بخشی از مقاله
چکیده
شبکه راههای هر کشور نقش اساسی در روند رشد اقتصادی و تعیین شاخص های توسعه یافتگی مناطق دارد. هزینه سنگین احداث راههای جدید، خسارتهای ناشی از خرابی راه های موجود و نقایص متعدد روشهای متداول بهسازی، متخصصین روسازی را بر آن داشته که در جهت اصلاح روشهای سنتی بهسازی و ارائه روشهای نوین توأم با نوگرایی و ایجاد مشخصات مطلوبتر از نظر زمان، هزینه، دوام، کیفیت و پارامترهای جانبی آن در تکاپو باشند. در ایران نیز به دلیل اهمیت شبکه حمل و نقل جاده ای و نیاز به توسعه و رشد این صنعت، سالیانه منابع زیادیدر جهت نگهداری، بهسازی و توسعه شبکه راههای موجود مصرف میشود.
در این راستا یکی از موارد با اهمیت در امر نگهداری و بهسازی این راهها، ایجاد روش های نوین و کم هزینه و استفاده مجدد از مصالح موجود در سطح راههای موجود میباشد . یکی از روش های نوین در اجرای روسازی های راهها تقویت لایه های مختلف روسازی راه می باشد و بکی از روش های تقویت لایه های روسازی استفاده از مصالح بازیافت آسفالت و مخلوط کردن آن با سیمان و اجرای آن در لایه اساس روسازی راهها است.
در طراحی مخلوط لازم جهت استفاده در لایه اساس آیتم های مختلفی اهمیت دارند مانند درصد مصالح خرده آسفالت ، درصد سیمان، درصد آب و آزمایش های کنترلی مانند مقاومت فشاری و کششی ، که تعیین درصد رطوبت بهینه مخلوط در آزمایش تراکم با آیتم های درصد خرده اسفالت و چگالی خشک مصالح مرتبط می باشد. این مقاله به ارتباط بین موارد ذکر شده در تحقیق انجام شده در محور اردکان نایین و علل آن می پردازد بررسی نشان داد که با افزایش خرده آسفالت، حداکثر چگالی خشک انواع مصالحهای مختلف روند نزولی دارند و همچنین نتایج نشان داد با افزایش میزان خرده آسفالت، درصد رطوبت بهینه مخلوط در حدود %20 افزایش مییابد.
-1 مقدمه
روسازی راهها معمولاً بر این اساس طراحی میشود که لایههای خاک کیفیت لازم برای مقاومت در برابر بارهای وارده و انتقال بار به لایه زیرین خود را داشته باشند. هنگامی که کیفیت خاک افزایش مییابد، توانایی خاک در پخش بار در سطح وسیعتر افزایش یافته و در نتیجه میتوان ضخامت لایه را کاهش داد. بطور کلی می توان بوسیله تثبیت و استفاده از افزودنیها، کیفیت و کاربرد خاک را بهبود بخشید.[1] یکی از روش های تقویت لایه های روسازی استفاده از مصالح بازیافت آسفالت و مخلوط کردن آن با سیمان و اجرای آن در لایه اساس روسازی راهها است.
مصالح لایههای زیراساس و اساس یا بصورت شن و ماسه طبیعی از بستر رودخانهها و یا معادن شن و ماسه بدست میآیند و یا از شکستن سنگهای کوهی انفجار شده در کارخانجات سنگشکن تهیه میشوند.[5]یکی از روشهایی که به کاهش استخراج مصالح سنگی از بستر رودخانهها و معادن کوهی کمک می کند، بازیافت و استفاده از مصالح سنگی موجود در بهسازی جادهها میباشد.در بهسازی راه ها همیشه با یک سری مصالح زباله و غیرقابل استفاده مواجه هستیم که از طرفی باید این مصالح را در طبیعت دپو نمود و از طرف دیگر مصالح مناسب با مشخصات موردنظر را از معادن کوهی و بستر رودخانهها استخراج و جهت بهسازی لایهها مورد استفاده قرار داد.
