راهنمای تراکم آسفالت

(لطفاٌ روی موضوع مورد نظر کلیک نمایید.)

 1- کلیات

 2- معیار تراکم 

 3- آزمایش­های تراکم 

 4- تعداد غلتک­های مورد نیاز

 5- روش غلتک­زنی 

 6- غلتک­زنی درزهای عرضی 

 7- غلتک­زنی درزهای طولی 

 8- غلتک­زنی اولیه 

 9- غلتک­زنی ثانویه 

 10- غلتک­زنی نهایی

 11- سطوح غیر قابل دسترسی برای غلتکها 

 12- تصحیح ناهمواریهای سطح

 13- کنترل ترافیک 

 14- عوامل موثر در تراکم 

 15- ترک ناشی از تراکم  

  1- کلیات 

  تراکم نقش مهمی در کیفیت ساخت راه و به خصوص لایه­های روسازی آن دارد. تا چندی قبل، تراکم بعنوان بخش مهمی از فرآیند ساخت تلقی نمی­شد ولی با تحلیل­های اقتصادی جامع در مورد روسازی­ها، به وضوح مشخص شده است که طول عمر مورد نظر و هزینه­های نگهداری لایه­های گرانقیمت آسفالت در حد زیادی به ظرفیت باربری آن، یعنی در واقع به تراکم لایه­های آن بستگی دارد.

  لایه­های آسفالتی، بعد از پخش، باید به منظور تحمل بارها، توزیع بهتر فشارهای وارده و نیز ایجاد یک سطح صاف و هموار، متراکم شوند. در نتیجه تراکم، لایه­ها به هم می­چسبند تا یک سازه متراکم و بدون درز تشکیل شود و در مقابل نیروهای برشی حاصل از ترافیک بهتر عمل کنند. با کم شدن فضای خالی در آسفالت، مقاومت آن در برابر شرایط آب و هوایی و نیز فرسایش بیشتر شده و باعث دوام بیشتر آسفالت خواهد شد و با کاهش ناهمواری سطح، ایمنی ترافیک و راحتی رانندگی بیشتر می­شود و بار ضربه­ای ترافیک برروی آسفالت کم می­گردد.

  با توجه به موارد فوق­الذکر، ضروری است که در تراکم آسفالت بیشتر دقت شود تا نتیجه مطلوب حاصل گردد. در راستای بهبود کیفیت تراکم مخلوط­های آسفالتی توضیحاتی را به شرح زیر ضروری می­داند:

  اکثر مخلوط­های آسفالتی چنانچه در دماهایی که غلظت ( ویسکوزیته ) قیر مناسب باشد پخش و غلتک زنی شوند به خوبی متراکم می­گردند. غلتک­زنی باید بلافاصله بعد از پخش مخلوط آسفالتی در درجه حرارت مناسب شروع شود. ولی به منظور تامین کیفیت مطلوب لایه­های آسفالتی، غلتک­زنی باید با دقت صورت گرفته و از ایجاد زبری و ناهمواری زیاد در سطح روسازی جلوگیری کند.

  بعد از پخش آسفالت، غلتک­زنی درزهای طولی باید سریعاً انجام شود. غلتک­زنی اولیه باید تا حد امکان سریعتر ( در درجه حرارت مناسب ) انجام شود، بدون اینکه در مخلوط ترک ایجاد شود و یا مخلوط بوسیله لاستیکهای غلتک از جای خود بلند شود. البته غلتک­زنی اولیه نباید خیلی سریع شروع شود زیرا شروع زود هنگام غلتک­زنی عواقبی را به شرح زیر به دنبال خواهد داشت:

  - چسبیدن مصالح به جدار غلتک ( با وجود آب پاشی سطح جدار آن ).

  - ظهور ترکهای عرضی در پشت جدار غلتک.

  - ایجاد برآمدگی و چین­خوردگی در جلوی غلتک.

