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 نفوذ در شکل 6-4 آورده شده است .

آزمایش نقطه نرمی : بر حسب تعریف نقطه نرمی قیر به روش گلوله – حلقه عبارت است از درجه حرارتی که در آن قیر موجود در حلقه نرم شده و گلوله از درون حلقه عبور می نماید.

به عبارت دیگر درجه نرمی به درجه حرارتی اطلاق می شود که قیر از حالت جامد به حالت روان در آید.

آزمایش نقطه نرمی بر اساس استاندارد امریکایی آزمایش مصالح (ASTM D36 ) در آزمایشگاه بر روی نمونه قیر انجام شد که مقدار مربوط به آن در جدول 6-5 آورده شده است .

قیرهایی که نقطه نرمی ( درجه نرمی‌) بالاتری دارند، در برابر تغییرات درجه حرارت حساسیت کمتری داشته و درجه نفوذ‌ آنها تغییرات کمتری دارد.

دستگاه آزمایش نقطه نرمی در شکل 6-5 آورده شده است.

آزمایش وزن مخصوص : بر حسب تعریف ، وزن مخصوص قیر عبارت است از نسبت وزن حجم معینی از قیر به وزن آب (مقطر ) هم حجم آن در درجه حرارتی مشخص.

وزن مخصوص قیر طبق روش استاندارد آمریکایی (ASTM D70 ) آزمایش مصالح تعیین می شود.

بر اساس این استاندارد وزن مخصوص قیر در دمای 25 درجه سانتی گراد و بر حسب کیلوگرم بر لیتر بدست می آید.وزن مخصوص قیر در طرح مخلوط های آسفالتی و در این تحقیق برای طرح اختلاط جهت ساخت نمونه های آزمایش مورد نیاز می باشد.

وزن مخصوص به دست آمده از آزمایش در جدول 6-5 آورده شده است.

آزمایش کندروانی کینماتیکی : آزمایش کندروانی جنبشی بر اساس استاندارد امریکایی آزمایش مصالح (ASTM D2170 ) انجام می شود.

این روش آزمایش شامل فرآیند هایی جهت تعیین کندروانی جنبشی (kine matic viscosity‌) قیر های مایع دردمای 60 درجه سانتی گراد و قیر های خالص در دمای 135 درجه سانتی گراد و در محدوده 6 تا 100 هزار سانتی استدکس می باشد.در صورتی که وزن مخصوص قیر در دمای مورد نظر تعیین شده باشد با استفاده از نتایج این آزمایش می توان کندروانی را محاسبه نمود.

کندروانی جنبشی عبارت است از نسبت کندروانی یک مایع به وزن مخصوص آن که معیاری برای ارزیابی مقاومت در برابر جاری شدن یک مایع تحت اثر نیروی جاذبه می باشد.

واحد کندروانی جنبشی در سیستم متر یک (SI ) متر مربع بر ثانیه می باشد که در عمل واحد میلی متر مربع بر ثانیه مناسب تر و راحت تر می باشد.

واحد کندروانی جنبشی در سیستم سانتی متری ، سانتی متر مربع بر ثانیه می باشد که به هر سانتی متر مربع بر ثانیه یک استدکس ( با علامتSt ) اطلاق می شود و سانتی استدکس (= Icst ) برابر یک میلی متر کربع بر ثانیه می باشد و معمولا ً مورد استفاده قرار میگیرد.

در این روش لازم برای جریان یافتن حجم ثابتی از مایع مورد نظر در مجرای لوله سویین کندروانی سنج شیشه ای که کالیبره شده است.

در دمایی که دقیقا‌ً تحت کنترل می باشد اندازه گیری می شود.

سپس کندروانی جنبشی از ضرب زمان جریان بر حسب ثانیه در ضریب کالیبراسیون کندروانی سنج به دست می آید.

با استفاده از رابطه 2-6 کندروانی جنبشی به دست می آید : = Ctکندروانی جنبشی بر حسب سانتی استدکس که در این رابطه : C = ضریب ثابت کالیبراسیون کندروانی سنج بر حسب سانتی استدکس بر ثانیه T =زمان جریان یافتن بر حسب ثانیه می باشد.

کندروانی جنبشی رفتار جاری شدن مایع را تعیین می کند.

