[ مقاله] دلایل تخریب روسازی راه

[Alireza_2003]

با بیان ساده عریان شدن، شکست پیوند چسبندگی بین سطح مصالح سنگی و قیر می‌باشد. معمولاً عریان شدن از زیر لایه آسفالتی شروع می‌شود و به سمت بالا حرکت می‌کند تا ساختمان روسازی ضعیف شود. زیرا با ترافیک ترکها ظاهر می‌شوند و در مراحل پیشرفته روسازی شروع به خرد شدن می‌کند و عامل اصلی آن آب است.
مکانیزم عمل به این ترتیب است که آب بین لایه نازک قیر و سطح مصالح سنگی دست می‌یابد و از آنجایی که سطح مصالح سنگی جاذبه بیشتری نسبت به آب دارند تا به قیر، پیوند چسبندگی شکسته می‌شود.

اتصال قیر و سنگدانه‌ها با نیروی جاذبه بین مولکولهای غیرمشابه که آنها را محکم به هم می‌چسباند حاصل می‌شود. چسبیدن یک ماده به ماده دیگر پدیده‌ای سطحی است. چسبندگی به تماس نزدیک دو ماده و جاذبه دو طرفه سطوح آن بستگی دارد.

چندین تئوری چسبندگی برای تشریح پیوند یا عدم پیوند قیر به کانیهای مصالح سنگی پیشنهاد شده است. براساس عمومی‌ترین تئوری پذیرفته شده، چسبندگی انرژی آزاد روی سطح سنگ که انرژی آزاد روی سطح مایع (قیر یا آب) را جذب می‌کند، به وجود می‌آید. این انرژی آزاد همچنین کشش سطحی نامیده می‌شود. برای امکان نزدیکترین تماس بین قیر و سطح مصالح سنگی، قیر باید توسط گرم شدن، امولسیون نمودن یا مخلوط شدن با حلالهای نفتی به صورت مایع درآید. توانایی قیر مایع شده به ایجاد تماس نزدیک با سطوح مصالح سنگی، قدرت پوشش مصالح نامیده می‌شود. قدرت پوشش قیر به مقدار زیادی با ویسکوزیته آن کنترل می‌شود. اگر همه شرایط یکسان باشد، ویسکوزیته کمتر، قدرت پوشش بالاتر را به همراه دارد. توانایی مصالح سنگی برای تماس کامل با یک مایع، توانایی پوشش شدن نامیده می‌شود.

قیر عملاً جاذبه‌ای برای آب ندارد، از طرف دیگر، بیشتر مصالح جاذبه هم به قیر و هم به آب را دارند. بنابراین اگر یک لایه نازک آب روی سطح مصالح باشد، قیر ممکن است به راحتی ذرات مصالح را بپوشاند، اما به سطح آن نخواهد چسبید، مگر اینکه قیر جانشین لایه نازک آب شود.

قیر همچنین ممکن است ذرات سنگ پوشیده با غبار را بدون چسبیدن به آنها بپوشاند. لایه غبار از تماس قیر با سطح سنگ جلوگیری می‌کند. حتی اگر مصالح سنگی خشک باشند، ذرات غبار ممکن است حفره‌های ریزی در لایه نازک قیر ایجاد نمایند که اجازه می‌دهد آب از آنها بگذرد.

در مورد قیرهای امولسیونی باید اذعان داشت که هر دو نوع قیرهای امولسیونی آنیونیک و کاتیونیک می‌توانند خصوصیات چسبدگی و عمل آوری داشته باشند (با توجه به نوع مصالح). تجربه نشان داده است که امولسیونهای آنیونیک (با بار منفی روی ذرات قیر) بیشتر مناسب استفاده با مصالح سنگی که بارهای سطحی مثبت دارند می‌باشند. بالعکس امولسیونهای کاتیونیک (با بار مثبت روی ذرات قیر) بیشتر مناسب مصالح سنگی که دارای بارهای سطحی منفی هستند می‌باشد. در کاربرد قیرها امولسیونی آنیونیک یا کاتیونیک، ته نشست اولیه ذرات قیر یک واکنش الکتروشیمیایی است، اما پیوند اصلی مقاومت بین لایه نازک قیر و مصالح سنگی بعد از، تبخیر آب امولسیون و آبی که ممکن است روی سطح مصالح سنگی باشد، ایجاد می‌گردد. همچنین بافت سطحی مصالح، پوکی و خصوصیات جذب آنها روی چسبندگی قیر به مصالح سنگی اثر می‌گذارند. مصالح سنگی با سطح صاف به خوبی مصالح سنگی با سطح خشن، لایه نازک قیر را نگه نخواهند داشت. ذرات متخلخل که قیر را جذب می‌کنند بهتر از مصالح سنگی با سطح صاف لایه نازک قیر را نگه خواهند داشت. مصالح سنگی متخلخل قیر بیشتری نسبت به مصالح غیرمتخلخل نیاز دارند.

انواع عریان شدن

عریان شدن زمانی که پیوند بین قیر و مصالح سنگی با آب شکسته شود، اتفاق می‌افتد. به علت کامل خشک نشدن، آب ممکن است روی سطح مصالح یا داخل خلل و فرج سنگدانه‌ها باشد یا ممکن است از منابع دیگری بعد از اجرا آب نفوذ کرده باشد. حداقل به 6 روش به شرح زیر ممکن است پیوند بین قیر و مصالح سنگی شکسته شود:

1- به شکل ذرات ریز و پایدار در آمدن

علت عریان شدن تحت عنوان خود به خود خرد شدن و به شکل ذرات ریز و پایدار درآمدن.