  غلتک­زنی ثانویه باید بلافاصله بعد از غلتک­زنی اولیه انجام شود و تا زمانی که دمای مخلوط به مقداری است که می­تواند به چگالی ماکزیمم برسد ادامه یابد. غلتک­زنی نهایی تا زمانی باید ادامه یابد که مخلوط هنوز برای برطرف کردن اثر غلتک ( ناهمواری ) حالت شکل­پذیری دارند. موضوع زیر بعنوان یک خطمشی پیشنهاد می ­ شود:

  درزهای طولی و لبه­ها بلافاصله بعد از پخش، غلتک­زنی شوند. غلتک­زنی اولیه حدود 60 متر بعد از فینیشر و غلتک­زنی ثانویه 60 متر و یا کمتر بعد از غلتک­زنی اولیه و غلتک­زنی نهایی تا حد امکان سریعتر و بعد از غلتک­زنی ثانویه انجام شود.

  اگر چگالی مورد نظر در هنگام اجرا بدست نیاید، ترافیک بعدی، روسازی را تحکیم می­دهد که این عمل باعث نشست در زیر چرخهای وسایل نقلیه می­شود. برای رسیدن به چگالی مورد نظر و یک سطح قابل قبول، توصیه می­شود که از غلتک چرخ لاستیکی با فشار تماس بالا همراه با غلتک چرخ فولادی استفاده شود.

  غلتک­های ویبره نیز در این کار مفید و با ارزش هستند و چون غلتک­های ویبره ممکن است در مواردی موج ایجاد نماید لذا استفاده از غلتک­های لاستیکی در مراحل نهایی غلتک­زنی می­تواند نارسایی مذکور را برطرف نماید.

  2-معیار تراکم

  توصیه می­شود که هر لایه از روسازی آسفالتی باید به گونه­ای متراکم شود که وزن مخصوص آن تا میزان 97 درصد وزن مخصوص آسفالت بدست آمده در آزمایش مارشال باشد که این رقم تراکم تابع نوع آسفالت و نحوه بهره برداری از آن می­باشد بطوری که در فرودگاهها درصد تراکم بیشتر بوده و برعکس در جاده­ها با ترافیک سبک می­تواند درصد تراکم کمتر از آن نیز باشد.

  3- آزمایش­های تراکم 

  آزمایش­های فراوانی برای روش اندازه­گیری درصد تراکم مخلوط­های آسفالتی وجود دارد. معمول­ترین روش آزمایش، اندازه­گیری چگالی نمونه متراکم شده می­باشد که از روسازی، نمونه­برداری شده و با چگالی نمونه متراکم شده در آزمایشگاه مقایسه شود.

  4- تعداد غلتک­های مورد نیاز 

  بجز در کارهای کوچک، حداقل دو غلتک مورد نیاز است. برای بدست آوردن چگالی مورد نظر هر تعداد عبور غلتک که لازم باشد، باید زده شود.

  5- روش غلتک­زنی 

  هنگام غلتک­زنی، چرخهای غلتک باید خیس نگه داشته شوند تا از چسبیدن مخلوط به آن جلوگیری گردد.

  غلتکها باید با یک سرعت ملایم و یکنواخت و نیز در نزدیکی فینیشر حرکت کنند. سرعت غلتک­های چرخ فولادی بسته به شرایط، نباید بیش از 3 تا 5 کیلومتر در ساعت و سرعت غلتک­های چرخ لاستیکی نباید بیش از 5 تا 8 کیلومتر در ساعت باشد. غلتک باید در شرایط مطلوبی بوده تا توانایی برگشت را بدون لرزش داشته باشد، خط و نوار غلتک­زنی نباید سریعاً عوض شود و یا جهت حرکت آن نباید سریعاً برعکس شود، تغییر سرعت نیز باید به صورت تدریجی اعمال گردد، زیرا در غیر آن صورت باعث جابجایی آسفالت غیر متراکم خواهد شد. هرگونه تغییر جهت لازم در جهت حرکت غلتک، باید برروی مخلوط پایدار و تثبیت شده صورت گیرد. اگر غلتک­زنی باعث جابجایی مخلوط شود، محلهای فوق باید دوباره با شخم زدن نرم شده، به حالت اولیه برگردند و سپس غلتک زده شوند.

