آسفالت ماده‌ای است سیاه، چسبنده و.....

آسفالت ماده‌ای سیاه، چسبناک و بسیار چسبنده یا شبه جامد می‌باشد. آسفالت ماده‌ای ترکیبی است که از مخلوط کردن شن و ماسه و قیر ساخته می‌شود و در ساخت جاده، باند فرودگاه و پشت بام ساختمان‌ها به کار گرفته می‌شود.در این مقاله به معرفی انواع آسفالت پرداخته شده است.

بتن آسفالتی

بتن آسفالتی ، پوسته متراکم و سیاهرنگی است که قسمت عمده و بطور کلی استخوان بندی آن را مصالح سنگی دارای دانه بندی پیوسته (با کمترین فضای خالی) تشکیل می‌دهد و ذرات آن به توسط قیر به هم چسبیده‌اند. بتن آسفالتی جسم همگن و توپری است که خود بار می‌برد، مقاومت برشی نسبتا زیاد دارد، در برابر عوامل جوی و چرخ وسایل نقلیه پایداری می‌کند و نیاز به تعمیر همیشگی ندارد.

به عبارت دیگر بتنی است که در آن ، به جای دوغاب سیمان ، قیر بکار رفته است و برای پر کردن هر چه بیشتر فضاهای خالی آن از گرد سنگ استفاده شده است. بتن آسفالتی را به روش گرم و معمولا در ماشینهای خودکار ساخته و مخلوط می‌کنند و سپس در سطح راه پخش نموده و می‌کوبند. آسفالت را تا 4 یا 5 سانتیمتر در یک قشر و کلفت تر از آن را در بیش از یک قشر می‌سازند.

ویژگیهای آسفالت در قسمتهای مختلف راه :

معمولا قشرها از رویه و آستر تشکیل می‌شود. لایه رویی که تحت تاثیر عوامل جوی و چرخ وسایل نقلیه است، باید از جنس ممتاز ساخته شود. یکی از وظایف اصلی لایه زیرین که در روی پی (زیرسازی) راه قرار می‌گیرد و ممکن است خود از یک یا چند لایه درست شده باشد، انتقال بار از رویه به زیرسازی راه است. قشر آستر معمولا با دانه بندی درشت تر و قیر کمتر و قشر رویه با دانه بندی ریزتر و قیر بیشتر ساخته می‌شود.

در زمان تهیه آسفالت ، علاوه بر نوع مصرفی که خواهد داشت به حمل مصرف آن توجه می‌شود. از آن جمله است: آفتابی یا سایه بودن محل ، روباز بودن یا قرار گرفتن درون تونل ، خشکی و نمناکی محل کار ، تغییرات دمایی که باید تحمل کند، فصل ساختن راه و مانند آن.

انواع مصالح سنگی آسفالت

مصالح سنگی درشت

شامل ذرات درشت تر از الک شماره 8 (یا 10) است. این مصالح که معمولا از شن طبیعی و سنگ یا قلوه سنگ شکسته است، باید عاری از مواد پوشاننده سطح دانه‌ها (مانند لای یا رس) یا هر نوع ماده مضر دیگر که مانع چسبیدن قیر به ذرات می‌شود ذرات سست و کلوخه‌های گلی و سنگهای تجزیه شده باشد. ساییدگی این مصالح در 500 دور چرخش ماشین لوس آنجلس نباید از 40 برای آستر و از 30 برای رویه تجاوز کند. همچنین باید لااقل 60 درصد وزنی دانه‌های درشت ، حداقل در دو چشمه شکسته باشند. مقاومت اینگونه مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 چرخه آزمایش با سولفات سدیم نباید از 8 درصد بیشتر باشد.

