اند. يك روش تركيب شرح داده شده كه طراحي مارشال را با فشردگي براي امتناع تكميل مي‌كند. معيار طراحي تركيب از فساد پلاستيك براي مطلوب‌سازي دوام تركيب را نشان مي‌دهد.
مقدمه
در اندونزي روش قديمي اصلاح يك مسير زمين ساخت نوع تلفورد است. زماني كه ميزان‌هاي ترافيك به قدر كافي براي تاييد اصلاح بيشتر بالا بود، تلفورد معمولاً با استفاده از نفوذ زيرسازي جاده (ماكادام يا آسفالت) پوشانده شده بود. به هر حال كيفيت جاده ضعيف كه به طور شديد سرعت وسيله نقليه را محدود كرده، ضعيف بود و جاده‌ها نياز به تعمير مكرر داشتند. در سال 1970 و اوايل 1980، بخش بزرگي از جاده‌هاي شلوغ Java با بتن آسفالت پوشانده نشده بود. كيفيت جاده در حدود وسيعي اصلاح نشده بود، اما AC اغلب به طور پيش از موعد توسط شكاف يا روش ريش شدن دچار نقص و شكست مي‌شد. اين واضح بود كه انعطاف‌پذيري و دوام تركيب‌ها به ويژگي‌هاي اصلاح شده و جديد نياز داشت كه در اوايل سال 1980 توسعه يافته بود.
ورقه غلطك خورده داغ (Hot Rolled Sheet (HRS)) يك نوع آسفالت غلطك خورده در بريتانيا و جنوب آفريقا بكار رفته كه معرفي نشده بود. متاسفانه نيازمند به اين نوع تركيب براي داشتن يك درجه‌بندي فاصله به قدر كافي تاكيد نشده بود. از اين رو، اكثر آسفالت توليد شده با اين ويژگي واقعاً AC خوب با يك محتواي قير بالا بود. يك ويژگي جديد براي تركيبات AC همچنين معرفي شده بود. اين شامل نياز به يك محتواي حداقل محكم كننده عالي براي اصلاح و تركيب بود.
به طور متوالي اختلافات ديگري براي ويژگي‌ها وجود دارد، اما نياز به محتواي بالا باقي مانده است، در حالي كه ترك خوردگي پيش از موعد (زودهنگام) در حد زيادي حذف نشده، يك نوع متفاوت شكستگي زود هنگام از طريق تغيير شكل پلاستيك حالا به طور سنگيت در جاده‌هاي شلوغ و پر رفت و آمد شايع است. اين شكل شكستگي رد چرخ بزرگ سبب شده توسط جريان مواد سطحي به طرف حاشيه مسيرهاي چرخ ايجاد مي‌شود.
اين به طور واقعي جدي‌تر از شكستگي است، زيرا آسفالت بدفرم شده مي‌توان توسعه اوليه‌تر زبري بالا و خط تصادفات افزايش يافته را حاصل آورد. همچنين اين به طور مكرر حالتي است كه لايه تغيير شكل يافته بايد حذف شود. قبل از اينكه يك سطح جديد قرار گيرد. متاسفانه هيچ يك از اين طرح‌هاي اوليه، مشكل اساسي را ارائه نداده است كه به منظور حمل محتويات بالاي قيري باشد. مخلوط بايد خلاءهاي كافي را در سنگدانه‌هاي معدني (VMA) بعد از خريد و فروش غيرقانوني براي تطبيق قير و اجازه حفظ خلاءهاي كافي در مخلوط براي مطمئن شدن از اين است كه مخلوط از طريق تغيير شكل پلاستيكي شكست نخورد، داشته باشد. بدون شك مساله توسط يك شدت در حال افزايش بار ترافيك شديدتر شده است.
پيشرفت به طرف يك روش موثر طراحي آسفالت
عملكرد سطوح آسفالت در اندونزي موضوع تحقيق توسط موسسه اندونزيايي مهندسي جاده و آزمايشگاه تحقيقي حمل و نقل از سال 1998 شده است. در 1993، IRE و TRL گزارشاتي را منتشر كردند كه در آن عملكرد يك دسته وسيع HRS و تركيبات AC ارزيابي شده بود. يك رابطه واضح بين فقدان يا كمبود VIM و وقوع تغيير شكل پلاستيك نشان داده شده بود. در نتيجه اين، بيان شده بود كه مرحله طراحي تركيب بايد شامل «تراكم براي امتناع» جهت مطمئن شدن از اينكه VIM نمي‌توانست با يك ارزش زير يك ميزان بحراني كاهش يابد، شود. در اين مقاله نشان داده شده كه اين توصيه يك توصيه منطقي باقي مي‌ماند. به هرحال، بدون مراقبت اضافي در روش طراحي، مساله ترك خوردگي پيش از موقع ضرورتاً جلوگيري نخواهد شد. اين مهم بود.