  به تجیزات سنگین شامل غلتک نباید اجازه داده شود که برروی سطح تمام شده آسفالت قبل از اینکه این سطوح سرد شوند توقف نمایند.

  هنگامی که کل عرض خط با یک بار حرکت فینیشر پوشش داده شود و درز طولی بوجود نیاید، اولین نوار باید مطابق زیر غلتک زده شود:

  1- درزهای عرضی

  2- لبه خارجی

  3- غلتک­زنی اولیه از لبه پایینی نوار شروع شده و به سمت لبه بالایی برود.

  4- غلتک­زنی ثانویه مانند بند (3) اجرا شود.

  5- غلتک­زنی نهایی.

  هنگامی که به صورت مرحله­ای ( پلکانی ) و یا در مجاورت یک لایه قبلی روکش انجام می­شود، غلتک­زنی باید مطابق توضیحات زیر انجام گردد:

  1- درزهای عرضی

  2- درزهای طولی

  3- لبه خارجی.

  4- غلتک­زنی اولیه از لبه پایینی شروع شده و به سمت لبه بالایی برود.

  5- غلتک­زنی ثانویه مانند بند (4) زده شود.

  6- غلتک­زنی نهایی

  هنگام غلتک­زنی در حالت مرحله­ای، 5 تا 8 سانتیمتر از لبه­ای که فینیشر بعدی برروی آن می­آید باید بدون غلتک­زنی رها شود و سپس هنگامی که درز بین دو نوار غلتک زده می­شود، متراکم گردد. لبه­ها نباید بیش از 15 دقیقه بدون غلتک­زدن رها شوند ( البته این زمان تعیین شده تابع درجه حرارت محیط و درجه حرارت آسفالت در حال پخش شدن نیز می­باشد. ) در اجرای درزهای طولی و عرضی در غلتک­زنی­های ثانویه و در لایه رویه باید توجه ویژه مبذول شود.

  6- غلتک­زنی درزهای عرضی 

  هرجا که درز عرضی وجود دارد، اولین عبور باید بوسیله غلتک چرخ فولادی که در جهت درز طولی و به مقدار چند متر حرکت می­کند غلتک­زنی شده، سپس درز عرضی به صورت عرضی غلتک زده شود ( غلتک در عرض حرکت کند ). در حین غلتک زنی مذکور با غلتک تاندم، جابجایی عرضی به نحوی باشد که مقدار 15 سانتیمتر از سطح جدید مصالح آسفالتی غلتک­زنی شود. در صورت استفاده از غلتک­های سه چرخ، جابجایی به اندازه یک چرخ عقب غلتک در نظر گرفته شود و بقیه عرض غلتک برروی لایه تثبیت شده قبلی باشد. این کارها در عبورهای بعدی باید تکرار شوند.

  تخته­های چوبی با ضخامت مناسب باید در لبه­های روسازی قرار داده شوند تا از حرکت لبه روسازی در حین غلتک­زنی جلوگیری کند. اگر تخته استفاده نشود، غلتک­زنی عرضی باید لزوماً در فاصله حدود 15 تا 20 سانتیمتر از لبه خارجی متوقف شود تا از خرابی و آسیب رساندن به لبه جلوگیری شود. این لبه سپس باید با غلتک­زنی طولی غلتک­زنی شود.

  7- غلتک­زنی درزهای طولی 

  درزهای طولی باید بلافاصله بعد از فینیشر غلتک­زنی شوند. اگر از غلتک سه چرخ استفاده شود، باید طوری حرکت کند که بیش از 15 سانتیمتر از چرخ عقب غلتک برروی مخلوط متراکم نشده قرار نگیرد.

  غلتک­زنی باید در این مسیر ادامه یابد و هنگامی که یک مسیر متراکم شد، تغییر مسیر غلتک باید به صورت تدریجی اعمال گردد. در صورت استفاده از غلتک­های تاندم، آنها نیر باید شبیه سه چرخ عمل کنند.

