دانلود تحقیق آسفالت ساختمان

از آنجا که تغییر شکل دائمی روسازی های آسفالتی که به صورت شیار شدگی ظاهر می شود ، یکی از مهم ترین خرابی های آسفالت می باشد ، انجام تحقیقات به منظور ارائه راه کارهای مناسب برای کاهش خرابی های ناشی از آن امری مهم به نظر می رسد .

همان طور که می دانیم بخش عمده حجمی و وزنی روسازی های آسفالتی را مصالح سنگی تشکیل می دهد و خصوصیات مصالح سنگی تأثیر مهمی بر عملکرد روسازی خواهند داشت .

همان گونه که از فصل قبل در قالب تحقیقات مختلف انجام شده در زمینه تأثیر دانه بندی مصالح سنگی بر تغییر شکل دائم آسفالت ذکر شد ، تأثیر اساسی دانه بندی مصالح سنگی بر تغییر شکل دائم آسفالت روشن می باشد و اهمیت آن بر کسی پوشیده نیست .

لذا اصلاح دانه بندی مصالح سنگی و یا به عبارتی ارائه محدوده های دانه بندی که بتواند میزان تغییر شکل های دائمی روسازی را کاهش دهنده می تواند صرفه جویی کلانی را در سطح ملی با کاهش خرابی های ناشی از شیار شدگی ایجاد کند و عملاً با بهبود عملکرد روسازی ها از هزینه های اضافی که خرابی های روسازی به اقتصاد کشور تحمیل می کند ، بکاهد .
از آنجا که تا کنون در این زمینه در کشور تحقیقات ارزشمندی انجام نشده است و با توجه به اینکه نتایج تحقیقات در زمینه آسفالت تا حدی تابع خصوصیات مصالح مورد آزمایش می باشد ، بررسی این موضوع با مصالحی که در کشور مورد استفاده قرار می گیرد لازم به نظر می رسد زیرا نتایجی که در تحقیقات سایر کشورها به دست آمده است برای مصالح و شرایط موجود در کشور ما به طور کامل صدق نمی کند.
از این رو در این تحقیق تأثیر دانه بندی مصالح سنگی بر تغییر شکل دائم مخلوط های آسفالت گرم مورد ارزیابی قرار گرفته است از این رو در این تحقیق تأثیر دانه بندی مصالح سنگی بر تغییر شکل دائم مخلوط های آسفالت گرم مورد ارزیابی قرار گرفته است .

همان طور که در فصل 5 ذکر شد ، مقاومت درونی مخلوط های گرم با اتصال سنگ به سنگ ( اتصال سنگ دانه ای ) بیشتر می شود.با تغییر منحنی دانه بندی میزان اتصال سنگدانه ای نیز تغییر خواهد کرد.و اتصال مصالح سنگی درشت دانه در دانه بندی مخلوط عامل اصلی مقاومت درونی مخلوط می باشد .

با این وجود مصالح سنگی ریز دانه و دانه بندی آن نیز بر مقاومت در برابر تغییر شکل دائم تأثیر دارند .

برای اینکه بتوان تأثیر مصالح سنگی ریز دانه و درشت دانه را به طور تؤام مورد بررسی قرار داد.

می توان منحنی های دانه بندی که میزان مصالح سنگی درشت دانه و ریز دانه آنها متفاوت می باشد را با یکدیگر مورد مقایسه قرار داد.در این تحقیق محدوده مجاز دانه بندی برای حداکثر اندازه مصالح سنگی معینی انتخاب گردیده و به سه ناحیه بالایی ، میانی ،‌و پایینی‌ ،‌تقسیم گردیده است .

سپس دانه بندی حد وسط هر ناحیه تعیین شده و تأثیر هر یک از دانه بندی ها بر تغییر شکل دائم مخلوط های آسفالت گرم مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت.

انتخاب مصالح مورد آزمایش : مصالح مورد استفاده در ساخت نمونه های آسفالتی در این تحقیق مصالح معمول مورداستفاده در ساخت آسفالت گرم یعنی قیر و مصالح سنگی می باشد.

از آنجا که هدف از این تحقیق تنها بررسی مقایسه ای دانه بندی مصالح سنگی بوده است.

از سایر مصالحی که می تواند در ساخت آسفالت گرم مورد استفاده قرار گیرد مانند پلیمر ها و سایر مواد افزودنی استفاده نشده است.

قیر قیر مورد استفاده برای ساخت نمونه های آسفالتی از نوع قیر با درجه نفوذ 70 تا 60 می باشد.

این نوع قیر بیشتر در نواحی آب و هوای گرم مورد استفاده قرار می گیرد .

به همین دلیل بیشتر در پروژه های ساخت روسازی های آسفالتی بویژه در استان خراسان که مساحت عمده آن را نواحی گرم و خشک تشکیل می دهد ،‌ از قیر با درجه نفوذ 70-60 استفاده می شود.

