عوامل موثر در تراکم آسفالت

عوامل زیادی بر تراکم پذیری مخلوط های آسفالتی تأثیر می گذارد. از جمله این عوامل می توان به خواص مخلوط آسفالتی، نوع و چگالی مواد پایه زیرین، ضخامت لایه های آسفالت و شرایط محیطی در زمان قرارگیری اشاره کرد. در این نوشته می خواهیم درباره عوامل موثر در تراکم آسفالت را به طور کامل توضیح دهیم. تیم جهان نما یکی از قدرتمندترین شرکت های راهسازی در کشور است که در امر آسفالت و آسفالت کاری نسبت به دیگر رقیبان پیشی گرفته است .

تعریف تراکم آسفالت

تراکم فرآیند متراکم کردن یا کاهش حجم توده ای از مواد آسفالتی است. اکثر متخصصان ، دستیابی به تراکم مناسب را برای عملکرد روسازی آسفالت ضروری می دانند. به منظور پایداری ذرات آسفالت سنگدانه ها و دیگر مواد تشکیل دهنده آسفالت را با یکدیگر مخلوط میکنند تا با یکدیگر قفل کرده تا به پایداری و مقاومت بالا در برابر تغییر شکل ، شیار شدن و به طور کلی ترک برداشتن برسد و همزمان نفوذپذیری مخلوط را کاهش داده و دوام آن را بهبود بخشد.

عوامل موثر در تراکم آسفالت

عوامل زیادی بر تراکم پذیری مخلوط های آسفالتی تأثیر می گذارد. از جمله این عوامل می توان به خواص مخلوط آسفالتی، نوع و چگالی مواد پایه زیرین، ضخامت لایه های آسفالت و شرایط محیطی در زمان قرارگیری اشاره کرد. اگر هر یک از این عوامل تغییر کند، استفامت آسفالت یا استحکام مخلوط به طور مستقیم تحت تأثیر قرار می گیرد. علاوه بر این، تراکم پذیری نهایی مخلوط تحت تأثیر نوع غلتک ها، تعداد غلتک ها و الگوهای نورد مورد استفاده در فرآیند تراکم قرار می گیرد.

مخلوط آسفالت و متغیرهای روسازی

در حال حاضر طیف گسترده ای از مخلوط های آسفالتی در ایران استفاده می شود.مخلوط های آسفالتی از عوامل موثر در تراکم آسفالت میباشد. از جمله انواع مخلوط می توان به مخلوط های متراکم درجه بندی شده، مخلوط های درجه بندی باز و مخلوط های آسفالت ماتریس سنگی (SMA) اشاره کرد. در قلمرو مخلوط‌های درجه‌بندی متراکم، برخی از مخلوط‌ها مخلوط‌هایی با درجه‌بندی خوب، برخی مخلوط‌های درجه‌بندی درشت، و برخی مخلوط‌هایی با درجه‌بندی بسیار متراکم (یکنواخت) هستند. برخی از مخلوط‌های درجه‌بندی باز برای لایه‌های دوره اصطکاکی استفاده می‌شوند در حالی که برخی به عنوان لایه پایه نفوذپذیر استفاده می‌شوند. مخلوط‌های SMA، که معمولاً دارای درجه‌بندی بسیار متراکم هستند، معمولاً دارای درجه‌بندی متفاوتی نسبت به مخلوط‌های آسفالتی با درجه‌بندی متراکم معمولی هستند و مقدار بیشتری از پر کننده‌های معدنی را به عنوان بخشی از درجه‌بندی ترکیب می‌کنند. مخلوط های آسفالتی با درجه بندی شکاف نیز توسط برخی نمایندگی ها استفاده می شود.

همچنین انواع و درجه های زیادی از مواد چسبنده آسفالت در حال حاضر استفاده می شود. تعدادی از این کلاسورها هنوز با استفاده از سیستم نفوذ درجه بندی می شوند، برخی هنوز دارای درجه بندی ویسکوزیته (AC) هستند، در حالی که اکثر آنها حداقل برخی از معیارهای یک کلاسور آسفالت درجه بندی شده (PG) را دارند. علاوه بر این، برخی از بایندرهای آسفالتی با استفاده از مواد الاستومری یا پلاستومری اصلاح شده پلیمری هستند. چسب های لاستیکی آسفالتی نیز در برخی از مخلوط های آسفالتی استفاده می شود. هر یک از این انواع و گریدهای مواد چسبنده آسفالت بر میزان سفتی به دست آمده در مخلوط آسفالت چه در زمان ساخت و چه در طول فرآیند تراکم اثر می گذارد.

