شیار افتادگی مخلوط های آسفالتی

شبکه ی راه، بخشی از سرمایه ی هر کشور محسوب می شود که امروزه با افزایش روز افزون آمد و شد وسائط نقلیه و تنوع آب و هوایی باید از این سرمایه ی بزرگ که می تواند زمینه ی پیشرفت در ابعاد مختلف را برای کشور محیا سازد و دارای اهمیت بالایی است، حفظ و نگهداری کرد. در عصر حاضر مطالعه و تحقیق درباره ی مخلوط های آسفالتی با ویژگی هایی از قبیل انعطاف پذیری قابل قبول، مقاومت در قبال خستگی و مقاومت در برابر شیار افتادگی (تغییر شکل دائم) مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.

تغییر شکل دائم یکی از مهم ترین خرابی های روسازی محسوب می شود که سالانه مبالغ قابل توجهی از هزینه ی ترمیم و نگهداری را به خود اختصاص می دهد. بارگذاری متناوب، کیفیت نامناسب مخلوط از نظر مقاومت برشی و نرسیدن به تراکم مورد نظر منجر به وقوع این نوع خرابی در روسازی راه می شود و تنها راه علاج این مشکل، ارزیابی کیفیت مخلوط در مرحله ی طراحی است.

روسازی راه

عملیات احداث راه شامل دو قسمت عمده ی زیرسازی و روسازی راه (Road surface) است. به طور کلی هدف از زیرسازی راه، انجام عملیات خاکی تا رسیدن به سطح بستر (subgrade) به عنوان خط پروژه راه بوده (بستر طبیعی یا بستر اصلاح شده ی راه) که با احداث ابنیه ی فنی (شامل پل، تونل، دیوار حائل، زهکش و…) و پس از انجام شیب عرضی منطبق با طرح، تکمیل می شود.

یک مقطع راه از اجزای مختلفی اعم از زیر اساس، اساس و رویه تشکیل شده است. اساس قسمت عمده ی باربری را بر عهده دارد، در حالی که وظیفه ی اصلی رویه ایجاد سطحی برای رانندگی مطلوب با مقاوت لغزشی مناسب در شرایط مختلف و حذف آب مانده بر روی آسفالت و جلوگیری از پدیده ی پاشش است. در جاده های بتنی، معمولاً اساس و رویه با هم ترکیب می شوند در حالی که در روسازی های انعطاف پذیر (Flexible pavement) این دو قشر از هم مجزا هستند.

آسفالت هات رولد از پرکاربردترین مخلوط های آسفالتی در کشور انگلستان است که برای جاده های پرترافیک استفاده می شود. این آسفالت در حرارت 160 درجه ی سانتی گراد تهیه و به محل پروژه حمل و در حالی که هنوز گرم است، پخش و کوبیده می شود. پس از تراکم این آسفالت کاملاً آب بند می شود.

نوع دیگری از روسازی که در کشور ما هم کاربرد دارد، استفاده از آسفالت متخلخل (Porous Asphalt) است، که در نواحی اقلیمی پربارش به دلیل وجود مصالح نفوذ پذیری منجر به انتقال آب سطحی به لایه های زیرین و نهایتاً زهکشی آن می شود. لایه ی مرکب آسفالت و بتن، ماده ای انعطاف پذیر، مقاوم و مناسب برای روکش جاده است و به دلیل وجود سیمان، حساسیت کمتری نسبت به حرارت در دماهای بالا دارد.

این مخلوط که مرکب از آسفالت متخلخل و ترکیب آن با دوغاب سیمان است، باعث کاهش حساسیت در قبال تغییر شکل دائمی در دماهای بالا می شود. لایه ی مرکب، یک نوع آسفالت با تخلخل زیاد (حدود 25 %) است که با دوغاب سیمان اشباع شده باشد. این آسفالت به عنوان محیطی بین، بتن سیمانی و بتن آسفالتی متداول با خواص مشابه بتن در دماهای بالا است.

درسال 1950 در کشور فرانسه استفاده از بتن آسفالتی و اهمیت مقاومت این مخلوط در برابر تغییر شکل مورد بررسی قرار گرفت. در سال 1960 این نوع روسازی ساخته شده است، اما نقص هایی در طراحی آن وجود داشته است. سالویسیم اولین کسی بود که دانه بندی آسفالت متخلخل را برای ارتش آمریکا تهیه کرده است. دانه بندی پیشنهاد شده سبب ساختار آسفالت متخلخل با درصد تخلخل در حدود 15 تا 25 درصد شد که اندازهی آن به طور معمول 10 % کمتر از دانه بندی استاندارد موجود است.

تخلخل کم دلیل اصلی گسیختگی ملات سیمان در نمونه های آزمایش شده بود و در سال 1970 در کشور آلمان کاربرد بتن آسفالتی با درصد بالای تخلخل مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی و مکانیکی این نوع آسفالت از لحاظ کشش و فشار متفاوت بوده و سبب افزایش مقاومت سطح روسازی در برابر بارهای سنگین می شود.