ویژگی های روسازی های مختلف معمولاً کندروانی خاصی در دمای 60 درجه سانتی گراد و 135 درجه سانتی گراد را برای قیر مورد استفاده ، نیاز دارند .

کندروانی در دمای 6 درجه سانتی گراد ، برای درجه بندی قیر مورداستفاده در آسفالت مورد استفاده قرار می گیرد که نشان دهنده کند روانی در بالا ترین دمایی که روسازی مورد بهره برداری تجربه می کند،می باشد.شکل 6-2 دستگاه مربوط به آزمایش کندروانی جنبشی را نشان میدهد .

نتیجه آزمایش در جدول 6-4 آورده شده است.

تعیین مشخصات مصالح سنگی : مهم ترین آزمایشاتی که بر روی مصالح سنگی انجام می شود ، آزمایش های وزن مخصوص و جذب آب مصالح سنگی می باشد.

آزمایش وزن مخصوص و جذب آب برای مصالح در تست دانه و مصالح ریز دانه به صورت جداگانه انجام می شود.

دانه های مصالح سنگی از مواد معدنی و فضای خالی تشکیل شده است و فضای خالی سنگدانه شامل فضای خالی قابل نفوذ و فضای خالی غیر قابل نفوذ می باشد و چنانچه مصالح سنگی از آب اشباع شود ، آب تنها فضای خالی را پر میکند و فضای خالی غیر قابل نفوذ به همان صورت باقی می ماند.

طبق تعریف وزن مخصوص ظاهری (Apparent Specific Gravity‌) سنگدانه عبارت است از وزن نمونه خشک شده در هوا به حجم ظاهری آن ( شامل فضای خالی غیر قابل نفوذ ) و با رابطه زیر محاسبه میشود : که در این رابطه : E = وزن نمونه خشک شده در هوا D = وزن نمونه اشباع شده در آب با سطح خشک می باشد.

وزن مخصوص واقعی (Bulk Specific Gravity ) عبارت است از وزن نمونه خشک شده در هوا به حجم واقعی آن ( شامل فضای خالی قابل نفوذ و فضای خالی غیر قابل نفوذ ) و با رابطه زیر محاسبه میگردد.

که در این رابطه : E = وزن نمونه خشک در هوا A = وزن مصالح اشباع شده با سطح خشک D = وزن مصاح اشباع شده در آب می باشد.

.درصد جذب آب نیز با رابطه 6-3 محاسبه می گردد.

که در این رابطه : A =وزن مصالح اشباع شده با سطح خشک E = وزن مصالح خشک شده در هوا می باشد آزمایش وزم مخصوص برای مخلوط مصالح سنگی جداگانه و بر اساس استاندارد امریکایی آزمایش مصالح (ASTM C29 ) انجام می گیرد.

در این آزمایش پیمانه ای با توجه به اندازه بزرگترین دانه مصالح سنگی بر اساس جدولی که در استاندارد ارائه شده است ، انتخاب می شود.

جهت انجام آزمایش ابتدا پیمانه را از مصالح پر کرده و اب میله 25 ضربه به آن می زنیم ، سپس و در نهایت کل پیمانه را پر کرده و پس از صاف کردن سطح از مصالح اضافی ، پیمانه و مصالح را توزین و از اختلاف وزن پیمانه و مصالح ، وزن را تعیین و با رابطه زیر محاسبه می کنیم : در جدول 6-6 مقادیر مربوط به وزن مخصوص و درصد جذب آب مصالح سنگی درشت دانه ،ریز دانه و وزن مخصوص مخلوط مصالح سنگی با استانداردهای مربوط به آنها آورده شده است .

کاربردهای عمل آزمایش : در ارائه طرح آسفالت به منظور طرح بهینه محاسبه برای درصد های قیر مختلف لازم می باشد.

در محاسبات مربوط به درصد خطرات هوا و محاسبه نیز دانستن لازم می باشد.

