روشهای تولید آسفالت ساختمان

دسته بندي : فنی و مهندسی » عمران
مقدمه:

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. روسازی راه، سازه­ای است که روی بستر طبیعی و یا اصلاح شده، با هدف بوجود آوردن یک سطح هموار و در عین حال با ایمنی کافی برای استفاده ­ کنندگان از راه و فرودگاه، احداث می ­ گردد.

هدف اصلی از اجرای روسازی، کاهش تنش­های ناشی از بار چرخ خودروها به میزان قابل تحمل برای خاک بستر، با افزایش سطح باربر می­باشد. جهت طرح و محاسبه ضخامت روسازی راه باید رفتار خاک بستر و لایه ­ های روسازی را تحت شرایط عبور ترافیک تعیین نمود و مشخصات مصالح و ضخامت لایه ها را نیز می­بایست آنچنان انتخاب نمود که در طی دوره طرح قابلیت تحمل ترافیک مورد نظر را تحت شرایط مختلف دارا باشند.

 انواع روسازیها

روسازیها از نظر مصالح بکار ­ رفته در رویه و نحوه توزیع آن و انتقال بار ترافیک به خاک بستر به سه دسته کلی زیر تقسیم می ­ شوند.

1- روسازیهای انعطاف پذیر
  2- روسازیهای صلب
  3- روسازیهای ترکیبی

روسازیهای انعطاف­پذیر که شامل انواع آسفالتی و شنی می ­ باشند، روسازیهایی هستند که در آنها ازلایه هایی با سختی (مدول ارتجاعی) کم استفاده می ­ شود. این نوع روسازیها بارهای خارجی را بدون گسترش زیاد و در یک سطح نسبتاً کوچک به خاک بستر منتقل می کنند. در این روسازیها خاک بستر نقش خیلی مهمی را در طراحی روسازی ایفا می ­ نمایند.

روسازیهای صلب که همان روسازیهای بتنی می ­ باشند، روسازیهایی هستند که در آنها از یک یا چند لایه با سختی زیاد استفاده می ­ شود. این نوع روسازیها بار خارجی را بدون تغییر شکل زیاد صفحه صلب، در یک سطح نسبتاً بزرگ به خاک بستر منتقل می ­ نماید.

روسازیهایی که ترکیبی از دو نوع روسازی صلب و انعطاف ­ پذیر باشند، روسازیهای ترکیبی نامیده می شوند. بعنوان مثال در روسازی فرودگاه که با روسازی صلب (بتنی) طرح می شود، دال بتنی را معمولاً بر روی قشری از آسفالت (اساس قیری) قرار می­دهند و یا اینکه رویه های بتنی را به هنگام بهسازی با توجه به شرایط خاص طرح با لایه ­ های آسفالتی روکش می کنند.

روسازیهای انعطاف پذیر

بدلیل وجود منابع سرشار نفت و تولید قیر نسبتاً ارزان در کشور، اغلب از روسازیهای انعطاف پذیر در احداث راههای بین شهری و خیابان­های درون ­ شهری استفاده می­گردد. در روسازیهای انعطاف ­ پذیر، طرح و محاسبه بصورت یک سیستم چند لایه ­ ای نیمه بینهایت در نظر گرفته شده و مورد بررسی قرار می­گیرد. این روسازیها معمولاً از سه قشر زیر اساس، اساس و رویه آسفالتی تشکیل می شود. منظور از ضخامت روسازی مجموع ضخامت مصالحی است که روی خاک بستر متراکم قرار می­گیرند.

ویژگیهای لایه های روسازی انعطاف پذیر

همان ­ طور که بیان شد، سازه یک روسازی انعطاف پذیر شامل لایه ­ های زیر ­ اساس، اساس و رویه آسفالتی می باشد. قشر زیر اساس را که روی بستر راه یا لایه تقویتی اجراء می­شود، می ­ توان فونداسیون جاده نیز نامید. کار زیر ­ اساس هموار نمودن بستر راه و ایجاد سطحی مناسب برای اجرای لایه اساس می باشد.