قیر مورد استفاده از کارخانه آسفالت شهرداری مشهد واقع در جاده کلات تهیه شده کارخانه آسفالت شهرداری مشهد یکی از بزرگترین و مهم ترین کارخانه های آسفالت استان خراسان می باشد که آسفالت گرم تهیه شده در آن بیشتر برای اجرای روسازی های آسفالتی در مناطق شهری و برون شهری مورد استفاده قرار می گیرد و از آنجا که یکی از انواع خرابی های آسفالت که در سطح معابر شهر به وفور مشاهده می شود تغییر شکل های دائمی آسفالت می باشد یکی از دلایل تهیه قیر از این کارخانه استفاده عملی از نتایج به دست آمده از تحقیق برای عملیات اجرایی در آینده می باشد.

بر اساس دستورالعمل انستیتو آسفالت استفاده از انواع قیرهای خالص بر حسب نوع استفاده به لحاظ نوع مسیر و شدت ترافیک و شرایط آب و هوایی ناحیه مورد نظر بر طبق جدول 6-1 می باشد.( منبع تهیه شود .) همان طور که مشاهده می شود انتخاب قیر با درجه نفوذ 60 تا 70 نسبت به سایر انواع قیر ها با توجه به شرایط آب و هوایی استان خراسان انتخاب می باشد.

مصالح سنگی : همان طور که می دانیم دو عامل بسیار مهم مربوط به مصالح سنگی ، جنس و دانه بندی مصالح سنگی می باشد زیرا این دو عامل تأثیر اساسی بر کیفیت مخلوط آسفالت دارد.

لذا انتخاب جنس و دانه بندی مصالح سنگی باید با دقت انجام شود تا نتایج به دست آمده ارزش علمی و کاربردی لازم را داشته باشند و بتوان آن را با نتایج سایر تحقیقات انجام شده مقایسه کرده و نتیجه گیری کرد.

- الف ) جنس مصالح سنگی : یکی از مرغوبترین مصالح سنگی مورد استفاده در ساخت روسازی های آسفالت گرم مصالح سنگی آهکی می باشد.

مصالح سنگی آهکی دوام و استقامت نسبتاً خوبی دارند و از آنجا که رنگ سنگدانه های آن روشن می باشد روسازی ساخته شده با این نوع مصالح سنگی دارای رنگی روشن بوده که از مهم ترین مزایای استفاده از این نوع مصالح سنگی می باشد .

همچنین همان طور که می دانیم دانه های مصالح سنگی باید قادر باشند قیر مصرفی را به خوبی به خود جذب کرده و نگه دارند تا عمل چسبیدن سنگدانه ها به یکدیگر به خوبی انجام شود زیرا هر چه اندود قیری بهتر به دانه ها بچسبد استقامت و دوام آسفالت نیز بیشتر خواهد شد لذا یکی از مزایای دیگر استفاده از سنگ های آهکی این است که قیر را به خوبی جذب می کنند و سطح قیر اندود شده در مجاورت آب پایداری نسبتاً مناسبی دارد.

مصالح مورد استفاده برای ساخت نمونه های آسفالتی از مصالح معدن برکشاهی در نزدیکی قوچان و از محل کارخانه آسفالت شرگت آسفالت نمونه تهیه گردید .

قطعات بزرگ سنگ های آهکی از معدن به این گارخانه منتقل می شوند و در سنگ شکن های عظیمی شکسته شده و سرند می شوند .

از آنجا که مصالح سنگی تهیه شده دارای 100 درصد شکستگی می باشند برای ساخت آسفالت های مقاوم در برابر شیار شدگی بسیار مناسب می باشند زیرا هر چه درصد شکستگی مصالح سنگی بیشتر باشد قفل وبست و اصطکاک بین سنگ دانه ها بیشتر می شود.

به علاوه وجوه شکسته قیر را بهتر به خود جذب می کنند.

مصالح سنگی در کارخانه آسفالت پس از دانه بندی و تفکیک بر اساس اندازه سنگ دانه ها در سیلوهای مصالح سنگی نگه داری می شوند .

مصالح مورد نیاز برای انجام آزمایشات این تحقیق با همکاری آزمایشگاه مکانیک خاک وزارت راه و ترابری مستقر در محل کارخانه آسفالت تهیه شد.

ب ) دانه بندی مصالح سنگی : یکی از مهم ترین عوامل که نقش به سزایی در استقامت و ظرفیت باربر ی روسازی دارد دانه بندی مصالح سنگی می باشد.

در انتخاب دانه بندی مصالح سنگی ملاحظات متعددی در نظر گرفته می شوند که مهم ترین آنها عبارتند از : نوع روسازی نوع لایه آسفالتی ضخامت لایه مورد نظر اندازه بزرگترین دانه مصالح سنگی آیین نامه فنی مورد استفاده بر اساس نتایج تحقیقات گذشته با بزرگتر شدن اندازه بزرگترین دانه مصالح سنگی و به طور کلی با درشت تر شدن اندازه مصالح سنگی بخش درشت دانه ، مقاومت در برابر شیار شدگی مخلوط بیشتر خواهد شد.

بر اساس آیین نامه انستیتو آسفالت دانه بندی مصالح سگی مخلوط آسفالت بر اساس اندازه بزرگترین دانه مصالح سنگی ارائه شده است .