2- تفکیک

جدا شدن قیر از سطح مصالح سنگی توسط لایه نازک آب بدون شکست واضح و قابل دید در لایه نازک قیر است که نهایتاً لایه نازک قیر می‌تواند کاملاً از مصالح سنگی جدا شود.

3- جابجایی

این امر هنگامی است که چسبندگی قیر به سطح مصالح سنگی توسط آب ضعیف شود. در این نوع عریان شدن، آب آزاد از طریق نفوذ در پوشش قیری به سطح سنگدانه‌ها راه می‌یابد. شکست ممکن است از پوشش ناکافی سنگدانه‌ها هنگام مخلوط کردن آسفالت در کارخانه آسفالت یا گسیختگی لایه نازک قیر باشد.

4- گیسختگی لایه نازک

این پدیده نیز یک روش عریان شدن است که در واقع می‌توان آنرا اولین گام در عریان شدن نامید. گسیختگی لایه نازک قیر روی ذرات مصالح سنگی عموماً بعلت اعمال تنشهای ناشی از ترافیکایجاد خرابی در لبه‌ها و گوشه‌های تیز که پوشش قیر در آنها بسیار نازکتر است، اتفاق می‌افتد.

5- فشار آب حفره‌ای

این فشار عاملی برای تشدید عریان شدگی می‌باشد. در مخلوطهای آسفالتی با فضای خالی زائد، آب ممکن است آزادانه از میان فضاهای خالی مرتبط داخلی عبور کند. ترافیک ممکن است درصد فضای خالی روسازی را کاهش داده، مسیرهای عبور بین فضاهای خالی را ببندد و آب را محبوس نماید. به علت جریان ترافیک و عبور مکرر آب، فشار آب حفره‌ای به حدی می‌رسد که عریان شدن قیر از سطح مصالح سنگی را ایجاد می‌نماید.

6- جریان آب هیدرولیکی

این جریان بیشتر از لایه‌های سطحی روسازی‌های آسفالتی و در قسمت زیرین لایه اعمال می‌شود. وقتی که روسازی اشباع باشد، چرخهای وسیله نقلیه آب را به درون روسازی از جلو تایرها فشار می‌دهند و آن را از پشت تایرها به بیرون می‌مکند. این حرکت آب به عریان شدن مصالح سنگی کمک می‌کند. همچنین غبار و ماسه و سنگدانه‌های رها شده در جاده نیز ممکن است با آب باران مخلوط شده و خراشیدگی لایه نازک قیر را تسریع بخشند.

علت عریان شدن

به طور کلی فقط یک علت برای عریان شدن وجود دارد: آب بین لایه نازک قیر و سطح مصالح سنگی راه یابد و جانشین قیر به عنوان پوشش مصالح سنگی شود. آب به چند طریق ممکن است به سازه روسازی برسد. از میان آنها می‌توان به آب درون یا روی مصالح سنگی که کاملاً خشک نشده‌اند، زه آب باران از میان شانه‌ها، ترکها یا روسازی متخلخل، آب زیر سطحی (که از نقاط بالاتر فشار هیدرواستاتیکی تولید می‌نماید)، آب موئینه از بستر راه و تبخیر آب از لایه‌های زیرین اشاره نمود. به هر صورت آب به روشهای مختلفی ممکن است به مصالح سنگی برسد.

کاهش عریان شدن یا جلوگیری کردن از آن

برای ساخت روسازی جدید، یا روکش یا بازیافت یک روسازی قدیمی راهنمایی‌های زیر باید برای کاهش احتمال عریان شدن مورد توجه قرار گیرد:

1- برای روسازی‌های جدید تمام آسفالتی از دانه‌بندی پیوسته، خوب متراکم شده، مستقیماً بر روی بستر کاملاً آماده شده استفاده شود. تحقیقات نشان می‌دهد، اگر این روسازی‌ها به طور مناسب و خوب ساخته شوند حتی در بخش ترانشه هیچ آبی زیر این روسازی‌ها جمع نمی‌شود. بنابراین این روسازی‌ها به طور مؤثری در مقابل عریان شدن مقاومت می‌نمایند.

2- ایجاد زهکشی اصولی برای ساختمان روسازی ـ اگر آب آزاد سریعاً دفع شود یا از مخلوط مصالح سنگی و قیر دور نگه داشته شود، عریان شدن ناشی از تشکیل امولسیون، جابجایی، گسیختگی لایه نازک یا جریان آب هیدرولیکی توسعه نمی‌یابد. آب جدا از مخلوط نگه داشته می‌شود که باعث مقاومت عریان شدن بیشتر مصالح سنگی شود.

3- در اکثر حالات از مخلوطهای سنگدانه و قیر با دانه بندی متراکم به جای دانه‌بندی باز برای لایه‌های میانی و اساس استفاده نمائید استفاده از مخلوطهای با دانه‌بندی پیوسته و خوب متراکم شده از ورود آب به لایه‌های روسازی جلوگیری می‌کند. وقتی مخلوطهای اساس با دانه‌بندی باز در تعمیر ترکها استفاده می‌شود تعبیه سیستم مناسب زهکشی جهت جلوگیری از ایجاد فشار آب حفره‌ای و احمال عریان شدن ضروری می‌باشد.

