بررسی عملکرد شیارشدگی مخلوط آسفالت گرم حاوی سرباره مس-بخش ششم

نتایج و مباحث

 نتایج آزمون پایداری مارشال و تست جریان

مقدار بهینه قیر به‌دست‌آمده از پایداری مارشال بیشینه، چگالی ویژه بیشینه و ۴ درصد فضای خالی، به‌طور چشمگیری با افزایش مقدار سرباره مس در مخلوط، افزایش می‌یابد. پایداری مارشال که معیاری برای مقاومت در برابر شیار شدگی تحت شرایط ترافیکی است، با افزودن سرباره مس به مخلوط به مقدار حدود ۲۰ درصد افزایش‌یافته و سپس کاهش می‌یابد. به‌هرحال، مقدار پایداری مارشال مربوط به سرباره مس به میزان ۳۰ درصد هنوز در محدوده مجاز مطابق با استاندارد ASTM D1559 است.

افزایش پایداری مارشال به علت زاویه اصطکاک زیاد (بالای ۵۳ درجه) ذرات سرباره مس بوده که منجر به پایداری خوب و ظرفیت تحمل بار عالی مخلوط می‌شود (Gorai، Jana و ۲۰۰۳Premchand ). کاهش پایداری مارشال که به‌وسیله افزودن بیش از ۲۰ درصد سرباره مس رخ می‌دهد، احتمالاً به علت تفکیک ذرات درشت است که براثر وزن مخصوص بالا و حجم کم سرباره مس ریزدانه رخ‌داده و باعث کاهش حجم ذرات ریزدانه مخلوط و به‌تبع آن کاهش درهم تنیدگی بین ذرات می‌شود. بر اساس چندین مقاله، تعریف کیفی موردقبول و مرسوم تفکیک ذرات، توزیع غیریکنواخت ذرات ریزودرشت اجزاء در مخلوط آسفالت است (William، Duncan و ۱۹۹۶White ).

تفکیک درشت، هنگام تغییر درجه‌بندی به ذرات بسیار درشت و کافی نبودن مقدار ذرات ریز رخ می‌دهد. آسفالت بتنی حاوی سرباره مس به‌عنوان ذرات ریز، مستعد تفکیک درشت است. این امر به علت وزن مخصوص بالا و مقدار کم ذرات سرباره مس است که حجم ذرات ریز را کاهش داده و متعاقباً منجر به کاهش درهم تنیدگی ذرات می‌شود (Hassan و ۲۰۱۰Al-Jabri ). راه‌حل می‌تواند جایگزینی ذرات سرباره مس برحسب حجم باشد. برای نیل به این هدف، یافتن حجم ذرات سرباره مس با استفاده از وزن مخصوص و وزن پیشنهادشده است. پس باید سعی در جایگزینی ذرات طبیعی با سرباره مس برحسب حجم داشته باشیم.

همان‌طور که قبلاً توضیح داده شد، به علت وزن مخصوص بالای سرباره مس، افزودن سرباره مس منجر به افزایش وزن مخصوص مخلوط می‌شود. حفرات در ذرات معدنی که فضای بین‌دانه‌ای آن‌ها توسط قیر و یا هوا در مخلوط آسفالت متراکم اشغال می‌شوند براثر جایگزینی سرباره مس تا حدود ۲۰ درصد افزایش‌یافته و سپس کمی سقوط می‌کند. جریان مارشال به‌وسیله افزایش مقدار سرباره مس در مخلوط کاهش می‌یابد. سهمیه مارشال (MQ) که نسبت پایداری مارشال به جریان مارشال است، برای تعیین سفتی مخلوط به کار می‌رود. هرچه سهمیه مارشال بیش‌تر باشد، سفتی مخلوط بیش‌تر است (Lavin 2003). با افزودن بیش از ۲۰ درصد سرباره مس به مخلوط، سهمیه مارشال افزایش می‌یابد.

 نتایج آزمون خزش دینامیک

نتایج آزمون خزش دینامیک در موافقت با نتایج آزمون پایداری مارشال بوده و قابلیت مقاومت مخلوط آسفالت در برابر شیار شدگی و تغییر شکل دائمی با جایگزینی تا مقدار ۲۰ درصد از ذرات معدنی با سرباره مس بهبود می‌یابد. با جایگزینی بیش از ۲۰ درصد از ذرات با سرباره مس، عدد جریان کاهش قابل‌ملاحظه‌ای خواهد داشت.

مواد و ذرات زاویه‌دار برای ساخت مخلوط آسفالت مناسب‌تر هستند. این امر به علت تمایل این ذرات به قفل شدن در یکدیگر و مقاومت آن‌ها در برابر تغییر شکل دائمی پس از تراکم اولیه است. کمبود ذرات زاویه‌دار ریز می‌تواند منجر به شیار شدگی شود. درحالی‌که مواد و ذرات گرد شده ممکن است منجر به کاهش درهم تنیدگی و به‌تبع آن باعث شیار شدگی شوند (Topal و ۲۰۰۵Sengoz ). افزایش عدد جریان هنگامی‌که بیش از ۲۰ درصد از ذرات با سرباره مس جایگزین می‌شوند می‌تواند به علت ذرات ریز و زاویه‌دار سرباره مس باشد.

همان‌طور که قبلاً نیز در مورد آن بحث شد، اگر درصد ذرات ریز سرباره مس در مخلوط زیاد باشد ممکن است تفکیک ذرات درشت در مخلوط رخ‌داده و منجر به کاهش مقاومت مخلوط در برابر شیار شدگی شود. مقاومت مخلوط در برابر شیار شدگی تحت تأثیر مقدار قیر نیز قرار دارد. بایندر خیلی زیاد در مخلوط می‌تواند باعث روان شدن ذرات و قطعات مخلوط شده و به آن‌ها اجاره تغییر وضعیت بیش‌ازحد را می‌دهد (Williams 2003). مقدار بهینه قیر در مخلوط با افزایش مقدار سرباره مس، افزایش می‌یابد. ذرات سرباره مس تمایل بیش‌تری به جذب قیر نسبت به ذرات و سنگدانه های آهکی دارند. ازاین‌رو، مقدار زیاد قیر در مخلوط حاوی سرباره مس می‌تواند عامل دیگری برای کاهش مقاومت در برابر شیار شدگی در هنگام جایگزینی بیش از ۲۰ درصد سنگدانه های آهکی با سرباره مس باشد.

برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

بررسی عملکرد شیارشدگی مخلوط آسفالت گرم حاوی سرباره مس-بخش هفتم

برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

بررسی عملکرد شیارشدگی مخلوط آسفالت گرم حاوی سرباره مس