قشر اساس بر روی قشر زیر اساس و در مواردی که بستر راه مقاومت بالایی داشته باشد، مستقیماً بر روی بستر راه اجراء می ­ گردد. طراحی قشر اساس باید بصورتی انجام گیرد که تنش بیش از حد به بستر راه منتقل نشود. این لایه را می توان با سیمان یا قیر تثبیت نمود که در این صورت می ­ توان مقاومت بالاتری از آن انتظار داشت.

در نهایت، لایه آسفالتی مقاوم ­ ترین لایه روسازی می ­ باشد که بیشترین سهم را در تحمل تنش ­ های­ ناشی از بارهای ترافیکی به خود اختصاص می دهد. مقاومت بالای لایه آسفالتی ناشی از ترکیبی از مصالح سنگی با دانه بندی مناسب و قیر به عنوان چسبنده مخلوط آسفالتی می ­ باشد.

لایه آسفالتی

معمولا اجرای آسفالت در سطح راه در دو لایه آستر و رویه انجام می­گیرد. قشر آستر قبل از قشر رویه اجرا می­شود و سهم مقاومتی بیشتری نیز در مقایسه با قشر رویه برای آن منظور می­کنند. می­توان گفت که این قشر در حقیقت توسعه قشر اساس است با این تفاوت که اساس معمولاً از مصالح متراکم غیر ­ چسبنده تشکیل می ­ شود ولی قشر آستر همواره آسفالتی است. قشر رویه در مقایسه با لایه ­ های دیگر اهمیت خاصی در روسازی دارد. از آنجا که چرخ وسایل نقلیه مستقیماً با این قشر تماس دارند، قشر رویه باید به اندازه کافی یکنواخت و هموار باشد تا جاده اطمینان و راحتی مناسبی داشته باشد. همچنین باید مقدار ضریب اصطکاک این قشر با چرخ وسیله نقلیه به اندازه­ای باشد که موجب سرخوردگی آن و بروز سانحه نگردد. همچنین لایه رویه باید در برابر عوامل جوی نیز دوام داشته باشد تا دچار فرسودگی زودرس نشود.

انواع مخلوط­های آسفالتی

مخلوطهای آسفالتی بر اساس کاربری، مشخصات مصالح و شرایط ساخت به چهار دسته آسفالتهای حفاظتی، آسفالت ماکادام نفوذی، آسفالت سرد و بتن آسفالتی گرم تقسیم ­ بندی می­گردند.

آسفالتهای حفاظتی نوعی از رویه‌ آسفالتی است که در سطح راههای شنی و یا آسفالتی اجرا می‌شود. ضخامت این آسفالت کمتر از 25 میلیمتر است و لذا به عنوان لایه باربر روسازی راه محسوب نمی ­ گردد و عملکرد سازه‌ای ندارد. آسفالتهای حفاظتی برای غیر قابل نفوذ کردن بستر راه، جلوگیری از گرد و غبار، افزایش مقاومت سایشی و لغزشی راه و نیز بهسازی موقت رویه‌های موجود آسفالتی و بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربرد انواع آسفالتهای حفاظتی به ترافیک سبک و متوسط محدود می‌گردد و هریک نیز به منظور خاصی اجرا می‌شوند.

آسفالت ماکادام نفوذی نوعی از روسازی راه است که از مصالح سنگی شکسته درشت‌دانه با دانه‌بندی یکنواخت و یا باز تشکیل شده و به وسیله غلتک کوبیده و در هم قفل و بست گردیده و سپس فضای خالی بین آنها ابتدا با قیر تحت فشار و بلافاصله با مصالح سنگی متوسط پر شده باشد. مصالح سنگی درشت‌دانه از شکستن سنگ کوهی و یا رودخانه‌ای بدست می‌آید. آسفالت ماکادام نفوذی معمولاً در مناطقی بکار برده می‌شود که مصالح سنگی رودخانه‌ای با دانه‌بندی پیوسته یافت نشود. آسفالت ماکادام نفوذی را می‌توان به عنوان قشر اساس و یا قشر رویه بکار برد. خاصیت نفوذپذیری قشر آسفالت ماکادام نفوذی در مقابل عوامل جوی و آسیب‌پذیری آن در مقابل رفت و آمد ترافیک ایجاب می‌نماید که سطح حاصله با یک نوع رویه پوشش گردد. ضخامت لایه آسفالت ماکادام نفوذی معادل ضخامت متوسط یک سنگدانه است که بر حسب نوع دانه‌بندی انتخابی تعیین می‌شود و میانگین آن حدود 75 میلیمتر است.