بنابراين براي بررسي حالت‌هاي شكستگي كه در سطح آسفالت در محيط‌هاي گرمسيري رخ مي‌دهد. بنابراين يك روش طراحي مناسب مي‌توانست برقرار گردد.
ترك خوردگي در سطوح آسفالت
ترك‌ها توسط فشارها يا كشش‌هايي سبب شده‌اند كه مي‌تواند توسط بار ترافيك، اثرات محيطي يا تركيبي از اين دو ايجاد شود. بزرگترين فشارهاي كششي توسط خميدگي جاده سبب نشده‌اند كه در نزديك انتهاي يك لايه آسفالت رخ مي‌دهند. اين فشارها، در شكل 1 نشان داده شده‌اند. فشارها كشش‌زاي كوچكتر اما مهم همچنين در بالاي آسفالت رخ مي‌دهد. در جلو، پشت و كنار بار چرخ همانند سنگفرش به طور زودگذر انحراف ايجاد مي‌گردد. به علاوه، نيروهاي اصطكاك، ترمز و فرمان مي‌تواند همچنين موجب فشارها در سطح شود. تغييرات روزانه و فصلي دريا همچنين موجب فشارهاي كشش‌پذير در سطح آسفالت مي‌شود. اينها در اندونزي كمتر از كشورهاي دور از مناطق گرمسيري مهم هستند.
تئوري خستگي كلاسيك فرض مي‌كند كه ترك‌ها در ته لايه آسفالت شروع مي‌شود، جايي كه كشش‌ها با بيشترين خميدگي رخ مي‌دهند. به هرحال، مراكز از سطوح جاده ترك خورده، استفاده كرده كه نشان داده كه اكثريت گسترده ترك‌ها در بالاي آسفالت شروع مي‌گردد. اين حالت شكستگي در بسياري كشورهاي ديگر مشاهده شده است. اين نشان داده شده كه سختي شديد قير در سطح آسفالت مي‌تواند سبب توسعه درجه شيب چسبندگي قير در بالاي ده ميليمتري لايه شود. اين مي‌تواند در چسبندگي قير در بالاي 1 ميليمتر حاصل شود كه چند صدبار بيشتر از بدنه لايه مي‌باشد.
به طور موثر يك پوسته شكننده تشكيل مي‌شود كه مي‌تواند خيلي حساس به ترك‌خوردگي تحت فشارهاي كشش‌پذير باشد. اگرچه اين پديده در آب و هواي گرم و خشك شديدتر است كه با اين همه يك حالت واقعي ممكن شكستگي در اندونزي مي‌باشد. سختي و سفتي قير عملي از فقدان روغن‌هاي فرار توسط تبخير و توسط جذب در هر سنگدانه نفوذپذير مي‌باشد كه ممكن است آشكار باشد و توسط اكسيداسيون كه توسط پرتو فرابنفش تسريع مي‌شود، انجام مي‌گردد. كل اينها چند ميكرون در بالاي هر قير بي‌حفاظ سخت خواهد شد.
علت تغيير شكل پلاستيك در آسفالت
بررسي‌ها در چندين كشور نشان داده زماني كه VIM در يك سطح آسفالت تا كمتر از 3 درصد توسط فشردگي ثانوي تحت ترافيك كاهش مي‌يابد. يك خطر خيلي بالاي شكست توسط تغيير شكل پلاستيك وجود دارد. بررسي‌ها تاييد كرده كه اين همچنين براي جاده‌ها در اندونزي بكار مي‌رود. به منظور مقاومت تغيير شكل پلاستيك، مخلوط‌هاي آسفالت وابسته به اصطكاك داخلي بين ذرات سنگدانه مي‌باشد. زماني كگه VIM، يك ميزان پايين كاهش مي‌يابد، فشارها به طور پيشرونده به قير منتقل مي‌گردند كه سپس به سنگدانه نيرو وارد مي‌كند و به تغيير شكل مواد اجازه مي‌دهد.
اختلاف در طراحي تركفي آسفالت
مخلوط‌هاي AC و HRS بايد براي مطئن‌ساختن دوام خوب قير كافي داشته باشد. آنها همچنين بايد VIM كافي را بعد از رفت و آمد براي مقاومت در مقابل تغيير شكل پلاستيك حفظ كنند. اگر VMA در يك لايه آسفالت خيلي پايين است، آنجا فضاي كافي براي هر دوي اين نيازها وجود نخواهد داشت. يك بخش ضروري مرحله طراحي آسفالت مطمئن مي‌سازد كه طرح تركيب صحيح است.
