آسفالت

چکیده:    VI
اساس و زیر اساس    1
مقدمه    2
لایه زیر اساس    6
تعريف    6
عملكرد زير اساس در روسازي    6
انواع زيراساس    7
مشخصات فني زير اساس    8
زير اساس آهكي    9
اجراي انواع زيراساس    10
كوبيدن قشر زيراساس    11
لايه اساس    13
تعريف    13
انواع اساس    13
مشخصات فني اساس    14
مصالح اساس ماكادامي    17
اجراي انواع اساس    19
تنوع قير؛ عمر آسفالت را افزايش مي‌دهد.    23
تنوع قير؛ عمر آسفالت را افزايش مي‌دهد.    23
آسفالت چیست؟    26
تعریف آسفالت    26
انواع آسفالت    26
آسفالت گرم    27
انواع آسفالت گرم    27
آسفالت‌ سرد    28
آسفالت ماستیک    29
تعريف ملات ماستيك:    29
تعريف مخلوط آسفالت ماستيك:    29
استانداردهاي مورد استفاده در طراحي آسفالتهاي نفوذناپذير:    29
تاريخچه آسفالتهاي نفوذناپذير:    30
تفاوت آسفالت نفوذناپذير با ساير مخلوطهاي آسفالتي    31
خصوصيات آسفالت نفوذناپذير:    33
كاربرد و كارهاي اجرايي با آسفالت نفوذناپذير    34
مزاياي استفاده از آسفالت ماستيك جهت آب بندي    39
برخي از مشكلات و محدوديتها در رابطه با آسفالتهاي نفوذناپذير    42
انواع آسفالتهاي نفوذناپذير    43
اجزاي تشكيل دهنده آسفالت نفوذناپذير    45
خصوصيات فيزيكي مصالح سنگي    45
خصوصيات فيزيكي فيلر    47
نقش مصالح سنگي در آسفالت نفوذناپذير    48
نقش فيلر در آسفالت نفوذناپذير    48
تأثير مشخصات شكل هندسي فيلر بر خصوصيات ملات ماستيك    50
تأثير فيلر بر دوام وپايداري مشخصات مكانيكي آسفالت نفوذناپذير    52
خصوصيات قير    52
نقش قير در آسفالت نفوذناپذير    53
روشهاي توليد ملات ماستيك    54
روشهاي پخش و اجراي آسفالت نفوذناپذير    56
بتن آسفالتی    60
ویژگیهای آسفالت در قسمتهای مختلف راه    60
انواع مصالح سنگی آسفالت    61
ویژگیهای مصالح سنگی بتن آسفالتی    62
روکش آسفالت خیابان ها    63
معایب آسفالت قیری    68
آلودگی هوا و محیط زیست    68
عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی    68
عدم دوام در برابر مواد شیمیایی    68
استفاده از قیر نامناسب    69
خواص بتن غلطكی    69
كاربرد رویه بتنی RCCP زود سخت شونده    69
صلبیت    70
سازگاری با شرایط آب و هوایی    70
اجرا و بهره‌برداری زود هنگام    70
درجه حرارت آسفالت    71
درجه حرارت پخش آسفالت    71
غلتک های آسفالتی    73
غلتکهای فولادی    73
راه بتنی یا آسفالت    75
معایب آسفالت    76
خواص مطلوب بتن و سنگ    77
ضعف آسفالت    77
ضعف بتن    78
طرح آسفالت    79
طرح بتنی    79
نتیجه گیری    82
قیر    83
تعریف قیر    84
قیر نفتی و قیر طبیعی    85
قیر دمیده    86
قیر مخلوط یا محلول    86
قیر امولسیون    87
کاربرد    87
مشخات قیر    88
چشمه قیر روان    90
معرفي علمي قير    90
نحوة توليد قير نفتي    91
مطالب جدید (اساس و زیر اساس)    93
چهاردهمین کنفرانس دانشجویان مهندسی عمران سراسر کشور (1387)    94
دومین کنگره ملی مهندسی عمران (1384)    95
تثبیت لایه اساس با استفاده از تکنولوژی نوین سیمان و امولسیون    96
مطالب جدید (آسفالت)    131
ایران به فناوری ساخت «آسفالت با مقاومت بالا» دست یافت    132
تأثیر فناوری نانو بر آسفالت    134
مروری بر روش های بازیافت آسفالت    139
دومین همایش قیر و آسفالت ایران (1383(    146
سومین همایش قیر و آسفالت ایران (1385)    147
فهرست منابع و مؤاخذ    149

