بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مشکلات استفاده از مخلوط های آسفالتی گرم، حساسیت رطوبتی آنها است. از مهم ترین مسائل مربوط به طرح اختلاط آسفالت گرم، از بین بردن یا کاهش آثار زیان بار اثر رطوبت بر مخلوط های آسفالتی گرم در روسازی های آسفالتی بوده و استفاده از افزودنی های ضد عریان شدگی روشی متداول برای تهیه مخلوط های مقاوم آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی می باشد. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از دو نوع افزودنی سیمان پرتلند و پودر سنگ آهکی در درصدهای متفاوت، تأثیر این دو افزودنی در دو نوع دانه بندی مصالح سنگی مربوط به آسفالت های بیندر و توپکا، در یکی از پروژه های اجرایی آسفالت گرم در منطقه مرکزی کشورمان مورد بررسی قرار گیرد . مصالح سنگی مورد استفاده در این پژوهش از نوع سنگدانه های اسیدی است که این ستگدانه ها مستعد خرابی رطوبتی بوده و جهت تولید آسفالت گرم در پروژه مذکور استفاده می شوند.قیر مورد استفاده در این پژوهش قیر خالص با درجه نفوذ 60-70 می باشد. از آزمایش آب جوشان بر اساس استاندارد ASTM D3625 و نسبت کششی غیرمستقیم براساس استاندارد AASHTO T283 و آزمایش نسبت مقاومت نمونه های اشباع به خشک با استفاده از روش مارشال و استاندارد ASTM D1559، برای بررسی حساسیت رطوبتی نمونه های مخلوط آسفالتی گرم استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که تأثیر سیمان پرتلند بر حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالت گرم در زمان های اولیه پس از اختلاط حتی با درصدهای بالاتر استفاده از این افزودنی، قابل توجه نیست.لذا استفاده از پودر سنگ آهکی سبب پایداری بهتر مخلوطهای آسفالت در برابر آسیب های رطوبتی در مناطق گرم و خشک می گردد.
واژه های کلیدی: آسفالت گرم، ، پودر سنگ آهکی، حساسیت رطوبتی، سیمان پرتلند
مقدمه
آسیب ناشی از رطوبت در یک ترکیب آسفالت میتواند به صورت از دست دادن استحکام، سختی و دوام، به دلیل وجود رطوبت تعریف شود که به از بین رفتن چسبندگی در سطح تماس سنگدانه-قیر و یا به از بین رفتن پیوستگی در قیر یا قیر-فیلر ماستیک، منتهی شود و منجر به مشکلات جدی همانند کاهش مقاومت، از هم پاشیدگی قیر-سنگدانه، چاله و ضعف سازه ای روسازی به دلیل تغییر شکل دائمی و ترک خوردگی شود - . - Moghadas Nejad,2013 مخلوط های آسفالتی ساخته شده با سنگدانه های آبدوست و یا اسیدی در برابر این نوع خرابی ضعیف تر بوده و در مناطق مرطوب شدت این خرابی ها تشدید می شود - . - Hesami,2013
با توجه به نقش عمده راهها در اقتصاد ملی، همواره تامین دوام روسازی راهها و افزایش عمر سرویس دهی آنها به عنوان تاسیسات زیر بنایی کشور مورد توجه بوده است. دراین راستا، کاهش دوام روسازی های انعطاف پذیر به دلیل قرارگیری در شرایط متغیر جوی و رطوبت، یکی از معضلات اصلی این نوع روسازی می باشد - فخری،. - 1388