برای محاسبه برای سایر درصد های قیر مقدار ، وزن مؤثر مخصوص دانه های سنگی لازم می باشد.رابطه زیر مقدار را به دست می دهد : که در آن : Gce = وزن مخصوص مؤثر دانه های سنگی Gmm = وزن مخصوص ماگزیمم مخلوط ( بدون خطرات هوا ) Gb= وزن مخصوص قیر Pmm = درصد کل مخلوط Pb = درصد قیر مخلوط همان طور که می دانیم که درصد جذب قیر مصالح سنگی از در صد جذب آب آنها کمتر است لذا داریم : Gsb برای محاسبهGmm برای درصد های مختلف قیر از رابطه ذیل استفاده می شود : تعیین درصد حجمی فضای خالی مصالح سنگی : فضای خالی مصالح سنگی یکی از عواملی است که هنگام تعیین درصد بهینه برای کنترل آن به کار می رود.

لذا باید قبل از آن برای درصد های مختلف قیر محاسبه شده رابطه آن به صورت زیر است : که دراین رابطه : UMA = درصد فضای خالی بین مصالح سنگی شامل هوا و قیر مؤثر بر حسب درصدی از حجم طبیعی Gsb = وزن مخصوص طبیعی دانه های سنگی Gmb= وزن مخصوص طبیعی مخلوط متراکم شده که در این آزمایش می باشد.

Ps =درصد مصالح سنگی از وزن کل مخلوط تعیین درصد هوا ( درصد خطرات هوا ) در مخلوط متراکم شده : درصد خطرات هوا یکی از 3 معیار طرح برای تعیین درصد قیر بهینه می باشد و باید در محدوده آیین نامه ای نیز باشد.

لذا باید برای درصدهای مختلف قیر آنها را محاسبه کنیم : رابطه آن به صورت زیر است : که در آن : Pa =خطرات هوا در مخلوط متراکم شده به صورت درصدی از کل حجم Gmm = وزن مخصوص ماکزیمم مخلوط قیری Gmb = وزن مخصوص طبیعی مخلوط متراکم شده هدف : هدف محاسبه و تعیین وزن مخصوص نمونه های مارشال (Gmb) می باشد.

مقادیر Gmb برای محاسبه Pa و VMA لازم می باشد که به ترتیب درصد هوا و در صد حجمی فضای خلی نمونه ها می باشد.

ارتفاع نمونه ها نیز جهت تصیح مقاوت مارشال آنها مورد نیاز می باشد.

شرح روش آزمایش : ابتدا نمونه ها را بر اساس درصد های قیر مختلف مرتب کرده و هر یک را از یک تا سه شماره گداری میکنیم .

سپس قطر و ارتفاع هر یک از نمونه ها را اندازه گیری کرده ( باکولیس ) و یادداشت می کنیم.

حال هر یک را جداگانه وزن کرده و یادداشت می کنیم .

برای اینکه بتوانیم وزن نمونه ها را در آب داشته باشیم آنها را موم اندود می کنیم .

برای این کار ظرف موم را روی صفحه گرم کن قرار داده و پس از اینکه ذوب شد هر یک از نمونه ها را در دو مرحله به موم آغشته می کنیم.

یعنی ابتدا نیمی از ارتفاع نمونه را در موم مذاب فرو می بریم .

سپس می گداریم تا منجمد شود سپس نیمه دیگر آنرا در موم فرو برده می گداریم تا سرد شود.

دقت کنیم که ضخامت موم خیلی زیاد نشود زیرا در مراحل بعد پاک کردن آن مشکل می باشد.

حال وزن نمونه های موم اندود را در حالت خشک با ترازو به دست آمده و ثبت می کنیم و سپس وزن نمونه های موم اندود رادر آب به دست می آوریم.برای این کار از ترازویی استفاده کردیم که سطلی کشبک به زیر آن وصل بود و درون سطل بزرگی از آب معلق و غوطه ور بود.

(باید دقت شود که سطل در آب غوطه ور باشد و هیچ قسمت از آن از آب بیرون نباشد.

( پس از توزین نمونه ها در آب آ نها را از آب خارج کرده و به وسیله برس سیمی اندود موم را از سطح نمونه ها پاک می کنیم تا نمونه ها وضعیت مشابهی مانند حالت اولیه داشته باشند.