 
چکیده:
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و گسترش راه های مواصلاتی از هر شهر یا منطقه ای به نقطه ای دیگر ، امنیت راه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در کتابی که هم اکنون از پیش روی شما می گذرد ، بر آن شدیم تا قسمتی از مسائل و نکات اجرایی که در یک فرآیند راه سازی موثر است را مورد بررسی قرار دهیدم. به عنوان مثال: لایه های اساس و زیر اساس که امروزه با  تنوع زیادی چه از نظر نوع دانه بندی و چه از نظر مقاومت خاک روبرو شده است، خود امری مهم بوده و چشم پوشی از هر یک از نکات باعث ضعف در راه گشته و این مساله به صورت یک بیماری در راه پدید می آید و گاها باعث خسارتهای مالی و جانی  نیز می  گردد. همچنین تنوع در آسفالت و قیر، امری قابل توجه بوده و رعایت استانداردهای مذکور باعث حفظ ایمنی و عمر طولانی آن می گردد. به عنوان مثال: تنوع این دو عنصر مهم در راهسازی در انواع آب وهوا و  شرایط زیست محیطی، همه و همه فقط به خاطر بهره برداری بهتر از راه می باشد. همین امر  سبب گردیده تا بسیاری از محققان در این عرصه دست به نوآوری های جالبی بزنند که از آن می شود به : تاثیرات فناوری نانو در صنعت راهسازی ، بازیافت آسفالت با اسفتاده از دستاگه های پیشرفته و غیره، اشاره کرد که به تفصیل هر یک در طول کتاب خواهیم پرداخت.
امید است مطالعه کنندگان عزیز نهایت استفاده را از این مطالب ببرند.
مقدمه
هدف از روسازی : ایجاد یک سطح صاف و هموار که قابلیت تحمل وزن چرخ های وسایل نقلیه را داشته باشد و در طول عمر روسازی در تمام شرایط آب و هوایی پایداری خود را حفط کند .
روسازی راه مجموعه ای از یک سری لایه های طراحی شده با مصالح ها بر روی لایه های تحکیم شده زمین طبیعی می باشد . زمین طبیعی در حالت عادی مقاومت و تراکم کافی را ندارد ، در نتیجه لایه های خاکریز با ضخامت های محدود تعریف شده ، پخش و کوبیده می شوند تا به ارتفاع از پیش تعیین شده بستر روساری برسند .
تا این قسمت زیر سازی راه گفته می شود و به مجموعه لایه های بعدی روسازی راه گویند.
اولین لایه روسازی زیر اساس (Sub base) نامیده می شود . زیر اساس در تمام پروژه ها طراحی و احداث آن اجباری نیست ، در دوحالت از زیر اساس استفاده می کنیم :
1- جاده اصلی باشد
2- زیر سازی راه ضعیف باشد
مصالح زیر اساس ، شن و ماسه ای نسبتا مرغوب هستند و با توجه به محدودیت ضخامت هر لایه ممکن است که در چند لایه این کار انجام شود .
بعد از لایه زیر اساس ، لایه اساس (Base) را خواهیم داشت . اجرای لایه اساس در تمامی پروژه ها الزامیست.
متاسفانه در ایران در بسیاری از پروژه های راهسازی ،زیر اساس که وجودش اجباری نیست ریخته می شود اما اساس که وجودش الزامیست به دلیل پرهزینه بودن حذف می شود.
مصالح اساس باز هم شن و ماسه اما با کیفیت بالاست (کاملا مرغوب) . در اینجا هم با توجه به محدودیت ضخامت هر لایه می تواند لایه اساس در چند لایه اجرا شود .
در مورد لایه اساس با توجه به نزدیک بودن به سطح جاده می توانیم این لایه را با مواد خارجی تثبیت کنیم .
مواد خارجی مثل : سیمان و یا قیر : (اساس تثبیت شده با سیمان یا اساس تثبیت شده با قیر )
اساس های تثبیت شده مقاومت و دوام بیشتری خواهند داشت . اگر هم تثبیت نکنیم و شن و ماسه خالی باشد به آن اساس دانه ای گوییم . در یک روسازی می توانیم هم لایه اساس دانه ای و هم تثبیت شده داشته باشیم.