بر اساس جدول 6-1 که دانه بندی های مختلف را نشان می دهد با توجه به اینکه حداکثر اندازه اسمی بزرگترین دانه 19 میلی متر ضمن اینکه دانه بندی نسبتاً درشت دانه ای می باشد ، به طور گسترده ای برای ساخت لایه توپکا و بیندر درکشور مورد استفاده قرار می گیرد.

همان طور که در جدول 6-2 مشاهده می شود ، دانه بندی ارائه شده بر اساس قیری و آستر در دانه بندی ها پیوسته بتن آسفالتی گرم که توسط آیین نامه روسازی آسفالتی راه های ایران ( نشریه شماره 234 سازمان ودیریت و برنامه ریزی ) با دانه بندی انتخاب شده بر اساس آیین نامه انستیتو آسفالت برای اندازه بزرگترین دانه 19 میلی متر منطبق می باشد.

همان طور که از ارقام جدول 6-1 و 6-2 مشاهده می شود برای هر اندازه الک درصد وزنی رشد از الک دارای یک حد پایین و یک حد بالایی می باشد.

در واقع اگر ارقام حد پایین و حد بالا را جداگانه در نظر گرفته منحنی مربوط به آنها را مانند شکل 6-1 رسم نماییم ، حد بالا و پایین دانه بندی برای اندازه بزرگترین دانه 19 میلی متر مطابق شکل 6-1 خواهد بود.در این تحقیق هدف آن است که مشخص گردد در این ناحیه مجاز دانه بندی تغییرات شکل دائم از حد بالا تا حد پایین به چه صورتی می باشد و در چه محدوده ای تغییر شکل دائم کمتر و در چه محدوده ای تغییر شکل دائم بیشتر خواهد بود .

به همین منظور این محدوده بین حد بالایی و پایینی مانند شکل 6-2 به سه ناحیه بالایی ، پایینی و میانی تقسیم شده است لذا هدف مقایسه این سه محدوده از نظر میزان تغییر شکل دائم آسفالت گرم در آنها می باشد.

برای مقایسه هر یک از این محدوده ها باید یک دانه بندی که معرف هر محدوده می باشد ، انتخاب شود تا بتوان نمونه ها ی آسفالتی را با منحنی مورد نظر تهیه و آزمایش نمود.

لذا دانه بندی حد وسط برای هر محدوده به عنوان دانه بندی معرف آن محدوده انتخاب می شود.

مقادیر مربوط به هر یک از این دانه بندی ها که از این پس دانه بندی حد بالایی ، دانه بندی حد میانی و دانه بندی حد پایینی نامیده می شوند در جدول 6-3 و شکل 6-3 نشان داده شده است.

مصالح سنگی تهیه شده از کارخانه آسفالت برای دقت بالاتر آزمایشات در آزمایشگاه مجدداً با الک سرند دانه بندی گردید و در ظرف های جداگانه ای نگهداری می شد.

برای آگاهی از خصوصیات مصالح سنگی و قیر پیش از تعیین طرح اختلاط و روش تهیه نمونه های آسفالتی آزمایش ، برخی از خصوصیات مصالح با انجام آزمایش های مربوط به آنها تعیین شد که در ادامه آورده شده است .

6-4 خصوصیات مصالح مورد استفاده : همان طورکه ذکر شد آزمایشات مصالح شامل آزمایش های مربوط به قیر و آزمایش های مربوط به مصا لح سنگی مورد استفاده جهت ساخت نمونه های آسفالتی می باشد که با انجام آنها خصوصیات مربوط به مصالح تعیین شد.

6-4-1- تعیین مشخصات قیر : آزمایش های انجام شده بر روی قیر تنها آزمایش های فیزیکی می باشند و به دلیل اینکه آزمایش های شیمیایی مربوط به قیر تجهیزات خاصی نیاز دارد و از طرفی به جهت اینکه در این تحقیق در مقایسات بیشتر نقش مصالح سنگی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است تنها آزمایش های فیزیکی ذیل انجام شده است : الف ) آزمایش تعیین درجه نفوذ ب ) آزمایش تعیین نقطه نرم ج ) آزمایش تعیین وزن مخصوص د ) آزمایش تعیین کندروانی جنبشی آزمایش درجه نفوذ : بر حسب تعریف قابلیت نفوذ قیر عبارت است از طول سانتی ( بر حسب اهم میلی متر ) که یک سوزن استاندارد تحت اثر باری معادل 100 گرم در مدت 5 ثانیه در قیر 25 درجه سانتی گراد نفوذ نماید .

هر چه قیر نرم تر باشد درجه نفوذ آن بیشتر خواهد بود.

این آزمایش بر اساس استاندارد امریکایی آزمایش مصالح (ASTM D5‌ ‌‌‌‌‌‌‌) انجام می گیرد.

بر این اساس میانگین عددی که از قرائت نفوذ سوزن طی سه مرحله آزمایش به دست آمده است ، به عنوان درجه نفوذ تعیین شده است .

در جدول 6-4 مقادیر قرائت های انجام شده و میانگین آنها آورده شده است.

دستگاه آزمایش درجه