بخشی از مقاله
خلاصه
هدف این پژوهش بررسی آزمایشگاهی تأثیر عملآوری/ پیرشدگی سطح روسازی موجود و جنس اندود سطحی بر عملکرد اندود سطحی است. ملاک عملکرد اندود سطحی، مقاومت برشی فصل مشترک نمونه دولایهای آسفالتی در نظر گرفته شد.سه حالتِ عملآوری/ پیرشدگی برای لایه تحتانی در نظر گرفته شد. حالت اول 3 روز عملآوری در دمای محیط - سطح 3 روزه - ، حالت دوم 17 روزعملآوری در دمای محیط - سطح 17 روزه - ، و حالت سوم 5 روز پیر شدگی داخل اجاق در دمای 85 درجه سانتی گراد و سپس سایش سطح لایه - سطح پیر و ساییده شده - . پیرشدگی نمونهها مطابق روش آشتو برای پیرشدگی بلند مدت انجام شد.
قیرآبههای دیرشکن و تندشکن به عنوان اندود سطحی به کار گرفته شدند. بیشترین مقاومت برشی به ترتیب توسط سطح 3 روزه، 17 روزه و پیر و ساییده شده به دست آمد. سطح پیر و ساییده شده نسبت به سطوح 3 و 17 روزه مصرف قیر بیشتری داشت. قیرآبه دیرشکن نیز از قیرآبه تندشکن از عملکرد بهتری داشت و از لحاظ اقتصادی به صرفهتر بود.
1. مقدمه
مقاومت کافی وندِپی بین لایههای روسازی یکی از ضروریات دوام و عملکرد رضایتبخش روسازی است. اگر فصل مشترک دولایه آسفالتی از مقاومت کافی برخوردار نباشد، ممکن است خرابیهای زودرسی مثل ترک هلالی رخ دهد. جهت افزایش مقاومت پیوند دو لایه آسفالتی از اندود سطحی در فصل مشترک لایههای آسفالتی استفاده میشود. برای تعیین مقاومت اندود سطحی معمولا از آزمایش برش مستقیم استفاده میشود. شکل 1 اصول آزمایش برش مستقیم را به صورت شماتیک نمایش میدهد .
شکل -1 اصول آزمایش برش مستقیم - 1 -
در آزمایش برش، رابطه خطی موهر کولمب برای سطح برش به فرم زیر بیان میشود:
که چسبندگی، تنش نرمال، زاویه اصطکاک داخلی و مقاومت برشی است.
از مهمترین عواملی که بر مقاومت برشی اندود سطحی تاثیرگذار است شرایط سطح رویهای است که اندود سطحی روی آن اجرا میگردد. اندود سطحی در دو حالت اجرا میگردد: هنگام عملیات احداث راه جدید - بین آستر و رویه - و هنگام عملیات بهسازی - بین رویه قدیمی و روکش - . در حالت اول چنانچه سطح آستر سرد شده باشد اجرای اندود سطحی ضرورت دارد .
فاصله زمانی بین اجرای آستر و اجرای اندود سطحی بر عملکرد اندود سطحی تاثیرگذار است. زیرا مرور زمان باعث کاهش چسبندگی قیر سطح آستر و کاهش پارامتر c در رابطه موهر کولمب می شود. در مورد عملیات بهسازی، رویه قدیمی علاوه بر از دست دادن قیر سطح در بلند مدت، در اثر ترافیک نیز دچار سایش میشود. به این ترتیب در این حالت هر دو پارامتر c و φ در رابطه موهر کولمب تقلیل مییابند. جنس اندود سطحی نیز از دیگر عوامل تاثیرگذار بر مقاومت برشی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار میگیرد.
2. مروری بر پژوهشهای پیشین
از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر مقاومت برشی اندود سطحی، بافت سطحی است که اندود روی آن اجرا میگردد. مقاومت برشی سطوح تراش خورده نسبت به سطوح تراش نخورده بیشتر است - 8-3 - ، به این علت که در سطوح تراش خورده عمق متوسط بافت و در نتیجه زاویه اصطکاک داخلی - φ - بیشتر است.
پیرشدگی/ عملآوری لایه تحتانی روی شرایط پیوند دو لایه تاثیر میگذارد . مطالعات انجام شده در این رابطه معدود است و تنها دریک مطالعه مشاهده شده است که سطوح پیر شده نسبت به سطوح تازه اجرا شده - سرد - در اکثر موارد مقاومت بیشتری داشتند .
جنس اندود سطحی بسیار بر مقاومت برشی تاثیرگذار است. نشریه انجمن آسفالت امریکا - 19 - و نشریه 234 ایران قیرآبه دیرشکن را برای مصارف اندود سطحی مناسب دانستهاندقیرهای. معمولِ مورد استفاده در ایران به عنوان اندود سطحی، قیرآبههای تندشکن و دیرشکن هستند. مطالعات گذشته در ارتباط با مقایسه این دو نوع قیرآبه محدود و متناقض است - جدول . - 1
جدول -1 نتیجه مطالعات انجام گرفته در خصوص تاثیر جنس اندود سطحی
3. روش انجام کار
در این پژوهش آزمایش برش مستقیم فصل مشترک نمونه آسفالتی دو لایهای انجام گرفت. مشخصات نمونه مطابق جدول 2 است. مطابق جدول، خصوصیات نمونه به گونهای انتخاب شد که با تحقیقات گذشته سازگاز و قابل مقایسه باشد. بیشترین تنش تحمل شده توسط نمونه - مقاومت برشی - خروجی این آزمایش است. روند کلی کار مطابق شکل 2 است.
جدول -2 مشخصات نمونه
شکل -2 روند کلی ساخت نمونه و انجام آزمایش برش مستقیم
مراحل انجام کار طبق روال مشخص شده در شکل 2، در بندهای زیر به تفصیل بیان شدهاست:
-1-3 ساخت لایه تحتانی
در آزمایش برش آنچه بیشتر اهمیت دارد، شرایط فصل مشترک و بافت سطح لایه تحتانی است. بنابراین ابعاد نمونه میتواند متفاومت از نمونه استاندارد مارشال باشد. در مطالعهای ابعاد لازم نمونه برای این نوع آزمایش ارزیابی شد . - 11 - بر مبنای نتایج این مطالعه، در این پژوهش هر لایه - تحتانی و فوقانی - با قطر 100 میلیمتر و ارتفاع حدود 35 میلیمتر ساخته شد. تعداد ضربات لازم جهت رسیدن به درصد هوای مجاز با سعی و خطا 33 ضربه تخمین زده شد.
-2-3 عملآوری لایه تحتانی
در این پژوهش سه حالت برای سطح لایه تحتانی مورد در نظر گرفته شد: سطح 3 روز عمل آوری شده در دمای محیط - سطح 3 روزه - ، سطح 17 روز عمل آوری شده در دمای محیط - سطح 17 روزه - و سطح پیر و ساییده شده. جهت پیرسازی مطابق استاندارد AASHTO R30 نمونهها 5 روز در اجاق با دمای 85 درجه سانتیگراد گذاشته شدند. جهت شبیهسازی سایش حاصله از عبور ترافیک در دراز مدت، سطح نمونهها با استفاده از فرچه سیمی ساییده شد. با این عمل زدودن قیر از سطح آسفالت، که در دراز مدت اتفاقمیافتد، شبیهسازی میشود.