آسفالت سرد از اختلاط سنگدانه‌ها با قیرهای محلول، قیرآبه‌ها و یا قطران در دمای محیط تهیه و در همین دما پخش و متراکم می‌گردد. سنگدانه‌ها در زمان اختلاط با قیرآبه می‌تواند مرطوب باشد ولی برای قیرهای محلول، رطوبت مصالح باید در دمای محیط و یا تحت اثر حرارت خشک شود. آسفالت سرد در قشرهای رویه، آستر و اساس قیری برای ترافیک سبک و متوسط و در قشر اساس آسفالتی برای ترافیک سنگین و خیلی سنگین می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی آسفالت سرد را می‌توان در قشر رویه برای ترافیک سبک و یا متوسط مصرف نمود و چنانچه در آینده ترافیک سنگین شد آن را با آسفالت گرم روکش نمود.

مخلوط آسفالت گرم
 کلیات

آسفالت گرم مخلوطی از مصالح سنگی و قیر خالص است که بر حسب نوع دانه‌بندی و قیر مصرفی، در دمایی بین حداقل 105 الی حداکثر 163 درجه سانتیگراد در کارخانه آسفالت تهیه و در محدوده همین حرارت روی سطوح آماده ­ شده راه مانند بستر روسازی تقویت شده، زیراساس، اساس، پوششهای گوناگون آسفالتی سرد و گرم و رویه‌های بتنی پخش و کوبیده می‌شود.

در گروه مخلوطهای آسفالت گرم، بتن آسفالتی ممتازترین، مقاوم‌ترین و بادوام‌ترین نوع آن است که از اختلاط مصالح سنگی مرغوب و شکسته با دانه‌بندی منظم و پیوسته و قیر خالص، ضمن اعمال کنترل و نظارت دقیق در کلیه مراحل تولید به دست می‌آید. بتن آسفالتی در کلیه قشرهای مختلف روسازی راه و در هرگونه شرایط جوی و ترافیکی، بدون هیچ محدودیتی قابل مصرف است در حالی که در شرایط مشابه، کاربرد سایر انواع آسفالتهای گرم با دانه‌بندیهای گسسته، باز و یا منظم محدودیتهای زیادی دارد. انواع مخلوطهای آسفالت گرم و بتن آسفالتی مصرفی در قشرهای روسازی راه به شرح زیر است.

قشر رویه (توپکا)

آسفالت رویه آخرین قشر آسفالتی است که در تماس مستقیم با بارهای وارده از ترافیک و عوامل جوی محیط قرار می‌گیرد، و لذا باید طوری طرح و اجرا شود که در مقابل اثرات سوء آب، یخبندان، و تغییرات دما از پایایی و مقاومت لازم برخوردار باشد. قشر رویه معمولاً نسبت به قشرهای آستر (بیندر) و اساس قیری دارای دانه‌بندی ریزتر و در نتیجه قیر بیشتر می‌باشد. حداکثر اندازه سنگدانه‌ها در این قشر از 5/9 تا 19 میلیمتر متغیر است که با توجه به بافت سطحی مورد نیاز انتخاب می‌شود. برای ازدیاد مقاومت در مقابل لغزندگی و جلوگیری از ایستابیهای سطحی، از یک نوع آسفالت رویه با دانه‌بندی باز استفاده می‌شود که حداقل ضخامت آن حدود 20 میلیمتر است که جزو سیستم روسازی راه منظور نمی‌شود و نمی‌توان از