4- اطمینان نمایید که همه لایه‌های روسازی کاملاً متراکم شده‌اند و در لایه‌های با دانه‌بندی پیوسته فضاهای خالی مرتبط برای عبور آب از میان آنها وجود نداشته باشد. روش آزمایش تجربی، «ASTM3637 نفوذپذیری مخلوطهای آسفالتی» روشی را برای کنترل نفوذ پذیری روسازیهای متراکم شده در صحرا را در برمی‌گیرد.

5- از مصالح سنگی تازه شکسته شده با مقاومت عریان شدن ضعیف استفاده نکنید. قیر از مصالح سنگی که برای یک هفته یا بیشتر انبار شده‌اند کمتر لخت می‌شود تا نسبت به همان مصالح سنگی که بتازگی شکسته شده‌اند.

6- از مصالح سنگی گرم و خشک استفاده کنید ـ اگر مصالح سنگی دارای سطح خشک باشند به طوری که هیچ رطوبتی بین مصالح سنگی و لایه نازک قیر موجود نباشد، عریان شدن کمتر اتفاق می‌افتد.

7- از مصالح سنگی تمیز استفاده کنید ـ از مصالح سنگی درشت با ذرات رس نظیر غبار که به طور محکم به سطح آنها چسبیده است نباید استفاده شود. حتی اگر قیر به طور کامل سنگدانه را بپوشاند، غبار از چسبیدن قیر به سطح سنگدانه جلوگیری خواهد نمود.

8- از مصالح سنگی با جاذب رطوبتی بالا در صورت در دسترس بودن انتخابهای دیگر استفاده نکنید لازم است مصالح سنگی که بیشترین مقاومت را نسبت به عریان شدن دارا می‌باشند، استفاده گردد. با انجام آزمایش حساسیت آبی مصالح و قیر برگزیده برای پروژه، تعیین نمایید کدام مصالح سنگی برای پروژه بهترین می‌باشد.

9- هنگامی که استفاده از مصالح سنگی جاذب آب اجتناب ناپذیر است، یک ماده ضد عریان شدن را به مقدار مناسب تعیین شده توسط آزمایشهای حساسیت آبی و طرح مخلوط آزمایشگاهی اضافه نمایید آهک هیدراته ومواد مایع ضد عریان شدن پایدار در مقابل حرارت عملکرد صحرایی قابل قبولی با مصالح سنگی منتخب فراهم نموده‌اند. اگر آهک هیدراته و مواد مایع ضد عریان شدن پایدار در مقابل حرارت عملکرد صحرایی قابل قبولی با مصالح سنگی منتخب فراهم نموده‌اند. چنانچه آهک هیدراته انتخاب شود، بهترین نتایج وقتی حاصل می‌گردد که مصالح سنگی با ماده آبکی آهک هیدراته تثبیت شود. بهترین نتیجه بعدی، وقتی است که آهک هیدراته به مخلوط آسفالتی در ضمن تهیه آن اضافه می‌شود. با بعضی مخلوطها، مواد مایع ضد عریان شدن پایدار در مقابل حرارت مؤثر بوده‌اند. فرآورده‌ای را انتخاب نمایید که با مواد خاص در مخلوط مؤثر باشد. انتخاب را فقط بعد از تکمیل بررسیهای آزمایشگاهی انجام دهید.

10- اگر از یک ماده مایع ضد عریان شدن استفاده می‌شود، مطمئن شوید که ماده به مقدار مناسب پیشنهاد شده توسط آزمایشگاه اضافه شده است ـ بیش از اندازه افزودنی می‌تواند در حضور آب در ماده ضد عریان شدن بچرخد. در هر حالتی، هیچ ماده ضد عریان شدن به عنوان ساخت دستورالعمل خوب نباید توصیه شود.

11- قیری را انتخاب نمایید که وقتی مایع می‌شود، مصالح سنگی را پوشش نماید اما در سرویس‌دهی، ویسکوزیته بالایی به قدر کافی داشته باشد که در مقابل عریان شدن مقاومت کند. ضمن آنکه دیگر اهداف طرح را برآورده نماید ـ لایه‌های نازک یا ضخیم قیر دسترسی آب به سطح مصالح سنگی را مشکل می‌سازد.

12- مطمئن شوید که ذرات مصالح سنگی به طور کامل و یکنواخت با لایه نازک قیر ضخامتی که مخلوط شروط مقاومت را برآورده نماید، پوشش شود ـ لایه‌های نازک یا ضخیم قیر دسترسی آب به سطح مصالح سنگی را مشکل می‌سازد.
13- در تمام مدت ساخت روسازی کنترل کیفی خوبی انجام دهید.