مصالح سنگی ریز

به مصالحی اطلاق می‌گردد که از الک شماره 8 می‌گذرند، ولی روی الک شماره 200 باقی می‌مانند. این مصالح از شکستن سنگ یا شن یا از ماسه طبیعی یا مخلوطی از آنها بدست می‌آیند. مصالح سنگی ریز ، باید تمیز و سخت و بادوام و تا حد امکان گوشه‌دار و عاری از پوشش رسی ، لای یا هرگونه مواد مضر دیگر ، که مانع چسبیدن قیر به ذرات می‌گردد، باشند. علاوه بر آن باید عاری از کلوخه‌های رسی و دانه‌های سست سنگهای تجزیه شده باشند. مقاومت این مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 چرخه آزمایش با سولفات سدیم باید کمتر از 8 درصد باشد (افت وزنی کمتر از 8 درصد).

مصالح سنگی فیلر (پرکننده)

فیلر به دانه‌های ریزی از مصالح سنگی اطلاق می‌شود که از الک شماره 200 می‌گذرند. این ذرات باید عاری از مواد آلی و رس باشند. فیلر را می‌توان از شکستن و خرد کردن سنگهای مناسب بدست آورد. هرگاه فیلر موجود (حاصل از شکستن سنگ یا قلوه سنگ و شن) کافی یا مرغوب نباشد، می‌توان از گرد سنگهای آهکی ، آهک شکفته ، سیمان پرتلند یا سایر موارد معدنی مشابه که خمیرسان نباشند و با استاندارد کار وفق دهند، استفاده کرد.

فیلر مصرفی در آسفالت ، چه به صورت فیلر موجود در مصالح سنگی درشت و ریز و چه به صورت فیلری که احیانا جداگانه تهیه و به مخلوط اضافه می‌شود، باید به اندازه‌ای باشد که دانه بندی مصالح سنگی و فیلر به روی هم در حدود فرمول کارگاهی شود.

ویژگیهای مصالح سنگی بتن آسفالتی

مصالح سنگی بتن آسفالتی باید دارای دانه بندی پیوسته باشد. به نحوی که ذرات ریز فضاهای بین ذرات درشت تر را پر نماید. دانه بندی مصالح سنگی و فضای خالی آن فوق العاده در کیفیت آسفالت حاصله تاثیر دارد. مصالح سنگی پس از آن که بر طبق فرمول کارگاهی مخلوط شدند، باید آزمون ارزش ماسه‌ای بر روی آنها انجام شود. نتیجه این آزمون باید لااقل 50 باشد. قیر مصنوعی در آسفالت گرم معمولا 70/60 است. البته ممکن است، با توجه به وضع آب و هوا و نوع ترافیک ، از انواع دیگر قیر نیز استفاده شود. مقدار قیر مصرفی در مخلوط آسفالت بیشتر به صورت درصد قیر نسبت به مخلوط آسفالت نشان داده می‌شود.

کمیت و کیفیت مصالح سنگی و قیر و نحوه اختلاط آنها معمولا بر طبق بررسیهایی که در مورد همان کار مخصوص انجام گرفته و به طرح آسفالت موسوم است، انجام می‌شود. آسفالتها انواع دیگری نیز دارند که از آن میان می‌توان از آسفالت نفوذناپذیر نام برد که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل جسم راه اجرا می‌شود یا آسفالت سرد که در آن به عنوان ماده چسبنده از مخلوط قیر و قطران ، که در سرما نیز مایع است، استفاده می‌شود. آسفالت سرد را بیشتر بطور برجا می‌سازند.

آسفالت‌ حفاظتی

آسفالت‌های حفاظتی به آن دسته از مخلوط‌های قیر و مصالح سنگی اطلاق می‌شود که جهت پوشش و محافظت راه در مقابل عوامل جوی به‌کار گرفته می‌شوند. آسفالت حفاظتی باعث جلوگیری از فرسایش سطح راه‌های شنی و یا آسفالته می‌شود. این آسفالت به سهولت اجرا می‌شود و ضخامت آن معمولاً تا ۲٫۵سانتی‌متر است.