بر این اساس بازیافت مصالح موجود و استفاده از آنها، از این جهت بسیار مناسب میباشد، که هم از تخریب طبیعت و از بین بردن مناظر و چشم انداز طبیعی ناشی از دپوی مصالح نامرغوب، جلوگیری شده است و هم مصالح جدیدی جهت احداث مجدد، از طبیعت استخراج نشده است. 1RAP به مصالح روسازی لایهبرداری شده و یا بازیافت شده حاوی قیر و مصالح سنگی، گفته میشود. مصالح مورد استفاده در روسازی معمولاً از طریق خردکردن مواد سنگدانه یا لایهبرداری عمقی از آسفالت قدیمی بدست میآید. خردکردن مواد مستلزم برداشتن لایه آسفالتی از سطح روسازی است که به وسیله دستگاه خردکن صورت میگیرد [3] همچنین پیشرفت های اخیر تکنولوژی باعث استفاده 90 تا 100 درصدی این مصالح در مخلوط های آسفالتی شده است.[6]
بر این اساس اگر از مصالح خرده آسفالت - بازیافتی آسفالت - به روش تثبیت با سیمان استفاده گردد باید در جهت اقتصادی نمودن طرح، بهینه ترین طرح مخلوط بدست آید . در طراحی مخلوط خرده آسفالت با سیمان چندین مشخصه وجود دارد مانند: درصد اختلاط مصالح بازیافتی آسفالت و مصالح جدید ، درصد سیمان ، درصد آب ، دانه بندی مخلوط ، مقاومت فشاری ، مقاومت کششی و دوام مخلوط می باشد [4] درصد آب از طریق آزمایش تراکم و رابطه بین چگالی و رطوبت و ارتباط آنها با میزان استفاده از خرده آسفالت بدست می آید در تحقیق انجام شده در محور اردکان نایین و در جهت بدست آوردن بهینه ترین طرح اختلاط مخلوز آسفالت بازیافتی و سیمان نمونه های متعدد با درصد های مختلف خرده آسفالت و سیمان ساخته شد که در این مقاله به رابطه بین چگالی مخلوط ، سیمان، درصد مثرف خرده آسفالت و درصد رطوبت پرداخته می شود.
-2 روش اجرا [2]
وضعیت موجود محور اردکان نایین شامل سه لایه اسفالت - لایه بیندر یک و لایه بیندر دو و لایه توپکا - به ضخامت مجموع 19 سانتی متر و یک لایه اساس به ضخامت 15 سانتیمتر و یک لایه زیراساس به ضخامت 15 سانتیمتر بود. با توجه به محاسبات وطراحی انجام شده مطابق با آییننامه روسازی راههای ایران، نشریه234 سال 1389و آزمایشات انجام شده طبق سنداژهای صورت گرفته در طول مسیر، در طرح بهسازی اولیه نیاز به برداشت لایههای آسفالتی موجود و همچنین برداشت لایه اساس در مقطع مورد مطالعه نمایان شد. در طرح اولیه دو گزینه مد نظر قرار داشت، گزینه اول اجرای مجدد 15 سانتی متر لایه اساس و اجرای سه لایه آسفالت به ضخامت 19 سانتیمتر و در گزینه دوم ضخامت 15 سانتیمتر زیراساس موجود حفظ گردید و با اجرای 20 سانتیمتر لایه بازیافتی تثبیت شده - RAP - و12سانتیمتر آسفالت گرم طرح اجرایی شد.
-3 آزمایش تراکم
آزمایش تراکم به دو روش استاندارد و اصلاح شده صورت میگیرد. به منظور تعیین درصد رطوبت بهینه برای مخلوطهای اساس بازیافتی حاوی خرده آسفالت میبایست از روش تراکم اصلاح شده استفاده نمود . این روش به سه شکل A - ، B، - C معرفی شده است. دراین روش از دو قالب به قطر4 یا 6 اینچ 101.6 - میلیمتر یا 152.4 میلیمتر - و با سقوط کوبه به جرم10پوند 44.48 - نیوتن - از ارتفاع 18 اینچ 457.2 - میلیمتر - که تلاش تراکم - KN-m/m3 - 2700 را ایجاد میکند. استاندارد انجام این آزمایش ASTM D 1557-09 میباشد که بر گرفته از روش ارتش آمریکا در سال 1945 میباشد.
اشکال مختلف آزمایش تراکم اصلاح شده به دانه بندی مصالح مورد آزمایش بستگی دارند. روش A:
قالب: به قطر 4 اینچ مصالح: گذرا از الک شماره 4 تعداد لایه:5 تعداد ضربه در هر لایه:25
کابرد:این روش در مواردی کاربرد دارد که 25 درصد یا کمتر از 25 درصد جرم مصالح روی الک شماره 4.75 - 4میلیمتر - باقی مانده باشد.
روش B:
قالب: به قطر 4 اینچ مصالح: گذرا از الک شماره 9.5 - 3/8 میلیمتر - تعداد لایه:5 تعداد ضربه در هر لایه:25
کابرد:این روش در مواردی کاربرد دارد که 25 درصد یا کمتر از 25 درصد جرم مصالح روی الک شماره 9.5 - 3/8 میلیمتر - باقی مانده باشد.
روش C:
قالب: به قطر 6 اینچ مصالح: گذرا از الک شماره 19 - 3/4 میلیمتر - تعداد لایه:5