 

[sepehrkhosrowdad]

جایگاه درزگیری ترکهای آسفالتی در مدیریت روسازی و مقایسه روشهای اجرایی آن - قسمت اول

جایگاه درزگیری ترکهای آسفالتی در مدیریت روسازی و مقایسه روشهای اجرایی آن - قسمت اول

نظام مديريت روسازي راه را مي توان به عنوان ابزاري براي نگهداري جاده ها در وضعيت مطلوب در زمان طولاني تر مورد استفاده قرار داد. در اين سيستم، درزگيري موثر ترکها عمر روسازي را بطور قابل ملاحظه اي از نظر کمي افزايش مي دهد. اين عمل به علت ممانعت از نفوذ آب به لايه هاي زيرين و در نتيجه حفظ باربري روسازي و عدم تخريب رويه صورت مي پذيرد. درزگيري موثر ترکها با استفاده از روشهاي صحيح آماده سازي و نوع مناسب مواد درزگير و شيوه علمي اجرايي آن مي تواند به عنوان جزيي جدايي ناپذير از سيستم مديريت روسازي راه در نگهداري روزمره و يا نگهداري پيشگيرانه براي ايجاد راههايي با عملکرد بهتر و هزينه کمتر به شمار آيد. در اين مقاله پس از تعريف درزگيري و تاريخچه آن، اشاره اي به جايگاه درزگيري در سيستم مديريت روسازي راهها شده و ضمن برشمردن اهداف آن، معرفي اجمالي از انواع ترکها و شيوه پرکردن و آب بندکردن آنها صورت مي پذيرد، سپس نوع مصالح و روشهاي استفاده از آنها و مزايا و کاربردهاي هر کدام را در درزگيري معرفي کرده و مقايسه اي بين روشهاي سنتي و مدرن صورت مي گيرد. ود عامري، دانشيار دانشگاه علم و صنعت ايران سيد علي صحاف، دانشجوي دوره دکتري مهندسي عمران کليد واژه ها: درزگيری آسفالت ترک خوردگی آسفالت مديريت روسازی 1- مقدمه : ترك خوردگي يكي از رايج ترين خرابيهايي است كه در روسازي هاي آسفالتي با آن مواجه مي شويم. اين پديده ممكن است بصورت تركهاي منفرد، چند تايي، ‌عرضي، ‌طولي، ‌تركهاي بلوكي يا پوست سوسماري حادث شود. به منظور كاهش دادن نفوذ رطوبت، ‌معمولاً ترك خوردگي هاي عرضي و طولي، توسط درزگيري تركها با ماده اي قيري ترميم مي شوند. پديده ترك خوردگي اجتناب ناپذير بوده و بي توجهي به آن منجر به تسريع بيشتر خرابي در سطح رويه روسازي مي گردد. تعمير و نگهداري مي تواند به افزايش دوام روسازي كمك نموده و سطح هموارتري را ايجاد نمايد. 2- روشهاي درزگيري: به چند شيوه مختلف به شرح زير انجام مي شود: 2-1- درزگيري به روش مدرن: شامل: • ترميم ترك با آب بندي روش ترميم موضعي به منظور جلوگيري از نفوذ آب و نخاله به درون ترك مي باشد كه ممكن است به منظور تميز نمودن كامل ترك و ايجاد مخزني براي حفظ و نگهداري ماده آب بند شامل عمليات برش ترك (Routing) نيز بشود و شامل سه روش ترميم ترك به شرح زير مي باشد: - تميز نمودن و آب بندي كردن - اره كردن و آب بندي نمودن - برش دادن و پر كردن ترك • پر كردن ترك تفاوت آن با آب بندي ترك بطور عمده در آماده سازي ترك پيش از عمل ترميم و در نوع ماده آب بندي مورد استفاده مي باشد. پركردن ترك غالباً بيشتر براي روسازي هاي فرسوده تر كه داراي ترك خوردگي نامنظم مي باشند بكار مي رود. • تعمير و ترميم كامل ترك: يك روش بهسازي موضعي براي تعمير تركهايي كه خرابي آنها بحدي گسترش يافته است كه نمي توان آنها را آب بندي نموده ترك خوردگي ثانويه مستلزم پخش مجدد مصالح اساس لايه هاي زير مي باشد. 2-2- درزگيري به روش قديمی بطور كلي درزگيري به روشهاي سنتي هم از نظر تجهيزات و هم از نظر نوع مواد و مصالح مورد استفاده با مواد و تجهيزات نوين درزگيري تفاوتهاي عمده اي دارند. در روشهاي سنتي از قيرهاي امولسيون، قيرهاي محلول و يا قير خالص و تجهيزات پخش قير ماشين و يا دستي استفاده مي شود. درحاليكه در روشهاي نوين از قيرهاي اصلاح شده و با استفاده از وسايل و تجهيزات نوين شرايط بهتري را از نظر عملكردي فراهم مي كند. 3- جايگاه لکه گيري و درز گيري در سيستم نگهداري روسازي درزگيري ترك در روسازي جاده يك روش معمول نگهداري است كه مي تواند از خرابي روكش جاده از طريق محدود كردن نفوذ آبهاي سطحي در لايه هاي BASE و SUBBASE جلوگيري كند. اين عمل به نگهداري ظرفيت ساختاري روسازي كمك كرده و فرسايش روكش را در آينده محدود مي كند. طراحي نظام مديريت روسازي (PMS) در جهت بهينه سازي مديريت نگهداري و يا بازسازي آسفالت انجام مي شود. درزگيري ترك در نظام مديريت روسازي عموماً يك عمل نگهداري محسوب مي شود. پژوهشهاي انجام شده توسط سازمانهاي مختلف ثابت كرده اند كه درزگيري موثر ترك در روسازي آسفالت بتني مي تواند عمر روسازي را با كاهش ميزان فرسايش و هزينه، زيادتر كند. امروزه، محدوديت منابع مالي و بودجه موجب شده كه گروههای نگهداري راه، كار