البته آسفالت حفاظتی می تواند کاملاً قیر نیز باشد، که در این نوع از آسفالت حفاظتی مصالح سنگی به کار نرفته است و به نوعی آن را از مخلوط های آسفالتی نیز می توان جدا نمود. که هدف از ایجاد لایه حفاظتی و اختصاصا از این نوع آسفالت ایجاد یک لایه قیر بر روی مصالح سنگدانه است تا مصالح سنگی را به مخلوط آسفالتی که بعدا مورد استفاده قرار می گیرد بچسباند. در این نوع آسفالت نباید از قیری استفاده شود که به لایه سنگدانه نفوذ کند، اما باید آسفالت بالا را بچسباند.

آسفالت‌ سرد

آسفالت سرد (Cold Mix) به مخلوطی از مصالح سنگی و قیر مخلوط و یا امولسیون قیر گفته می‌شود که مواد اولیه آن در دمای محیط مخلوط شوند. در برخی انواع آسفالت سرد، ممکن است قیر بر حسب ضرورت گرم شود، اما سایر مصالح بدون گرم شدن با قیر مخلوط می‌شوند.  آسفالت سرد به دو دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شود:آسفالت سرد پیش ساخته (Plant Mixed cold mix)

خواص فیزیکی :

چگالی آسفالت فشرده برابر ۲٫۲ تن بر متر مکعب می‌باشد.

آسفالت بطور کلی مخلوطی است از مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته و یک ماده چسباننده که معمولا قیر است. آسفالت با توجه به کاربرد آن به صورتهای گوناکون ساخته می شود. آشناترین نوع آسفالت همان آسفالت گرم یا بتن آسفالتی گرم است. مصالح سنگی معمولا بیش از 90 درصد مخلوط آسفالت را تشکیل می‌دهند. از اینرو مصالح سنگی تاثیر بسزایی در کیفیت آسفالت حاصله دارد.

بررسی کیفیت آسفالت قیری و ارائه روش بتن غلطکی زود سخت شونده RCCP در ایران

استفاده از آسفالت قیری با توجه به معایب آن از جمله: آلودگی هوا و محیط زیست خصوصاً هنگام تولید، عدم سازگاری با شرایط اقلیمی به ویژه در فصل سرما، تغییر شکل و عمر کوتاه، عدم دوام در برابر مواد شیمیایی. با توجه به قیمت آن لازم دیده شد که طرحی مناسب و جایگزین با قابلیتهای مصالح موجود در کشور انتخاب گردد که پس از مطالعات اولیه و اجرای آزمایش با توجه به قابلیتهای فراوان رویه بتنی توانمند زود سخت شونده  RCCP(ROLLER COMPACTED CONCRETE PAVEMENTS)  عبارتند از: دامنه کاربرد بسیار وسیع، مقاومت فشاری بیش از سه برابر ماکزیمم مقاومت فشاری ثبت شده برای آسفالت قیری، صلبیت و عدم تغییر شکل، سازگاری با شرایط اقلیمی سرد و گرم، سرعت بالای اجرا و امکان بهره‌برداری زود هنگام، سازگاری با محیط زیست پیشنهاد گردید. بتن غلتکی RCCP برای اولین بار در ایران هم اجرا شد، آن هم توسط مجتمع تولیدی تحقیقاتی بتن ایران‌فریمکو در هشتگرد، نتایج آزمایشهای صورت گرفته نشان می‌دهد که این عملیات با موفقیت انجام گرفته است.

ازجمله مشکلات اساسی معابر سواره رو خیابانها و شبکه‌های بزرگراهی و محوطه‌های صنعتی در کشور ما تخریب و تعویض‌های متوالی آسفالت می‌باشد که در کنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جاده‌ها و خیابانهای کشور را نیز به شدت کاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد می‌کند به نحوی که این وضعیت مورد اعتراض 100 درصد صاحبان اتومبیل‌ها و رانندگان می‌باشد! اعتراض که تکنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگویی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تکنیکی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیکی می‌باشد. از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد فعلی و هیدروکربن‌ها در ترکیب آسفالت قیری در کنار پائین بودن قابلیت‌ها و آسفالت‌ قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیکی بالاخص دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیکل‌های یخبندان، گزینه‌ رویه‌های بتنیRCCP را پیش رو قرار داده است.