  لبه­های روسازی باید موازی با درزهای طولی غلتک­زنی شوند. در غلتک­زنی لبه­ها، چرخهای غلتک باید 5 تا 10 سانتیمتر خارج از لبه­ها را نیز پوشش دهند. بعد از تراکم درزهای طولی و لبه­ها، غلتک­زنی اولیه باید سریعاً انجام شود.

  8- غلتک­زنی اولیه 

  این غلتک­زنی باید بوسیله غلتک چرخ فولادی انجام شود. عموماً غلتک­های سه چرخ برای این منظور به کار می­روند ولی گاهی هم از غلتک­های تاندم استفاده می­شود.

  هنگامی که از هر دو نوع آنها استفاده می­شود، باید از غلتک سه چرخ در کنار فینیشر استفاده کرد و بعد از آن از غلتک تاندم استفاده نمود.

  وزن غلتک بکار رفته برای غلتک­زنی اولیه بستگی به دمای مخلوط، ضخامت لایه و پایداری مخلوط دارد. معمولاً غلتک­های 10 تا 12 تن برای این منظور بکار می­روند.

  نکته مهم این است که غلتک­زنی باید از لبه پایینی مخلوط پخش شده شروع شود و سپس به سمت بالاتر حرکت کند. دلیل این کار این است که مخلوط­های آسفالتی وقتی که داغ هستند در زیر غلتک تمایل به حرکت به سمت پایین دست را دارند. اگر غلتک­زنی از لبه بالایی شروع شود، این جابجایی نسبت به وقتی که از لبه پایینی شروع گردد خیلی بیشتر می­شود. هنگامی که لبه­های کناری اجرا شدند، بعد از تراکم مخلوط تازه در درز طولی با 15 تا 20 سانتیمتر از عرض غلتک، همان روش غلتک­زنی باید به کار رود.

  غلتکها در عرض­های متفاوت ساخته می­شوند و لذا تدوین یک دستورالعمل و کارکرد یکنواخت و یکسان برای تمام آنها غیر عملی است. به این جهت بهترین روش برای هر غلتک آن است که به صورت جداگانه اعمال شود.

   یک یا دو مورد استثناء در مورد غلتک­زنی با غلتک­های چرخ فولادی به صورت فوق وجود دارد و این موضوع وقتی اتفاق می­افتد که شیب عرضی در محل اجرا زیاد بوده و یا شیب طولی در آن مقطع خیلی تند باشد. وقتی شیب تند است، محور محرکه شروع به ضربه و سروصدا برروی ناهمواری می­کند که باعث جابجایی مخلوط و ایجاد یک سطح ناصاف می­شود.

  9- غلتک­زنی ثانویه 

  این غلتک­زنی باید بلافاصله بعد از غلتک­زنی اولیه شروع شود و تا زمانی که مخلوط خمیری است و توانایی ایجاد مخلوط با ماکزیمم چگالی را دارد ادامه داشته باشد. بدین منظور غلتک­های چرخ لاستیکی باید بکار روند زیرا دارای مزایای زیر هستند:

  1) این غلتک­ها نسبت به غلتک­های فولادی درجه تراکم یکنواخت­تری را فراهم می­کنند.

  2) قشر رویه را بهبود می­بخشند، در نتیجه نفوذپذیری لایه را کم می­کنند.

  3) با ازدیاد فشار باد لاستیکها، سنگدانه­ها در جهتی استقرار می­یابند که در پایدارترین حالت خود بایستند. فشار باد لاستیکها تا مقداری باید زیاد شود که باعث جابجایی مواد نشود، البته فشار باد لاستیکها باید متناسب با نوع و ترکیب مواد باشد. اگر این فشار کم باشد، لاستیک به سمت داخل خم می­شود و اگر زیاد باشد، لاستیک به سمت بیرون خم می­شود که در هر دو حالت تراکم یکنواخت حاصل نخواهد شد.