بيشتري با هزينه كمتري انجام دهد. قبلاً‌ تأكيد بر ساخت راههاي جديد بوده اما هم اكنون توجه به حفظ و نگهداري روسازيهاي موجود و انتخاب روش هاي بهينه نگهداري مي شود. اين ايده، منتج به سه نوع عمليات تعمير و نگهداري رويه شده است: • تعمير و نگهداري پيشگيرانه: اين عمليات به منظور توسعه و بهبود عمر عملي روسازي اجرا مي شود و تدبيري در زمينة استفاده از آسفالتهاي حفاظتي مي باشد. اين عمليات به منظور كند نمودن و به تعويق انداختن خرابي هاي پياپي و كاهش نياز جهت عمليات تعمير و نگهداري دوره اي و فعاليت هاي خدماتي، ‌طراحي شده است. نظير: درزگيريها. • تعمير و نگهداري اصلاحي: اين عمليات پس از رخ دادن خرابي در روسازي، ‌مانند كاهش اصطكاك، ‌شيارشدگي متوسط تا شديد، ‌يا ترك خوردگي گسترده، ‌اجرا مي شود و به آن تعمير و نگهداري واكنشي نيز اطلاق مي شود. • تعمير و نگهداري اضطراري: اين عمليات،‌ طي يك وضعيت ضروري،‌ مانند تورم و تركيدن رويه،‌ يا چاله اي كه نياز به ترميم سريع دارد،‌ اجرا مي شود.‌ تحقيقات نشاندهندة اين است كه تعمير و نگهداري پيشگيرانه،‌6 تا 10 بار مقرون به صرفه تر از استراتژي تعمير و نگهداري بطرق ديگر مي باشد. - فعاليت هاي پيشگيرانة تعمير و نگهداري بيشتر شامل ترميم هاي متداولي نظير آب بندي ترك، ‌chip sealing ,fog sealing ،‌پر كردن شيارها ، ولايه هايي نازك می باشد، و يا ممكن است شامل پديد آمدن تكنولوژيهايي نظير ايجاد لايه هاي رويي بسيار نازك،‌ روكش هاي خيلي نازك، ‌و كاربرد Micro surfacing شوند. صرفنظر از ترميم و درزگيری ترك،‌ تمامي اين ترميم ها لاية جديدي از آسفالتهاي حفاظتي را بر روي روسازي ايجاد مي كنند. نوسازي سطح رويه و درزگيريها بصورت دوره اي مي تواند منافع زيادي را دربر داشته باشد، ‌از جمله آببندي رويه كه از نفوذ آب به درون سازة روسازي جلوگيري نموده وكنترل تاثيرات اكسيداسيون، ‌شن زدگي و ترك خوردگي سطحي می نمايد. به منظور انتخاب زمان صحيح جهت کاربرد يک ترميم مي توان از آمار وضعيتي و آزمايش غير تخريبي استفاده نمود. اين امر منتهي به رويکردي منطقي تر در تعيين اين امر مي شود که کدام رويه ها نياز به ترميم داشته و اين ترميم ، چه زماني بايد انجام شود. با استفاده از بازده هاي اطلاعاتي بدست آمده از آمار وضعيتي رويه، به منظور تعيين اينکه چه زماني يک نوع ترميم بايد اجرا شود ، مي توان محدوديت هاي اوليه اي را اجرا نمود. 4- سيستم هاي سنجش و ارزيابي رويه يکي از اجزا کليدي هر سيستم مديريت روسازي، سيستم سنجش و ارزيابي روسازي مي باشد. اين سيستمها، محاسبه امتياز يا شاخص عددي مبتني بر خرابي هاي عيني رويه (ترکهاودرزها، وصله ها، شيار شدگي و...) را شامل ميشوندکه مقايسه اي منصفانه ميان مقاطع جاده را بر اساس وضعيتي که دارند، جهت کاربران ميسرمي سازد. بعضی ارزيابيها نشان دهنده اين است كه يك روسازي نمونه بدون بازسازي در 75% اول طول عمر خود 40% كاهش در شاخص مزبور و 40% كاهش ديگر در 12% باقي مانده عمر خود خواهد داشت. مرمت وضعيت روسازي در آخر عمر آن معمولاً هزينه اي 4 تا 5 برابر بيشتر از مرمت در 75% عمر روسازي خواهد داشت،‌كه اين امر به دليل از كارافتادگي كامل روسازي مي باشد. يكي از اهداف مهم نظام مديريت روسازي، محدود كردن فرسايش ساختاري زير سازي بدينگونه كه وضعيت روسازي را در سطح بالاي شاخص مربوطه (90-60) نگاه دارد تا هزينه بازسازي كمتر شود. بنابراين اهميت و جايگاه درزگيری ترکها در سيستم مديريت روسازی بخوبی مشهود است، چرا که اگر درزگيری بطور موثر در 75% اول عمر روسازی انجام گيرد، از کاهش شاخص کيفيت روسازی و هزينه تعميرات تا حد چشمگيری می کاهد. 5- مزاياي درزگيري اگر تركهاي ايجاد شده در آسفالت درزگيري نشوند نفوذ آب سطحي قدرت لايه هاي بيس و ساب بيس را كاهش مي دهد كه اين امر موجب افزايش انحراف و سرعت بخشيدن به خرابي سطح جاده به علت ايجاد ترك هاي بزرگ تر، ‌فرورفتگي و دست انداز مي گردد. درزگيري ترك براي جلوگيري از نفوذ آب و نگهداري ظرفيت ساختاري روسازي و در نتيجه كاهش خرابي در آينده مي گردد. اداره ترافيك در يوتا دريافته است كه درزگيري ترك به نحو قابل ملاحظه اي موجب كاهش ايجاد فرورفتگي و دست انداز و ايجاد ترك هاي بيشتر مي گردد. دست انداز و ترك هاي بيشتر در 75 تا 80% تركهاي درزگيري نشده ايجاد مي شوند. درصورتيكه اين رقم براي ترك هاي درزگيري شده، ‌تنها 1% بوده است. از اين مطالعه نتيجه گيري شد كه درزگيري موثر تركها از خرابي روسازي در آينده جلوگيري مي كند]1[.