محتوای چسب آسفالت موثر مخلوط آسفالت نیز بر کارایی و تراکم پذیری تأثیر می گذارد. با افزایش محتوای چسب آسفالت، ضخامت لایه روی ذرات سنگدانه افزایش می یابد. در دماهای تراکم، این افزایش ضخامت لایه، اثر روانکاری بایندر آسفالت را افزایش می‌دهد و تا حدی، تراکم مخلوط را آسان‌تر می‌کند.

تأثیرات سنگدانه ها

در حال حاضر انواع مختلفی از سنگدانه ها در دنیا استفاده می شود. سنگدانه ها از عوامل موثر در تراکم آسفالت هستند برخی از آن مواد رسوبی، برخی آذرین و برخی منشأ یخچالی (شن) دارند. علاوه بر این، جذب، سالم بودن، زاویه‌ای بودن، بافت سطح و درجه ذرات صاف و/یا کشیده، همگی بر خواص مواد مختلف سنگدانه‌ها و بنابراین، خواص مخلوط آسفالتی که در آن گنجانده شده‌اند، تأثیر می‌گذارند. به طور خاص، مقدار سنگدانه های درشت و ریز خرد شده در مخلوط تأثیر مستقیمی بر سفتی و تراکم پذیری مخلوط حاصل دارد.

ملاحظات خواص حجمی

حجم مخلوط از عوامل موثر در تراکم آسفالت است .الزامات حجمی برای مخلوط های مختلف آسفالتی به طور گسترده ای متفاوت است. در بسیاری از موارد، حفره های موجود در سنگدانه های معدنی (VMA)، فضاهای خالی پر شده با آسفالت (VFA) و فضای خالی هوا (AV) الزامات محتوایی به عنوان بخشی از مشخصات مشخصات مخلوط گنجانده شده است. در برخی مکان‌ها، روش‌های طراحی مخلوط Hveem هنوز رایج هستند و به طور کلی، روش‌های طراحی مخلوط Hveem نیازی به محاسبه مقادیر VMA یا VFA مخلوط ندارند. به خوبی شناخته شده است که حجم سنجی مخلوط آسفالت تأثیر مستقیمی بر عملکرد مخلوط تحت ترافیک دارد. با این حال، حجم سنجی نیز تأثیر بسیار چشمگیری بر سفتی مخلوط در طول عملیات تراکم و توانایی پیمانکار برای دستیابی به سطح مطلوب تراکم دارد.

اثرات زیست محیطی

شرایط محیطی در زمان قرار دادن مخلوط  از عوامل موثر در تراکم آسفالت است که می تواند مستقیماً بر میزان تراکم حاصل از تأثیر بر زمان در دسترس برای فشرده سازی مخلوط – نرخ خنک شدن مخلوط تأثیر بگذارد. دمای هوا، دمای پایه، سرعت باد، و شار خورشیدی یا پوشش ابر (تا حدی جزئی) همگی بر میزان خنک‌سازی مخلوط و توانایی پیمانکار برای به دست آوردن سطح چگالی مطلوب در مخلوط آسفالتی حاکم هستند. شرایط محیطی در هر پروژه متفاوت است و بر سطح چگالی به دست آمده با هر عبور تجهیزات تراکم تأثیر می گذارد.

شرایط پایه

تأثیر نوع و شرایط پایه نیز عاملی است که بر میزان سختی یا تراکم به دست آمده در لایه آسفالت جدید تأثیر می گذارد. این مقدار تا حدی بستگی به این دارد که آیا لایه آسفالت جدید در بالای خاک زیرین قرار می گیرد، یک لایه پایه سنگدانه، یک لایه آسفالت مخلوط سرد، یک لایه روسازی آسفالت ترک خورده، یک لایه بتن آسفالت جدید، یا یک لایه روسازی سیمان پرتلند. علاوه بر این، ضخامت لایه آسفالتی که قرار می گیرد نیز عاملی است که باید در هنگام تلاش برای فشرده سازی مخلوط در نظر گرفته شود. لایه‌های نازک‌تر آسفالت سریع‌تر از لایه‌های ضخیم‌تر سرد می‌شوند.