نهایتا در آخرین لایه ها ، لایه های رویه را خواهیم داشت .
لایه های رویه تابعی از میزان تردد در مسیر هستند و هرچه تردد بیشتر باشد رویه قوی تر و با دوام تر باید طراحی شود . به طور مثال در راه های فرعی درجه 3 (روستایی) میزان تردد بسیار کم و ناچیز می باشد ، در نتیجه می توانیم از رویه شنی استفاده کنیم . در راه های درجه 2 یا منطقه ای با تردد بیشتر می توانیم از آسفالت سرد استفاده کنیم و در صورتی که مسیر پر تردد یا جاده اصلی داشته باشیم می توانیم از رویه های بتنی و یا آسفالت گرم استفاده کنیم.در کشور هایی مانند ایران که تولید قیر زیاد و قیمت کمی هم دارد از آسفالت گرم استفاده می کنیم و شاید قریب به اتفاق تمام پروژه های سطح کشور آسفالتی باشد و بر عکس در کشور هایی که سیمان زیاد تولید می شود و ارزانتر خدمت مصرف کننده است رویه های بتنی توجیه پذیرند . رویه های بتنی مانند دال مسلح عمل می کنند ، در سطح کشور و در سطح شهر مکان هایی نیز می باشد که بتنی ساخته شده اند ( قسمتی از فرودگاه ، قسمتی از ترمینال ، زیر گذر حرم مطهر مشهد قبلا رویه یتنی داشته است و...)
رویه های بتنی از لحاظ اجرا بسیار مشکل تر از رویه های آسفالتی می باشد . تعمیر مشکل تری هم نسبت به آسفالت دارد . ولی از لحاظ استقامت در مقایسه با آسفالت گرم ممکن است استقامت بیشتری داشته باشد .
آسفالت گرم انواع مختلفی دارد . بهترین نوع آن بتن آسفالتی است ، هر آسفالت گرمی بتن آسفالتی نیست که بحث عمده ما نیز برای بتن آسفالتی خواهد بود .
رویه : ( رویه بتنی ، آسفالت گرم ، آسفالت سرد، رویه شنی )
عواملی که در طراحی روسازی تاثیر دارند :
1- خاک بستر روسازی : که بایستی از لحاظ جنس و با نفوذ پذیری مورد بررسی قرار بگیرد.
2- مصالح روسازی : که بایستی از لحاظ مقاومت و دوام بررسی کنیم .
3- میزان تردد که بایستی بر اساس تعداد محورهای پیش بینی شده در طول عمر روسازی ، طراحی شود .
4- عوامل جوی : روسازی بایستی در سرما و گرما و تکرار بارندگی ها و یخبندان ها پایداری خود را حفظ کند .
روسازی هایی که رویه بتنی دارند ، اصطلاحا روسازی های سخت و روسازی هایی که رویه آسفالتی دارند ، اصطلاحا روسازی های انعطاف پذیر نامیده می شوند .
در روسازی های انعطاف پذیر چون فشار ناشی ار چرخ های وسایل نقلیه در سطح کمتری به بستر روسازی فشار وارد می کنند ، در نتیجه شناخت رفتار خاک در بستر روسازی برای این نوع روسازی ها بسیار مهم است .
برای شناخت خاک ، نمونه برداری و گمانه زنی انجام می دهیم .
برداشت ها از محور راه و از کناره های راه پیشنهادی صورت می گیرد .
فاصله نمونه ها بستگی به تنوع خاک دارد ، هرچه تنوع خاک بیشتر باشد ، فاصله نمونه ها کمتر انتخاب می شوند . این فاصله بین 15 تا 150 متر است .
هدف از انجام نمونه برداری :
1- تعیین جنس و مشخصات خاک بستر
2- تعیین محل و جنس خاک مناسب برای بکارگیری در خاکریزهاست.
3- تعیین محل و جنس مصالح مناسب جهت تثبیت خاک هاست.
4- تعیین محل و جنس مصالح مناسب جهت به کارگیری در لایه های روسازی است.
5- مشخص کردن سطح آب های زیر زمینی می باشد . در پروژه های راه سازی عمق آب های زیر زمینی راباید مشخص کنیم ، چراکه اگر سه عامل زیر همزمان با هم اتفاق بیفتد باعث از بین رفتن روسازی می شود :
1- سطح آب های زیر زمینی در عمق کمتر از 3 متر باشد .
2- خاک بستر لایه دار باشد
3- درجه حرارت به زیر صفر برسد.

