بخشی از مقاله
چکیده:
بتن آ سفالتی یک ماده مر کب از سنگدانه، ق یر، مواد افزودنی - در صورت ن یاز - و ف ضای خالی مابین مخ لوط می با شد. از بین م صالح مذکور ق یر دارای ارزش اقتصادی و همچنین اثرات مخرب زیست محیطی بیشتری می باشد ولی ضرورت ا ستفاده از ق یر ان کار نا پذیر ا ست. لذا م قدار حداقل ا ستفاده از آن از دو جنبه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت می باشد. هدف از نگارش این مقاله بدست آوردن دانه بندی مناسب برای حصول حداقل قیر مصرفی در بتن آسفالتی می باشد. لذا بدین منظور شکل هندسی مناسبی برای سنگدانه ها در نظر گرفته شده و م حدوده مورد ا ستفاده م شخص گرد یده ا ست. همچ نین فر مول های لازم ا ستخراج گردیده و مدلسازی انجام گرفته است.
واژگان کلید: قیر بهینه، منحنی دانه بندی، بتن آسفالتی، ضخامت قشر قیر.
. 1 مقدمه
با توجه به ماهیت سنگدانه و تنوع بسیار در مواد تشکیل دهنده و سنگ شکن ها، تا کنون شکل دقیق هندسی برای آن انتخاب نشده و فق از شکل هندسی با تقر یب منا سب ا ستفاده شده ا ست. از ا نواع ا شکال در ن ظر گرف ته می توان به مک عب و کره و بی ضیگون با سه ق طر مخت لف ا شاره کرد. در مهند سی ع مران از منحنی های ا ستاندارد دا نه ب ندی ج هت طرح ا ختلاط ا ستفاده می شود که اخ یرا ا ین رو یه با ا ستفاده از فر مول ان جام می پذیرد. ت مامی روش های طرا حی بر نای نوع و دا نه ب ندی م صالح مو جود در م حل بوده و با تو جه به آن م یزان مصرف قیر مشخص می شود که این دارای نقایصی است که ضرورت تعیین دانه بندی ب هین را الزا می می دارد. با تو جه به اهم یت اقت صادی ق یر و شرای زی ست محیطی، الزام استفاده هر چه کمتر از قیر روز به روز بیشتر نمایان می شود. ولی تا کنون جایگزین مناسبی برای قیر پیدا نشده است و استفاده از آن به طور گسترده انکار ناپذیر است. لذا اهمیت بدست آوردن میزان مصرف حداقل قیر بیشتر آشکار است. در این تحقیق ابتدا ساختار بتن آسفالتی معرفی گردیده و سپس شکل منا سب انت خاب و فر مول ب ندی شده ا ست و برای آن مدل سازی ان جام گردیده و محدودیت ها مشخص شده است.
.2 مخلوط بتن آسفالتی
مخلوط بتن آسفالتی متشکل از سنگدانه، قیر، مواد مضاف - درصورت نیاز - و ف ضای خالی می با شد. با تو جه به شرای محی طی و نوع راه، هر یک از مواد ت شکیل ده نده مخ لوط، برای ح صول نتی جه منا سب، در یک م حدوده مشخ صی قرار میگیرند. هر یک از مصالح دارای نقش مخصوص به خود هستند که برای ایفای این نقش هم باید به تنهایی دارای خصوصیات خاص باشند. در این بین عمده وظیفه سنگدانه تحمل بار وارده میباشد. قیر به عنوان چسباننده سنگدانه ها به هم به کار برده می شود. پس م یزان ا ستفاده از ق یر ب ستگی به نوع و دا نه ب ندی م صالح سنگی دارد. ق یر در دو حا لت در م صالح سنگی ا ثر میک ند. در نوع اول قیر، داخل خلل و فرج سنگدانهها را پر میکند و تاثیری بر چسبندگی مصالح به هم ندارد و میزان قیر مصرف شده به جنس سنگدانه ها بستگی دارد و به دانه بندی وابسته نیست. در نوع دوم قیر سطح رویه سنگدانه ها را پوشش میدهد و باعث چسبندگی بین سنگدانهها میشود که در این حالت میزان مصرف قیر به دانه بندی مصالح وابسته است و جنس سنگدانهها در آن تاثیری ندارد. در این تحقیق سعی بر بهینه سازی مصرف قیر در حالت دوم است و جنس سنگدانه و قیر و سایر شرای یکسان فرض شده است.
1-2 دانه بندی
برای دانه بندی مصالح سنگی از الک های استاندارد با قطر 8 اینچ استفاده می شود. سنگدانه ها به دو گروه ریزدا نه یا فی لر و در شت دا نه یا شن تق سیم ب ندی می شوند. مرز م یان در شت دا نه و ر یز دا نه در ا ستانداردهای مخت لف مت فاوت ا ست و مع مولا ا لک شماره 4 و یا شماره 10 مرز جدایی میبا شد. برای تعیین مرز بین ریز دانه و درشت دانه بیلی و همکارانش[2] روشی را تبیین کرده ا ند که به روش بی لی1 م عروف ا ست. حد پایین م صالح سنگی ا لک شماره 200 یا ذرات به قطر 75 میکرون میباشد. حد بالا با توجه به محل و شرای مصرف تعیین می شود که در این میان دو مقدار حداکثر اندازه اسمی سنگدانه2 و بزرگترین اندازه سنگدانه[1] 3 تعریف میشود. معمولا محدوده حد بالا قطر 37.5 و 25 میلیمتر میباشد. پس ذرات با اندازه بین 37 تا 4.75 یا 2.36 میلیمتر را شن یا درشت دانه و ذرات با اندازه بین 4.75 یا 2.36 میلیمتر تا 75 میکرون را ر یز دا نه یا فی لر مینام ند. هر یک از م صالح در شت دا نه و ر یز دا نه دارای وظیفه خاصی هستند که در میزان مصرف قیر تاثیر دارد.
