آزمایش های تعیین سختی لایه های روسازی

آزمایش DCP

DCP وسیله ای است که برای اندازه گیری سریع مقاومت و مدول الاستیسیته لایه های مختلف روسازی و بستر طراحی شده است. آزمایش مذکور بسیار ساده، اقتصادی و سریع بوده که از این لحاظ بر بسیاری از آزمایش های رایج در این زمینه، ارجحیت پیدا می یابد.DCP یا نفوذسنج دینامیکی مخروطی، از یک چکش تشکیل یافته که از فاصله 575 میلیمتری بر یک کفشک متصل به میله فرورونده سقوط می کند، یک مخروط فولادی فشرده با زاویه 60 درجه در انتهای این میله فولادی قرار دارد. قطر هسته 20 میلیمتر و قطر میله 16 میلیمتر است.

تعداد دفعات افتادن چکش در برابر نفوذ هسته برای هر آزمایش ثبت می شود تا نرخ نفوذ PR محاسبه شود. انجام این آزمایش نیاز به سه نفر دارد، یکی برای نگه داشتن میله، یکی برای بلند کردن و انداختن چکش DCP و دیگری برای اندازه گیری و ثبت عمق نفوذ.اندازه گیری ها در دستگاه DCP تا 800 میلیمتر و در حالت اضافه شدن قطعات بلندتر تا حداکثر عمق 1500 میلیمتر قابل انجام است. نفوذسنج دینامیکی مخروطی (DCP) از یک میله فولادی به قطر حداکثر 20 میلیمتر که در انتهای آن یک مخروط فولادی با زاویه نفوذ 60 درجه قرار دارد، تشکیل می شود. این مخروط با رها کردن یک چکش به وزن 8 یا 4/6 کیلوگرم از ارتفاع 575 میلیمتری، به درون لایه های روسازی مورد آزمایش فرو می رود.

تشخیص نقاط ضعیف لایه های متراکم شده

بسیاری مطالعات با هدف یافتن روابط مستدل بین نرخ نفوذ DCP و چگالی تراکم در محل با شکست روبه رو شده اند. بیشتر نتایج مربوط به مصالح چسبنده و سنگدانه تغییرات زیادی را نشان داده اند که امکان برقراری یک رابطه تجربی را ناممکن می ساخت، با این وجود مقاطع خوب متراکم شده، مقادیر PR بسیار یکنواختی را از خود نشان می دهند، بنابراین استفاده از DCP برای معین نمودن نقاط ضعف در مصالح فرض شده با تراکم یکنواخت پیشنهاد می شود.

تشخیص لایه ها در سازه های روسازی

DCP یک وسیله مؤثر برای ارزیابی لایه های اساس، زیراساس و بستر روسازی است. تشخیص نرخ نفوذ در برابر عمق به مهندسان این امکان را می دهد تا لایه های متفاوت روسازی را با عمق آنالیز کنند.

تعیین میزان تأثیر تثبیت کردن مصالح

اندازه گیری چگالی، روش مؤثر برای یافتن مقاومت به دست آمده با تثبیت به وسیله افزودنی نیست. چگالی های این مواد همراه با افزایش مقاومت، افزایش نمی یابند. چون اصل استفاده از DCP بر پایه میزان مقاومت مصالح در برابر نفوذ هسته بوده، با افزایش مقاومت مقادیر PR کاهش می یابد و می توان از آن برای نشان دادن تأثیر تثبیت در برابر زمان استفاده نمود.

استفاده به عنوان ابزار آزمایش قابل قبول کردن کیفیت (QA)

DCP یک وسیله کارا برای آزمایش کیفیت بر پایه خصوصیات اجرایی است. این وسیله هم اکنون جای خود را در اکثر ادارات حمل و نقل دنیا یافته است. به طور مثال نرخ نفوذ DCP مساوی یا کمتر از 3 اینچ در هر ضربه تراکم قابل قبولی را براساس استاندارد زهکشی زیرسطحی در ایالت مینسوتا آمریکا ارائه می نماید.

استفاده از نتایج DCP در تعیین قطعات مدیریتی در مدیریت روسازی راه ها

با استفاده از نتایج DCP می توان مقطع راه را به قطعات یکنواخت قابل مدیریت تقسیم بندی نمود. حداقل طول یک مقطع بایستی 100 متر باشد و طول 1000 متر مطلوب است. برای راه های طولانی با شرایط یکنواخت، طول 10000 متر نیز قابل قبول است. ساخت مقاطع یکنواخت با طول کمتر از 500 متر غیرحرفه ای است. در برخی نقاط جدا کننده، ممکن است، ، مقدار DCP کمی مشاهده شود که بایستی این نقاط بهبود یابد.