ضخامت بالابر و اندازه ذرات

ضخامت بالابر و اندازه ذرات نیز یکی دیگر  از  عوامل موثر در تراکم آسفالت است به طور کلی، بالابرهای ضخیم مخلوط آسفالتی را می توان راحت تر از بالابرهای نازک متراکم کرد. هرچه بالابر ضخیم‌تر باشد، گرما طولانی‌تر حفظ می‌شود و بنابراین زمان بیشتری برای انجام غلتک وجود دارد.

به عنوان یک دستورالعمل کلی، برای مخلوط های درجه بندی شده با متراکم ریزتر (آنهایی که بالاتر از خط حداکثر چگالی نمودار 0.45 توان رسم می کنند)، حداقل ضخامت بالابر باید سه برابر حداکثر اندازه اسمی سنگدانه باشد. به طور مشابه، برای یک مخلوط درشت درجه بندی شده (نقشه برداری زیر خط حداکثر چگالی)، ضخامت بالابر باید حداقل چهار برابر حداکثر اندازه اسمی سنگدانه باشد. این دستورالعمل ها ضخامت بالابر کافی را برای ذرات سنگدانه فراهم می کند تا در طول فرآیند تراکم، جهت گیری مجدد و بسته بندی شوند.

دمای مخلوط

از دیگر عوامل موثر در تراکم آسفالت دمای مخلوط است .گفته شده است که سه عامل مهم که بر توانایی پیمانکار در دستیابی به تراکم مطلوب در یک مخلوط آسفالتی تأثیر می‌گذارند، به ترتیب اهمیت، دما، دما و دما هستند.

مخلوط های آسفالتی را می توان از نظر مقاومت در برابر تراکم به دو دسته اصلی تقسیم کرد. برخی از مخلوط ها سفت هستند و به سختی فشرده می شوند. برخی از مخلوط‌ها نرم هستند و تحت تأثیر غلتک‌های درام فولادی بیش از حد حرکت می‌کنند. مخلوط های مناقصه معمولاً در “منطقه دمای متوسط” بررسی یا ترک می کنند. به جای افزایش چگالی هنگامی که مخلوط در ناحیه دمای متوسط ​​نورد می شود، زمانی که مخلوط در جلوی چرخ های فولادی روی یک غلتک ارتعاشی درام دوبل یا یک غلتک چرخ فولادی استاتیک حرکت می کند، اغلب چگالی از بین می رود.

الگوی غلتکی که برای متراکم کردن یک مخلوط سفت استفاده می شود، معمولاً به طور قابل توجهی با الگوی غلتکی مورد استفاده برای فشرده سازی یک مخلوط لطیف متفاوت است. به دلیل سه ناحیه دمایی که معمولاً هنگام فشرده سازی یک مخلوط حساس یافت می شود، سفتی مخلوط در یک دمای خاص ممکن است اصلاً به چگالی نهایی مخلوط مربوط نباشد.

دمای مخلوط آسفالت در طول فرآیند نورد به طور مداوم در حال تغییر است. سرعت سرد شدن مخلوط به عوامل متعددی از جمله ضخامت لایه در حال متراکم شدن، دمای مخلوط در زمان اکسترود شدن آن از زیر لکه روی سنگفرش، خواص مخلوط آسفالتی ( درجه بندی متراکم یا درجه بندی باز)، و همچنین شرایط محیطی مانند دمای هوا و سرعت باد.

دمایی که در آن یک مخلوط آسفالتی تولید می شود هم بر سهولت تراکم و هم بر زمان در دسترس برای تراکم تأثیر می گذارد. زمان در دسترس برای تراکم با دمای مخلوط افزایش می‌یابد، اما محدودیت‌هایی وجود دارد که دمای تولید چقدر می‌تواند بالا باشد تا از آسیب رساندن به بایندر آسفالت جلوگیری شود.

تغییر مداوم دمای مخلوط عامل اصلی است که تخمین چگالی نهایی مخلوط را زمانی که نورد تکمیل می‌شود، در طول فرآیند نورد واقعی دشوار می‌کند.

هدف در تراکم مخلوط آسفالت، تولید روسازی آسفالتی صاف، پایدار و بادوام است. شناخت عوامل موثر در تراکم آسفالت گام مهمی در دستیابی به این هدف است.