 

[sepehrkhosrowdad]

جایگاه درزگیری ترکهای آسفالتی در مدیریت روسازی و مقایسه روشهای اجرایی آن - قسمت دوم و پایانی

جایگاه درزگیری ترکهای آسفالتی در مدیریت روسازی و مقایسه روشهای اجرایی آن - قسمت دوم و پایانی

وزارت راه و ترابري در استان اونتاريو كانادا پس از چندين پژوهش گسترده بر روي فنون مختلف درزگيري ترک به اين نتيجه رسيده است که درزگيري موثر ترک طول عمر روسازي را افزايش مي دهد. نتيجه يکي از مطالعات اين بود که درزگيري موجب عقب افتادن خرابي مي شود و عمرخدمت دهي روسازي را دست کم به ميزان 4 سال افزايش مي دهد همچنين مشاهده شد، هنگامي که ترک درزگيري شده باشد، ترکهاي مورب ساکن باقي مانده و خردشدگي و يا ترکهاي فرعي ايجاد نمي شود درحاليکه ترک هاي درزگيري نشده موجب ايجاد چندين ترک و خرد شدگي مي گردند]2[. ديگر مطالعات نيز نشان داده است که عمر روسازي را مي توان بوسيله درزگيري موثر ترک ميان 2 تا 5 سال افزايش داد و درزگيري يک روش کم هزينه نگهداري پيشگيرانه محسوب مي شود]3،4[. يک مطالعه جديد که توسط بخش مهندسي ارتش آمريکا انجام شده است گزارش مي دهد که ترکهايي که بخوبي درزگيري شده عمر روسازي را بطور ميانگين تا سه سال افزايش داده است درحالي که يکي از ايالت ها اين رقم را 8 سال نيز گزارش کرده است]1[. ساير ماخذ نيز نشان مي دهند که درزگيري ترک موجب افزايش عمر روسازي راه مي گردد و اينکه اين روش کم هزينه است زيرا ايجاد افزايش طول عمر از هزينه عمليات تعمير بيشتر است ]5،6[. 6- معيارهاي انتخاب درزگيري بعنوان يک گزينه نگهداري اگر خرابيهاي موجود در يك رويه، ‌مربوط به نقايص و ايرادهاي سازه اي باشد، ‌نمي توان اين رويه را كانديداي مناسبي جهت عمليات تعمير و نگهداري پيشگيرانه محسوب نمود و در عوض بايد آن را تحت عمليات بازسازي يا نوسازي قرار داد. در زمان تعيين ارزش ترميم رويه، ‌فاكتورهاي بسياري را بايد مدنظر قرار داد. اين فرايند تصميم گيري مي بايد شامل سه پرسش ذيل باشد: 1- آيا اين ترميم، عملکرد رويه را تقويت مي كند؟ 2- آيا اين ترميم مقرون به صرفه مي باشد؟ 3- بهترين روش ترميم براي استفاده،‌كدام است؟ سيستمهاي مديريت روسازي با از ميان برداشتن خطاهاي معمول، خط مشي ‌و ديگر عوامل نظري ، كاربر را قادر به تعيين مقرون بصرفه ترين ترميم مي نمايند. اين انتخاب بطور كلي مبتني بر فاكتورهايي مي باشد نظير: نوع روية موجود، وضعيت ترك، نوع و ميزان خرابي، استفادة جاده و سطح ترافيك، فاكتورهاي اقليمي و محيطي، بار ترافيكي، هزينة ترميم، عمر مورد نظر، وجود كاركنان و پيمانكاران با صلاحيت، وجود مصالح با كيفيت، تاريخ دقيق سال پخش، زمان بيكاري وسايل، سرو صداي جاده، اصطكاك سطح 7- انتخاب معيارهايي جهت آببندي و پركردن ترکها نوع صحيح تعمير و نگهداري جهت رويه هاي تخريب شده، ‌اغلب بستگي به دانسيته و وضعيت كلي تركها دارد. اگر تركها مكرر بوده ولي داراي درجه بالايي از خرابي حاشيه نباشند، ‌مي توان آنها را با استفاده از آسفالت حفاظتي، ‌به بهترين شكل، ترميم نمود. اگر آنها داراي فركانس كم تا متوسطي بوده اما نوعاً تا نقطه اي از خرابي زياد حاشيه، ‌پيشرفت كرده باشند،‌ آنگاه ممكن است نياز به استراتژي هاي ترك يا لكه گيري باشد. اگر تركها داراي دانسيته اي متوسط بوده وكمي يا اندكي خرابي داشته باشند، ‌مي توان از طريق آب بندي يا پر نمودن، آنها را بطور موثري ترميم نمود. همچنين ممكن است تركها شامل معايب و خرابي هاي ديگري نظير گسلش باشند و ممكن است تحت بار ترافيكي ، به شكل عمودي حركت كنند که بايد لکه گيری شوند. عمليات آببندي و يا پركردن بايد در آغاز پديدار شدن و گسترش تركهای روسازي،‌ بكارگيري شود، زيرا ترميم به موقع، ‌به جلوگيري از خرابي بيشتر رويه كمك مي