آشنایی با بیس و بایندر در آسفالت

ماکادام های پوشش داده شده

دوره‌های بیس و بایندر

ماکادام‌های پوشش داده‌شده تاکنون متداول‌ترین مخلوط‌های مورداستفاده در دوره‌های بایندر و بیس در پوشش جاده‌ها در انگلستان هستند. در آمریکا چنین موادی به‌عنوان بتن آسفالتی یا قبلاً به‌عنوان آسفالت‌های مارشال توصیف‌شده‌اند. تفاوت کلیدی بین این مخلوط‌ها نفوذ قیر است اگرچه همان‌طور که در زیر بحث شده همیشه چنین نیست. این مواد به شکل پیوسته درجه‌بندی می‌شوند و نسبتاً با مقدار کم قیر تولید می‌شود. قدرتشان از به هم پیوستن سنگ‌دانه‌های پوشش داده‌شده مشتق شده است. تعدادی از مخلوط‌های مختلف استفاده‌شده در انگلستان در درجه اول از مخلوط‌های استفاده‌شده در سایر کشورهای اروپایی تکامل‌یافته است.

در انگلستان، مواد با کارایی بالای دوره‌های بایندر و بیس موردنیازاست مخصوصاً برای نوسازی جاده‌های با ترافیک سنگین در جاهایی که عمق ساخت در دسترس معمولاً به‌وسیله زهکشی و clearance bridge محدودشده است. به‌منظور بهبود کارایی روکش جاده بدون افزایش عمق ساختار مواد بهبودیافته توسعه‌یافته است. منحنی‌های طراحی مناسب برای این مواد می‌تواند به‌وسیله اندازه‌گیری خواص آن‌ها در رابطه با بیس ماکادام پوشش داده‌شده متراکم استاندارد آن‌ها به دست آید. یکی از مهم‌ترین خواص آن مدول سختی است که به‌شدت به رشته‌های بحرانی تولیدشده در بیس و بستر هر دو تأثیر می‌گذارد.

یک مثال از بیس و بایندر ماکادام پوشش داده‌شده متراکم بهبودیافته، ماکادام مقاوم ([۱]HDM) است. در این مواد، قیر ۱۰۰/۱۵۰ سنتی با قیر ۴۰/۶۰ جایگزین شده و مقدار فیلر از یک رنج ۲ تا ۹ درصدی به یک رنج ۷ تا ۱۱ درصدی افزایش‌یافته است. یک افزایش عمده در سختی به‌وسیله استفاده از قیر ۴۰/۶۰ به‌دست‌آمده و یک مقداری افزایش، هرچند کوچک، از محتوای فیلر بیشتر به دست می‌آید. آزمون‌های خستگی در آزمایشگاه نشان داد که قیر سخت‌تر و مقدار فیلر بیشتر تأثیر زیادی بر طول عمر خستگی ندارد. این افزایش در سختی، فشار اعمال‌شده در کف بیس را کاهش می‌دهد، جایی که به‌طور سنتی فرض بر این است که شکستگی ناشی از خستگی در آنجا تولید می‌شود. آزمون‌های انجام‌شده به‌وسیله ماشین مسیر چرخ تایر بادی در ۳۰ درجه سانتی‌گراد نشان داد که اضافه کردن بیش از ۳ درصد فیلر بیشتر، تغییر شکل را به‌وسیله فشردگی بهتر در مخلوط‌ها حدود ۴۰ درصد کاهش می‌دهد.

در سال ۱۹۸۶ تعدادی از آزمایش‌های اثباتی به‌وسیله این مواد روی جاده‌های با ترافیک سنگین به‌منظور بررسی مشکلاتی که ممکن است در هنگام ساخت و لایه نشانی ایجاد شود، انجام شد. تنها سختی مهم تجربه‌شده این بود که برخی از کارخانه‌های اختلاط نسبت به ماکادام متراکم معمولی نیاز به زمان مخلوط کردن بیشتری داشتند. این به دلیل مقدار فیلر بیشتر است. این خروجی را کاهش و هزینه تولید را افزایش می‌دهد. آزمایش با این مواد نشان داد که اندکی افزایش در مقدار قیر می‌تواند تا مقدار زیادی بر این مشکل غلبه کند بدون این‌که تأثیر قابل‌توجهی بر کارایی داشته باشد.