کاربرد رویه بتنی RCCP زود سخت شونده

دامنه کاربرد بسیار وسیع در ساخت جاده‌ها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راه‌ها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، کف سالن‌های صنعتی، محوطه‌های صنعتی و انبارها، باراندازها، جاده معادن، پیاده روها، ورزشگاه‌ها، پیست اتومبیل‌رانی، کف نمایشگاه‌های صنعتی و تجاری، محوطه‌های تجاری، بنادر اسکله‌ها، دامداری‌ها، سردخانه‌ها، جاده‌های شیب‌دار، لوپ‌ها، میادین، دورها، پلها، کف ترمینال‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس‌ و کامیون (گاراژ)‌ را می‌توان نام برد.

مقاومت رویه بتنی RCCP زود سخت شونده

مقاومت فشاری با نسبت آب به سیمان پایین و صفر بودن اسلامپ از 150 تا 300 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع که در شرایط عمل آوری و با مرغوبترین مصالح به دست آمده است که تحمل بارهای سنگین ترافیکی به ویژه در محل شیبها، دورها، بارهای ترافیکی و ایستگاه‌های سنگین را به راحتی تحمل می‌کند.

صلبیت

صلب بودن و عدم تغییر شکل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت.

سازگاری با شرایط آب و هوایی

دوام بلندمدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به اینکه در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچگونه تغییر شکلی در آنها ایجاد نمی‌شود. در مناطق سردسیر رویه بتنی (RCCP) به خاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیکل‌های یخبندان در مواجه با آسیبهای احتمالی ایمن و مقاوم است.

اجرا و بهره‌برداری زود هنگام

سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و قابلیت بهره‌برداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار (دوازده ساعت پس از اجرا).

سازگاری با محیط زیست

رویه بتنی RCCP به خاطر نفوذناپذیری مواد متشکله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچگونه مشکل زیست محیطی در محدوده کاربردی خود ندارند. و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشکله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف می‌شود. رنگ خاکستری و خنثی RCCP، ضریب جذب دمای مناسبی دارد و این به خاصیت پایین آوردن دمای محیط کمک می‌کند.

معایب آسفالت قیری

آسفالت قیری که در مقابل فشارهای فیزیکی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت در مرغوبترین آسفالت قیری ایران معادل 85ـ75 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. و در برابر تغییرات جوی و تغییر دما تغییر شکل می‌دهد و عمر مفید کوتاهی دارد.

آلودگی هوا و محیط زیست

برای تهیه آسفالت قیری به چیزی حدود 140 درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیر قابل توجهی سوخت به مصرف می‌رسد و می‌توان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی و خصوصاً آلودگی هوا در کلان شهرها بسیار نامناسب است.

عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی

بخش قابل توجهی از افت کیفیت آسفالت‌های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق می‌افتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایه‌های زیرین و یا استفاده از نمک برای یخ‌زدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرما می‌باشد.

در مناطق گرمسیر با مشکل تغییر شکل آسفالت قیری مواجه هستیم.

عدم دوام در برابر مواد شیمیایی

آسفالت قیری در برابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی که در محوطه‌های صنعتی وجود دارند تخریب می‌شوند.

استفاده از قیر نامناسب

قیر مورد مصرف در راه‌سازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و باید ضربه‌های ناشی از حرکت وسایل نقلیه را تحمل نماید.

خواص بتن غلطکی

به طور کلی خواص بتن غلطکی سخت شونده بستگی به دانه‌بندی،‌ جنس و شکل سنگدانه‌ها، و مواد سیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراکم و کنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن، هزینه کمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مکانیکی مورد نیاز بتن معمولی نیز می‌‌باشد. عموماً بتن غلطکی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف می‌کنند.