نمايد. تاثيرات منفي عدم انجام عمليات آب بندي و پر كردن تركها شامل خرابي افزونتر روسازي مي گردد كه اين خرابي شامل شن زدگي و حركت و جابجايي تركها به همراه چاله ها و تورم در اثر يخ بندان مي باشد. آب بندي ترك و پر كردن ترك، ‌دو عمليات متفاوت مي باشند كه به منظور ترميم موثر يك روسازي، مي بايست تفاوت آنها را كاملاً درك نمود. آببندي ترك، ‌عمليات دقيقي مي باشد كه به منظور جلوگيري از ورود آب به سازه روسازي طراحي شده است و شامل آماده سازي دقيق و كامل ترك و به دنبال‌آن، پخش ماده اي با كيفيت در وضعيت پخش خاصي مي باشد. آببندي ترك معمولاً بر روي تركهاي فعال انجام مي شود. تركهاي فعال، ‌تركهايي مي باشند كه در نتيجة تغييرات دما و يا بار ترافيكي، ‌حركت افقي و يا عمودي قابل ملاحظه اي دارند. اين تركها (تركهاي فعال) نوعاً داراي حركت افقي و عمودي 2.5mm و يا بيشتر مي باشند. پر كردن ترك، ‌عملياتي است كه به منظور كاهش ميزان نفوذ آب به درون يك روسازي و تقويت روسازي مجاور طراحي شده است. عمليات پركردن ترك، بطور معمول بر روي تركهاي غير فعال (non-working) و تركهايي اعمال مي شود كه براي آببندي مناسب نمي باشند. تركهاي غيرفعال تركهايي مي باشند كه در نتيجه تغييرات دمايي و يا بار ترافيكي، ‌حركت و جابجايي افقي و يا عمودي نسبتا كمي دارند. تركهاي غيرفعال نوعا داراي حركت افقي و يا عمودي كمتر از2.5 mm مي باشند. در هر عمليات ترميم ترك، ‌اولين مرحله، ارزيابي روسازي به منظور سنجش و برآورد ميزان و نوع ترك خوردگي موجود و تعيين ترميم هاي مناسب مي باشد. اگر رويه اي به شدت تخريب شده باشد و داراي تعداد زيادي تركهاي نزديك به هم يا ترك خوردگي نامنظم و يا ديگر خرابيهاي مهم باشد، ‌ممكن است پركردن ترك يا آببندي آن، ‌عمليات مناسبي جهت ترميم نباشند و بايد از روش ترميم ديگري استفاده نمود. اطلاعات وداده هاي خوب و مناسب در مورد وضعيت روسازي جهت انتخاب ترميمي مناسب، ضروري مي باشد. در بسياري از موسسات راهداري، ‌براي زمان اجراي عمليات آببندي و يا پركردن تركها، ملزومات و بايسته هايي پيرامون دماي هوا و فصول كار، موجود مي باشد. در دماهاي سرد، ‌رويه روسازي جمع شده و تركها كاملا باز مي شوند. در دماهاي گرم، ‌رويه روسازي انبساط يافته و تركها جمع مي شوند. به منظور محدود نمودن خرابيهاي كه در نتيجه انقباض و انبساط بيش از حد پديد مي آيند، بهتر است عمليات ترميم ترك را در خلال دماي معتدل فصول بهار و پائيز اجرا نمود، ‌يعني زمانيكه تركها تقريبا باز مي باشند. اگر عمليات ترميم، بسيار زود يعني در اوايل بهار ، يا بسيار دير يعني در اواخر پائيز انجام شود، ممكن است رطوبتي در رويه موجود باشد كه منجر به تورم و يا ديگر خرابيها گردد. به همين دليل، ‌نگهداري اساس به دور از رطوبت بسيار مهم مي باشد. بعلاوه اين امر نيز بسيار مهم مي باشد كه در زمان اجراي عمليات آببندي يا پركردن، ترك تميز باشد. تميز بودن ترك، ‌موجب چسبندگي بهتر شده و ترميم بهتري را فراهم مي كند. قيرهای پليمری به اندازه کافی برای وفق دادن خود با انقباض و انبساط ترکها انعطاف پذير هستند. اين مواد بيشتر حالت ترموپلاستيک و يا ترموستينگ دارند. اگرچه در حال حاضر معيارهايي براي زمان اجراي عمليات آببندي و پركردن موجود نمي باشد، با اين وجود بر اساس توصيه هاي موجود عمليات آببندي ترك را ظرف 2 تا 3 سال پس از پخش روكش آسفالتي قيري روي بتن، ‌و ظرف 3 تا 8 سال پس از اجراي عميق رويه قيري يا روكش آسفالتي بر روي يك روسازي قيري آغاز مي كنند. اولين مرحله در فرايند انتخاب ترميم، متمايز نمودن دانسيته ترك خوردگي و سطح خرابي حاشيه، با استفاده از كتاب راهنماي SHRP تحت عنوان مواد و روشهاي آببندي و پركردن تركها در رويه هاي آسفالتي مي