  تراکم با غلتک چرخ لاستیکی به معنای تراکم بر اساس وزن ماشین ( غلتک ) و نیز اثر ورز دادن مخلوط بعلت تغییر شکل لاستیک است. اثر متقابل نیروهای افقی و عمودی، مخلوط را ورز می­دهند که باعث پر شدن حفره­ها در مخلوط می­شود. 

  استفاده از غلتک چرخ لاستیکی چگالی را نسبت به حالتی که از غلتک چرخ فولادی استفاده می­شود زیاد نمی ­ کند بلکه از تغییر شکل بیشتر آن تحت ترافیک سنگین جلوگیری می­کند، در نتیجه باعث افزایش پایداری می­شود. غلتک­زنی با غلتک چرخ لاستیکی باید به صورت مداوم و از زمان غلتک­زنی اولیه تا تراکم کامل مخلوط صورت گیرد.

  به غلتک­های چرخ لاستیکی نباید اجازه چرخش داده شود، زیرا باعث جابجایی مخلوط می­گردند با این وجود این غلتک­ها بر غلتک­های فولادی در این مرحله ترجیح داده می­شوند.

  هنگام استفاده از غلتک چرخ فولادی و یا چرخ لاستیکی، نمونه غلتک­زنی شده و پلان آن باید شبیه غلتک­زنی اولیه باشد. این پلان تا حصول تراکم نهایی باید ادامه یابد.

  10- غلتک­زنی نهایی 

  این مرحله غلتک­زنی فقط برای بهبود کیفیت سطح به کار می­رود. این مرحله غلتک­زنی باید با غلتک تاندم دو محوره و یا سه محوره تا زمانی که مصالح هنوز برای رفع اثر غلتک­های قبلی داغ هستند، انجام شود.

  11- سطوح غیر قابل دسترسی برای غلتکها 

  وقتی آسفالت در محل­هایی پخش شده باشد که غلتک نتواند به آنجا برود، تراکم می­تواند بوسیله متراکم کننده­های دستی، مکانیکی و یا صفحه متراکم­کننده ویبره حاصل شود. ابعاد این صفحه­ها حدود 30 × 30 سانتیمتر تا 50 50 سانتیمتر است.

  12- تصحیح ناهمواریهای سطح 

  اگر هرگونه ناهمواری و پستی و بلندی در لایه­های زیر روکش بعد از اتمام تراکم وجود داشته باشد، بوسیله برداشت و یا پخش آسفالت می­توان آن را تصحیح کرد، ولی در لایه رویه باید تمام سطح مورد نظر برداشته شود و سپس با مواد مناسب و کافی جایگزین شود تا یک سطح سالم و هموار بوجود آید.

  تمام برجستگیهای کوچک، درزها و دندانه­های کوچک باید غلتک زده شوند تا یک سطح صاف بدست آید. سطح نهایی باید بافتی یکنواخت داشته باشد و مطابق با پلان و تراز نشان داده شده برروی نقشه­ها باشد.

  پیمانکاران و ناظرین باید دائماً مقدار و کیفیت ظاهری پخش را در نزدیک فینیشر کنترل کنند تا سنگدانه­ها جدا نشده باشند و یا مقدار آسفالت ریخته شده کم و زیاد نباشد. اگر مشکلی وجود داشته باشد، باید سریعاً مصالح را با مصالح مرغوب و مناسب جایگزین نمود. اگر قبل از جابجایی آنها مصالح آسفالتی غلتک زده شده باشند، تمام سطح معیوب باید تا عمق لازم کنده شده، با مصالح آسفالتی جدید جایگزین شوند.

  13- کنترل ترافیک 

  تا وقتی که سطح اسفالت سرد نشده باشد، ترافیک نباید از روی سطح عبور کند. در محورهایی که ترافیک ناچاراً باید عبور کند، با آماده کردن قسمتی از عرض و تامین وسایل ایمنی مورد نیاز آن را زیر عبور قرار می­دهند که در این حالت لازم است به میزان کافی علامت­های خطر در محل­های مناسب قرار گیرند تا ترافیک از روی سطوح تازه در دست اقدام، عبور نکند.