برای مقابله با خرابی رطوبتی افزودنی ها و اصلاح کننده های متعددی در زمان ساخت روسازی به کار می روند تا عملکرد مخلوط آسفالتی در مقابل رطوبت بهبود یابد. با این وجود، هر افزودنی یا اصلاح کننده به شکل متفاوتی عمل می کند - . - Arabani,2013 در بررسی ها و مطالعات آزمایشگاهی و میدانی مشخص شده است که استفاده از آهک هیدراته در مقایسه با سایر افزودنی های ضد عریان شدگی جهت کم کردن یا حذف مشکل عریان شدگی در روسازی های آسفالتی تأثیر بهتری دارد - . - Watson,2013 آهک هیدراته و سیمان پرتلند، معمولا به عنوان یک عامل جامد ضدعریان شدگی و به عنوان بخشی از فیلر در آسفالت گرم استفاده میشوند. این افزودنیها با مصالح دانهای واکنش داده و پیوند بین قیر و سطح مصالح را تقویت میکنند، بطوریکه با مولکولهای به شدت قطبی واکنش میدهند تا از شکل گیری صابونهای محلول در آب که عریان شدگی را افزایش میدهند، جلوگیری کنند - . - Behiry,2012 تأثیر افزودن سیمان به مخلوط آسفالتی به صورت تابعی از زمان است و آزمایش هایی که بر مبنای زمان های عمل آوری و استغراق کوتاه مدت استوارند، نمی توانند ارزیابی صحیحی از پایداری دراز مدت آسفالت در برابر رطوبت داشته باشند - الیاسی،. - 1391
روشهای مختلفی برای تعیین حساسیت رطوبتی آسفالت وجود دارد که به دو دسته کلی آزمایش های کیفی و آزمایش های کمی تقسیم می شوند. در آزمایش های کیفی که معمولا برای بررسی های اولیه استفاده می شوند، حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی بصورت چشمی تخمین زده می شود. یکی از آزمایش های مهم این دسته، آزمایش آب جوشان بر اساس استاندارد ASTM D3625 می باشد - کاووسی،. - 1392 در آزمایش های کمی همانگونه که از نام آن مشخص است کمیتی که بیانگر حساسیت رطوبتی آسفالت بوده و یا منجر به بدست آمدن پارامتری در این زمینه می شود بدست می آید. در این زمینه مطابق آئین نامه های روسازی و راهسازی ایران، نسبت مقاومت کششی غیر مستقیم بر اساس استاندارد AASHTO T-283 و آزمایش نسبت مقاومت نمونه های اشباع به نمونه های خشک مارشال بر اساس استاندارد ASTM D1559 اصلی ترین گزینه ها جهت تعیین حساسیت رطوبتی مخلوطهای گرم آسفالتی در پروژه های اجرایی کشور مورد توجه می باشد - معاونت راهبردی رئیس جمهور،. - 144:1392
مصالح مصرفی
قیر
در این تحقیق از قیر با درجه نفوذ 60 -70 محصول پالایشگاه نفت جی اصفهان، دارای مشخصات طبق جدول 1 استفاده شد و بر اساس طرح اختلاط، میزان قیر بهینه برای آسفالت بیندر برابر 4/7 درصد و برای آسفالت توپکا برابر 5/3 درصد تعیین گردید.
جدول :1 نتایج آزمایشهای رایج قیر
مصالح سنگی
مصالح سنگی مورد استفاده در این تحقیق از معدن مصالح کوهی از نوع توفهای آندزیتی و بازالتی بوده و بخش عمده ای از کانی های سنگدانه های آن، کانی سیلیس می باشد که این سنگدانه ها را در دسته سنگدانه های اسیدی و آبدوست قرار می دهد. نتایج آزمایشات کنترل کیفیت سنگدانه ها در جدول 2 آمده است.
جدول :2 نتایج آزمایشات مرغوبیت مصالح سنگی
دانه بندی مصالح بر اساس جدول 1-9 آیین نامه روسازی راه های ایران برای دو نوع آسفالت با دانه بندی سایز 0-25 میلیمتر - ستون 3 جدول - و دانه بندی سایز 0-19 میلیمتر - ستون 4 جدول - که به ترتیب بیندر و توپکا نامیده می شوند، انتخاب شد - معاونت راهبردی رئیس جمهور،. - 133:1392 دانه بندی آسفالت بیندر به شرح جدول 3 و آسفالت توپکا به شرح جدول 4 می باشد.
جدول :3 دانه بندی مورد استفاده در تهیه نمونه مخلوط های آسفالتی بیندر0-25 میلیمتر
مواد افزودنی ضدعریان شدگی
مواد افزودنی ضد عریان شدگی مورد استفاده در این تحقیق، سیمان پرتلند تیپ یک کارخانه سیمان ساوه و نیز پودر سنگ آهکی تهیه شده از یک کارخانه تولید پودر سنگ می باشد. دانه بندی پودر سنگ آهکی مورد استفاده به شرح جدول 5 می باشد.