باشد. حد ومرزهاي دانسيته ترك در راهنماي شارپ شرح داده نشده اند، زيرا معمولا تنها پرسنل باتجربه مي توانند ارزيابي قانونمندي از دانسيته بعمل آورند. گرچه ممكن است اين امر حقيقت داشته باشد، ‌با اين حال رهنمودهايي پيرامون تعيين دانسيته ترك، ضروري مي باشد. بعنوان يك نقطه شروع، حد و مرز ميان دانسيته متوسط و زياد در نقطه اي ايجاد مي گردد كه ترك خوردگي طولي و عرضي بعنوان ترك خوردگي بلوكي طبقه بندي مي شوند. طبق نشريه SHRP تحت عنوان: "راهنماي شناخت خرابي جهت پروژه اجراي طويل المدت رويه (SHRP 1993)"، اين تغيير و جابجايي در حدفاصل ترك خوردگي 3m حادث مي شود. اين جابجايي تقريباً به ده ترك خوردگي كامل عرضي و يك ترك خوردگي كامل طولي در طول مقطع 100m از يك رويه تبديل مي شود. بنابراين در يك رويه با خط عبوري 3.5m، ‌مجموع 135m ترك خوردگي خطي در 100 متر از رويه، ‌مقدار حد و مرز معقولي ميان دانسيته متوسط و زياد مي باشد. تعيين حدود و مرزبندي ميان دانسيته پائين و متوسط، كمتر آشكار مي باشد.بطور كلي، دو يا سه ترك عرضي در مقطع 100m از يك رويه، ‌عمليات آببندي را توجيه نموده و بنابراين،‌ حدو مرز قابل قبول، 10m از ترك خوردگي خطي در رويه اي به طول 100m مي باشد. 8- نتيجه: عمليات آببندي و درزگيری ترك، ابتدا ترکها به انواع تركهاي فعال دانسيته كم تا متوسط و يا شديد و خرابي حاشيه كم تا زياد، ‌تقسيم مي شوند. عمليات پركردن ترك ،‌بر روي تركهاي غير فعال با دانسيته كم تا متوسط و با خرابي حاشيه كم تا متوسط يا برروي تركهاي فعال با دانسيته كم تا متوسط و با خرابي حاشيه متوسط، انجام مي گيرد. ديگر ترميم هاي فهرست شده شامل ترميم ترك و آسفالت حفاظتي مي باشد. ترميم هاي ترك نوعاً شامل برداشت و جابجايي نيمه عميق يا عميق مصالح ترك خورده مي باشند. سطح رويه با مصالح قيري جديد جايگزين مي شود. آببندي هاي سطحي شامل: Chip seals, slurry seals, micro surfacing ميباشند. چنانچه اين عمليات ترميم و نگهداری به موقع انجام گيرد، تا حد زيادی از صرف هزينه های بعدی کاسته می شود.
9- مراجع 1) Eaton, R.A., and Ashcraft, J., “State-of-the-Art Survey of Flexible Pavement Crack Sealing Procedures in the United States”, U.S. Army Corps of Engineers Cold Regions Research & Engineering Laboratory CRREL Report 92-18, September 1992. 2) Ponniah, Joseph, and Kennepahl, Gerhard, “Crack Sealing in Flexible Pavements, a Life Cycle Cost Analysis”,Ontario Ministry of Transportation, Presented at 74th Transportation Research Board Meeting, Jan.22-28, 1995, Washington D.C. 3) Shahin, M.Y, and Walthec J.A., “Pavement Maintenance Management for Roads and Streets Using the PAVER System”, U.S. Army Corps of Engineers Construction Engineering Research Laboratory Report M-90/05, July 1990. 4) Ponniah, Joseph, “Is Crack Sealing in Flexible Pavements a Worthwhile Maintenance Procedure”, Pavement Systems Division 1992 Workshop - Crack and Joint Sealing for Rigid and Flexible Pavements Proceedings,U.S. Army Corps of Engineers, Waterways Experiment Station, May 1992. 5) Smith, K. L., and Romine, R. “Materials and Procedures in Sealing and Filling Cracks in Asphalt-Surfaced Pavements”, Strategic Highway Research Program Manual of Practice, No. SHRP-H-348, August 1993. 6) Rutherford, N.E, “Pavement and Shoulder Maintenance Guidelines”, Proceedings Workshop in Pavement Rehabilitation, Technology Sharing Report, FHWA-TS-84-224, Salt Lake City, Utah, September 7-20, 1984.
منبع: jch.ir