تست عملكرد براي مطمئن شدن از اين است كه يك تركيب تحت ترافيك سنگين همچنان مطلوب عمل خواهد كرد كه سپس دومين نيازمندي مي‌باشد. نوع تركيب يك اثر مهم روي تاكيد طراحي خواهد داشت. براي مثال:
1. خواص مخلوط‌هاي درجه‌بمندي نشده باز كه در آن تخليه‌هاي هوا به هم مربوط شده‌اند كه احتمالاً پايداتر خواهد بود. اگر ضخامت ورقه قير (BFT) براي مقاومت اكسيداسيون توسط هوا مطلوب مي‌باشد كه ممكن است وارد تركيب شود.
2. تركيب‌هايي كه در آن تخليه‌هاي هوا مرتبط نيستند. از يك طرح حجم ويژه متعادل سود خواهد بود كه در آن حالت VFB احتمالاً بهترين شاخص دوام و مقاومتشان براي ترك‌خوردگي خواهد بود.
3. يك شاخص مخلوط‌هاي درجه‌بندي شده شكاف اين است كه خلاءهاي هوا معمولاً در يك ميزان بالاتر VIM مرتبط مي‌شوند تا شرايط براي مخلوط‌هاي درجه‌بندي شده به طور متداوم اين تركيب‌ها HRS را خيلي كمتر نسبت به خطاهاي تركيبي كوچك حساس مي‌سازد.
مدرك عملكرد از اندونزي و هر كجاي ديگر
بررسي‌هاي اوليه در اندونزي
بررسي هاي آماري احتمال شكست توسط ترك‌خوردگي يا توسط تغيير شكل پلاستيك، اهميت باقي ماندن در وضعيت VIM حداقل 3 درصد مخصوصاً براي حركت در ترافيك در سرعت‌هاي محدود را تاكيد كرده است.
نتايج در جدول 1 خلاصه شده كه نشان مي‌دهد:
1. آسفالت با VIM حفظ شده كمتر از 3 درصد پنج برابر احتمالاً بيشتر توسط تغيير شكل پلاستيك شكست مي‌خورد تا آسفالت با VIM حفظ شده بيشتر از 3 درصد.
2. آسفالت با VIM حفظ شده بيش از 9 درصد، پنج برابر بيشتر احتمالاً توسط ترك خوردگي شكست مي‌خورد تا آسفالت با VIM بين 3 تا 6 درصد.
تركيب‌هاي رضايت‌بخش به طور مستمر اينها بودند:
1. درجه‌بندي سنگدانه تركيبي يك فاصله 6/0 و 36/2 ميليمتري مجزا داشت، همانطور كه در ويژگي BS594 براي آسفالت لوله شده شرح داده شده است.
2. آنهايي كه يك BFT حداقل 5 ميكرون داشتند.
بررسي‌هاي توسعه يافته در اندونزي
خلاصه‌اي از مفهوم درباره خواص وضعيت تركيب آسفالت قرار گرفته بر روي چهار جاده در جاوه كه در جدول 2 ارائه شده است. اين در بخش 2.3 بيان شده بود كه فاصله درجه‌بندي نشده تركيبات HRS كاملاً اجرا خواهد شد اگر VIM حفظ شده بعد از رفت و آمد زياد 3 درصد يا بيشتر بود و اينكه VFB تا حد ممكن بالا بود. اين مي‌تواند از جدول 2 مشاهده شود كه هيچ تغيير شكل پلاستيكي روي اين بخش‌هاي جاده‌هاي Civebon-Losari يا Civebon-Kuningan رخ نداده است كه 3درصد VIM را تحت ترافيك سنگين يا خيلي سنگين حفظ كرده است.
يك VFB بالاي 80 درصد و يك BFI 2/7 ميكرون مطمئن ساخته است كه مخلوط در Civebon-Losari همچنين نسبت به ترك‌خوردگي مقاوم بود. در جاده Civebon-Kuningan هر دوي VFB و BFT به ترتيب تا 73 درصد و 5/6 ميكرون پايين‌تر بودند و ترك‌خوردگي توسعه يافته بود.
براي تركيبات Ac بيان شده بود كه تركيباي كه 3 درصد VIM را حفظ كردند و BFT بالا داشتند، بهترين عملكرد را ارائه خواهند داد. اين مي‌تواند از جدول 2 مشاهده شود كه در جاده‌هاي Kopo-Rancabali و Banjar-Pangandran، VIM بيش از 3 درصد حفظ شده و هيچ تغيير شكل پلاستيكي رخ نداده است. ترك خوردگي كمتر در جاده Kopo-Rancabali رخ داده، جايي كه BFT، 4/7 ميكرون بوده و VFB تنها 9/5 ميكرون بود و VFB، 71 درصد بود. اين بيان مي‌دارد كه BFT عامل مهمتري نسبت به شروع ترك‌خوردگي دارد.