روش کالیبراسیون

دستگاه نفوذ دینامیکی مخروطی DCP به دلیل مکانیزم ساده و کار به صورت دستی نیاز به کالیبراسیون ندارد. آنچه می بایست به آن توجه شود نحوه صحیح مونتاژ دستگاه و محکم کردن قسمت های مختلف آن توسط اتصالات خاص آن است. زیرا هر گونه عدم اتصال درست قطعات علاوه بر کاستن از عمر دستگاه باعث پایین آمدن دقت در قرائت ها و ضربات ایجاد شده می شود. در واقع آنچه تضمین کننده صحت نتایج در دستگاه DCP است، نحوه صحیح انجام آزمایش است که جزئیات نصب و را ه اندازی دستگاه و نحوه انجام آزمایش در دستورالعمل های همراه هر دستگاه آمده است.

روش انجام آزمایش

دستگاه DCP مونتاژ شده را روی سطح راه قرار دهید. چکش را تا جای ممکن بالا آورده و سپس رها کنید، دقت شود که آن را به سمت پایین شتاب نداده و فقط آن را رها کنید. عمق نفوذ را برای هر 5 ضربه به دست آورید. این روند را برای نفوذ 800 میلیمتر زیر سطح ادامه دهید. برخورد با لایه سنگی برای 5 تا 25 ضربه ممکن است به صورت خط افقی نشان داده شود. با ادامه ضربات، نفوذ ادامه می یابد.دستگاه DCP قادر نیست در لایه های سخت، مانند مصالح سنگی درشت دانه و متراکم و یا لایه های متشکل از تکه سنگ های سخت نفوذ کند.

تحلیل و تفسیر نتایج به دست آمده

برای روسازی یک راه اغلب نیاز است، تا حد امکان در مورد ضخامت لایه ها و شرایط ساز ه ای آنها اطلاعات کسب شود. زمانی که یک راه شروع به اضمحلال سازه ای زودرس می کند، در واقع مشکلات ذاتی سازه ای در ساختار آن وجود داشته که دانستن این موضوع حیاتی به نظر می رسد. سریع ترین و آسان ترین راه برای تشخیص ضخامت و وضعیت روسازی، بررسی نحوه طراحی، که راه براساس آن ساخته شده از روی نقشه های آزبیلت است.

اما طراحی ها فقط نشانگر وضعیت اصلی ساخت در قبل و حین ساخت راه هستند و هیچ اطلاعاتی در مورد اتفاقاتی که از زمان ساخت تاکنون برای لایه های روسازی رخ داده و همچنین وضعیت فعلی، نمی دهند. بنابراین ضروری به نظر می رسد تا با کمک ابزارها و روش هایی، وضعیت حال حاضر روسازی مورد بازرسی و کنکاش قرار گیرد.

این مهم ممکن است با رو ش های مخرب مانند مغزه گیری و روش های آزمایشگاهی صورت گیرد و یا به کمک رو ش های غیرمخرب در محل انجام شود. حفر سوراخ و مغز ه گیری نه تنها به راه صدمه می زد و وقت گیر و پرهزینه است بلکه به دلیل دست خورده شدن نمونه ها ممکن است چندان دقیق نباشند.یک نوع از رو ش های آزمایش غیرمخرب که مفصلاً به معرفی آن پرداخته شده است، به نام نفوذسنج مخروطی دینامیکی (DCP) عملکرد موفقی در ارزیابی سازه ای روسازی از خود نشان داده است.

استفاده از DCP در تعیین مقاومت لایه های غیر چسبنده روسازی

DCP وسیله ای ساده، ارزان، سریع و کارآمد برای بررسی وضعیت سازه ای لایه های غیر چسبنده سنگدانه ای مانند بستر، زیراساس و اساس در روسازی محسوب می شود. ضخامت لایه ها و مقاومت آنها (CBR)، دو پارامتر مهم به دست آمده از آزمایش DCP به شمار می رود.

استفاده از DCP به عنوان ابزار کنترل کیفیت

دستگاه DCP دستی به عنوان ابزاری مفید برای کنترل کیفیت اجرایی لایه های بستر، زیراساس و اساس در پروژ ه های راهسازی می تواند تلقی شود. این دستگاه با توجه به سادگی، عدم نیاز به کاربر آموزش دیده و تعمیر و نگهداری آسان، کارایی بالایی در بین پیمانکاران و ناظرین راهسازی برای این منظور خواهد داشت. در این کار لازم است الگویی برای میزان نفوذ در ضربات معین برای پذیرش تراکم و دانه بندی لایه های غیرچسبنده خاکی، تدوین و در پروژه ابلاغ شود.