  14- عوامل موثر در تراکم 

  1- تراکم اولیه: هرچه تراکم اولیه بیشتر باشد ( غلتک مربوط به اطوی اولیه )، آسفالت پخش شده برای عبور غلتک­های بعدی ( چرخ لاستیکی ) تعادل بیشتری خواهد داشت و لذا سطح صاف­تری در نهایت حاصل خواهد شد.

  2- دمای تراکم: برای ارزیابی تراکم­پذیری مخلوط آسفالتی، عامل اصلی و تعیین­کننده دمای مخلوط است. بدین جهت دمایی که تراکم در آن صورت می­گیرد باید مشخص باشد. هرچه دمای مخلوط آسفالتی پایین­تر باشد، تامین تراکم مخلوط مشکل­تر می­شود و لذا تراکم باید در دمای بین 80 تا 100 درجه سانتیگراد کامل شود، زیرا کمتر از این دما، تراکم مخلوط بسیار مشکل خواهد بود، که البته این مقدار هم­بستگی به نوع قیر بکار رفته دارد.

  3- زمان تراکم: این زمان به سرعت سرد شدن لایه اسفالتی بستگی دارد، یعنی در واقع زمان تراکم تابعی از دمای تراکم است. سرعت سرد شدن لایه آسفالتی نیز بستگی به عواملی چون ضخامت لایه، شرایط آب و هوایی، دمای لایه، تغییرات حرارتی از طریق لایه اساس و کاهش دما بعلت تبخیر آب باران و پاشش آب برروی غلتک دارد.

  هرچه ضخامت لایه کمتر باشد، لایه آسفالتی سریعتر سرد می شود، همچنین در شرایط آب و هوایی سرد، لایه­ها زود تر سرد می­گردند.

  15- ترک ناشی از تراکم 

  1- ترکهای عرضی: ترکهای عرضی در آسفالت به دلایل زیر می­توانند بوجود آیند:

  - پارگی سطحی

  - اگر غلتک در جلو خود یک " موج قوسی " را هل دهد ( بعلت تراکم اولیه ناکافی در هنگام پخش و یا استفاده زود هنگام از غلتک­های سنگین )

  - سرد شدن سطح آسفالت

  - تغییر مکان لایه آسفالت نسبت به لایه اساس در اثر عبور غلتک

  ( دلایل ایجاد تغییر مکان: ماسه زیاد در لایه اساس فاقد چسبندگی، عدم وجود اندود نفوذی مناسب ).

  - ضخامت زیاد لایه آسفالتی در مقاطع شیبدار.

  2- ترکهای طولی: ترکهای طولی در آسفالت ( غیر از ترکهای طولی ناشی از دوبندی­ها که در اثر عدم همپوشانی صحیح در هنگام اجرای باند مجاور ایجاد می­شود ) به دلایل زیر می­توانند بوجود آیند:

  - جابجایی در لایه زیرین

  - برش در مخلوط در زیر غلتک ( مثلاً اگر آسفالت در یک لایه ضخیم ریخته شده باشد و از غلتک­های سنگین در دماهای بالا استفاده شود، در آن صورت وقتی سطح لایه سرد شده است، این لایه یک پوسته نازک را تشکیل می­دهد، در حالی که درون لایه هنوز داغ است و بخوبی متراکم نمی­شود. )

  - شکستن مخلوط بوسیله غلتک، وقتی که غلتک­زنی در مسیر صحیح انجام نشود. ( مثلاً غلتک­زنی از لبه بالاتر به سمت لبه پایین­تر ادامه یابد.)

    ترک­های عرضی در لایه­های پایین­تر خطرناک نیستند و با پخش لایه­های بعدی معمولاً پر می­شوند ولی در لایه رویه باید سریعاً مرمت شوند، زیرا با ورود گرد و غبار به داخل آنها، این ترکها باقی می­مانند. ولی ترکهای طولی را باید سریعاً در هر مرحله­ای مرمت کرد زیرا این ترکها اگر مرمت نشوند، در لایه­های بعدی باعث ایجاد ترکهای انعکاسی خواهند شد.