طراحی ضخامت مناسب به‌وسیله TRL تشخیص داده‌شده است.

برای یک طول عمر طراحی‌شده، معرفی HDM بجای مواد معمولی منجر به یک کاهش ۱۵ تا ۲۰ درصدی در ضخامت طراحی شد. این منحنی شامل آژانس استاندارد طراحی بزرگراه است. یک مشخصه برای HDM شامل Cl930 بیس و Cl 933 دوره بایندر از SHW است.

بیس مدول بالا HMB به‌وسیله TRL به‌عنوان نتیجه بررسی یک مخلوط فرانسوی به نام EME که به‌عنوان یک اندازه اقتصادی برای کاهش ضخامت ساختار لایه آسفالت معرفی‌شده بود، توسعه یافت. آزمون‌ها روی یک مخلوط با یک درجه‌بندی پیرو BS 4987 انجام شد. کارایی یک آسفالت آزمایشی تائید کرد که یک دوره بایندر قیر ماکادام با درجه‌بندی پیرو BS 4987 و ساخته‌شده با یک قیر ۱۰/۲۰ خواص مشابه EME دارد.

اخیراً، متداول است که برای ساخت مواد HMB از قیر ۳۰/۴۵ استفاده می‌کنند. این مخلوط سختی افزایش‌یافته‌ای بیش از مواد معمولی را نشان می‌دهد و درنتیجه می‌تواند به شکل نازک‌تری پخش شود. آن می‌تواند در یک رنج وسیعی از شرایط آب و هوایی باکمی تنظیم دماهای اختلاط و فن‌های فشرده‌سازی به‌کاررفته با موادی که یک قیر ۴۰/۶۰ استفاده می‌کنند لایه نشانی و فشرده شود.

پیشرفت‌های اخیر HMB ها از ادغام یک بایندر اصلاح‌شده پلیمری با سختی بالا است. قیر در این مخلوط برای به دست آمدن انعطاف‌پذیری بهبودیافته، چسبندگی و دوام طراحی‌شده است درحالی‌که مخلوط سختی خیلی زیادی دارد به این معنی که در مقایسه با موارد با آسفالت‌های معمولی یک‌لایه نازک‌تر نیاز است.

در انگلستان، مواد دوره بیس و بایندر بر اساس فنّاوری[۲]SMA توسعه‌یافته است. در اصل SMA در آلمان و اسکاندیناوی به‌عنوان دوره رویه در سال‌های ۱۹۶۰ برای مقاومت در برابر لاستیک توسعه یافت و امروزه به‌طور گسترده در بیشتر اروپا استفاده می‌شود. SMA یک آسفالت گپ گرید است که یک اسکلت سنگ‌دانه درشت دارد، مانند آسفالت متخلخل اما حفره‌ها با سنگ‌دانه‌های نرم/فیلر/ ملات قیر پرشده است.

استاندارد BS 4987-1:2003 دارای یک انحراف سایز ۰/۲۰ میلی‌متر برای دوره بایندر گرید باز[۳] و ۰/۳۲ میلی‌متر برای دوره تک سایز است. از دوره بایندر گرید باز برای موقعیت‌های با ترافیک سبک[۴] استفاده می‌شود. مخلوط تک دوره می‌تواند به‌عنوان یک بیس استفاده شود یا به‌عنوان یک دوره بایندر اما بیشتر متداول است به‌عنوان یک ترکیب دوره بایندر و دوره رویه در جاده‌ها استفاده شود که دارای ترافیک سبک هستند. باید به‌سرعت بعد از لایه نشانی و قبل از اینکه تحت تأثیر ترافیک قرار بگیرد به‌وسیله شن قیری درزگیری شود.

[۱] Heavy duty macadam

[۲] Stone mastic asphalt

[۳] Open grade

[۴] Technically where traffic is ≥۲۵۰ commercial vehicles per lane per day