 

لایه زیر اساس
 تعريف
  زير اساس معمولاً اولين قشر است كه روي بستر آماده شده روسازي راه قرار مي گيرد. اين قشر با مشخصات و ضخامت معين، در تمام عرض بستر روسازي پخش و كوبيده مي شود.
   عملكرد زير اساس در روسازي
  عملكرد زير اساس در روسازي، بطور خلاصه بشرح زير است:
    تعديل فشارهاي وارده
  فشارهاي وارده از قشرهاي بالاي روسازي به وسيله اين قشر تعديل و به بستر راه منتقل مي گردد، به طوريكه تنش هاي ايجاد شده سبب نشست و يا تغيير شكل غيرمجاز بستر نشود. با تغيير ضخامت زيراساس مي توان فشار وارده بر سطح بستر روسازي راه را تنظيم كرد.
    خاصيت تراوايي
قشر زيراساس بايد بتواند آب هاي سطحي و يا آب هاي نفوذي شانه ي راه و يا آب هاي تراوشي را به نهرهاي خارج جسم راه هدايت كند. براي تامين اين ويژگي لازم است دانه بندي مصالح قشر زير اساس با دانه بندي هاي جدول 1 منطبق باشد.
  تقليل ضخامت قشر اساس
  استفاده از مصالح زيراساس موجب تقليل ضخامت روسازي و صرفه جويي در لايه هاي اساس و لايه هاي آسفالتي كه مرغوبتر و گرانتر هستند مي شود.
    كاهش اثر يخبندان
  با افزايش ضخامت زيراساس، كه مصالح آن در برابر يخ بندان حساسيت نداشته باشد، مي توان عمق لايه مقاوم در مقابل يخ بندان را افزايش داد.
 انواع زيراساس
  انواع متداول زيراساس بشرح زير است:
     زيراساس با شن و ماسه رودخانه اي
  زيراساس معمولاً از شن و ماسه بستر رودخانه ها، مسيل هاي قديمي، تپه هاي شن و ماسه اي يا واريزه ها و ساير معادن به دست مي آيد. چنانچه اين مصالح دانه هاي درشت تر از حد مشخصات داشته باشد، بايستي آنها را به وسيله سرندهاي مكانيكي سرند نموده و دانه بندي مناسب براي مصرف در قشر زيراساس را تامين كرد.
زير اساس از سنگ شكسته كوهي يا قلوه¬سنگ شكسته
 سنگ¬هاي استخراج شده از معادن سنگ و يا قلوه¬سنگ¬هاي درشت طبيعي مي¬تواند در سنگ¬شكن شكسته و سپس سرند شده و پس از اختلاط با ساير مصالح، در قشر زير اساس بكار رود.
   زير اساس تثبيت شده
  در محل هايي كه مخلوط شن و ماسه رودخانه اي و يا سنگ شكسته كوهي طبق مشخصات در دسترس نباشد، مي توان با اضافه كردن مواد تثبيت كننده مانند سيمان و آهك و يا قير آن را پايدار كرد. در زمينهايي كه آلوده به مواد مضري هستند كه روي سيمان اثر مخرب مي گذارند و در جاهايي كه احتمال رشد و روييدن گياهان وجود دارد، از زيراساس آهكي، مي توان استفاده كرد. زيراساس آهكي در اين فصل تشريح شده است، در پايدار نمودن پي راه ها، بزرگراه ها، خيابان ها، مسيرهاي راه آهن، پاركينگها و غيره كاربرد دارد.
 
 مشخصات فني زير اساس
  زير اساس رودخانه اي و سنگي
  مصالح زير اساس از شن و ماسه طبيعي و يا سنگ شكسته بايد داراي مشخصات زير باشد:
 
  دانه بندي
  دانه بندي مصالح زيراساس با توجه به شرايط محلي بايد با يكي از دانه بنديهاي I تا V مندرج در جدول 3-1 مطابقت داشته باشد.
 
  ساير مشخصات
  ساير مشخصات مصالح زيراساس بايد با حدود مقادير مندرج در جدول 2 مطابقت داشته باشد.  
 
لايه اساس
 تعريف
  قشر اساس دومين قشر از روسازي راه است كه با مشخصات و ضخامت معين روي قشر زيراساس و در تمام عرض آن اجرا مي شود.
 عملكرد اساس
 عملكرد اساس در روسازي عملكرد قشر اساس در روسازي بشرح زير مي باشد:
   تحمل بارهاي وارده
  بارهاي وارده از قشرهاي بالاتر روسازي به وسيله اين قشر تعديل و به قشر زيراساس وارد مي گردد به طوريكه تنش مجاز وارده، سبب نشست و يا تغيير شكل غيرمجاز آن نشود.
  خاصيت تراوايي
  قشر اساس كه مشخصات فني معين تهيه و پخش مي شود داراي خاصيت تراوايي بيشتري نسبت به قشر زيراساس مي باشد.
 انواع اساس
  انواع اساس در روسازي بشرح زير مي باشد:
    اساس شن و ماسه اي شكسته
  شن و ماسه حاصل از رودخانه ها را مشروط بر آن كه داراي مشخصات فني لازم باشد، مي توان از سنگ شكن عبور داد و با دانه بندي لازم در قشر اساس بكار برد.
  اساس سنگ كوهي شكسته و يا قلوه سنگ شكسته
  سنگهاي استخراج شده از معادن سنگ و يا قلوه سنگ هاي درشت رودخانه اي در سنگ شكن ها، شكسته و سپس سرند مي شود و براساس مشخصات تعيين شده در قشر اساس بكار مي رود.