نتیجه آزمایش : همان طور که ذکر شد هدف محاسبه وزم مخصوص نمونه های مارشال می باشد لذا با استفاده از رابطه زیر و با توجه به مقادیر به دست آمده از توزین نمونه ها داریم : که دراین رابطه : Gmb = وزن مخصوص طبیعی نمونه متراکم شده A = وزن نمونه در هوا بر حسب گرم.

B = وزن نمونه با اندود پارافین در هوا بر حسب گرم C= وزن نمونه با اندود پارافین در آب بر حسب گرم Gp = وزن مخصوص پارافین شرح روش آزمایش : نمونه ها را حدود نیم ساعت تا 40 دقیقه قبل از انجام آزمایش درون حمام آب گرم دارای حرارت 1 ± 60 درجه سانتی گراد است قرار می دهیم .

نمونه را از آب خارج کرده سطح آن را با پارچه خشک می کنیم .

سپس فک پایینی را روغنکاری کرده و نمونه را از سمت جانبی آن روی قسمت تحتانی فک دستگاه قرار می دهیم .

سپس قسمت فوقانی فک را روغنکاری کرده آن را روی قسمت تحتانی قرار می دهیم و آنرا آنقدر پایین می آوریم تا روی نمونه قرار گیرد.حال فک همراه با نمونه را زیر حلقه باریک دستگاه به صورتی که علامت روی میله های فک به طرف جلو باشد قرار می دهیم .

حال با استفاده از کلید بالا برنده فک را آن قدر بالا می بریم تا تماس بین سطح فوقانی فک و سطح تحتانی حلقه بارگیر برقرار شود .

در این دستگاه دو عدد گیج داریم که یکی استقامت و دیگری روانی نمونه را اندازه می گیرد.گیج مربوط به روانی را روی فک سوار کرده و آنرا صفر می کنیم .

گیج استقامت مارشال را نیز صفر می کنیم .

اکنون نمونه آماده بار گذاری است برای این کار دکمه مربوط به بارگذاری را نشان می دهیم تا بارگذاری آغاز شود.

میزان تغییر شکل ثابتی که توسط دستگاه به نمونه اعمال می شود 2 اینچ در دقیقه می باشد.

اعداد گیج ها را در لحظه ای که گیج مربوط به استقامت به بیشترین مقدار خود می رسد و سپس باز می گردد را قرائت میکنیم .

پس از این لحظه گیج مربوط به استقامت در جهت عکس بارگذاری حرکت کرده و کاهش می یابد .

آزمایش را باید حداکثر 30 ثانیه پس از خروج نمونه از حمام انجام دهیم .

اعداد قرائت شده برای استقامت مارشال بر اساس درجه بندی مخصوص دستگاه می باشد که نیروی معادل آنها بر حسبKg f توسط سازندگان دستگاه ارائه شده است و از جدول مربوط به آن می توانیم بار را محاسبه کنیم .

در ضمن مقادیر استقامت برای ضخامت 2.5 اینچ می باشد و اگر مقدار ضخامت کمتر یا بیشتر باشد باید عدد استقامت تصحیح شود .

برای این منظور از جدولی استفاده می کنیم که بر اساس ضخامت میزان تصحیح را با نام مقدار نسبت همبستگی بدست می دهد.حاصلضرب مقدار استقامت اندازه گیری شده یک نمونه در نسبت همبستگی مرتبط با ضخامت واقعی نمونه معادل است با پایداری تصحیح شده برای نمونه 2 اینچ .

نتایج آزمایش : نتایج بدست آمده در جدول ضمیمه ذکر شده است در این جدول برای درصدهای مختلف قیر و نمونه های مختلف ارتفاع نمونه ها و قرائت عقربه استقامت مارشال و عقربه روانی ذکر شده است .

از مقادیر روانی هر یک از درصدهای قیر از مقادیر مربوط به 3 نمونه میانگین گرفته شده است.

نمودار مربوط به این درصد ها در بخش نمودارهای مربوط به آزمایش در آزمایش 7 آورده شده است .

برای مقادیر استقامت مارشال پس از اینکه تصحیح پایداری انجام شد و اثر نسبت همبستگی نیز تأثیر داده شد از مقادیر استقامت مارشال نهایی میانگین گرفته شده و برا ی هر درصد قیر میانگین مارشال بدست می آید که نمودار آن در آزمایش 7 آمده است .

کاربرد عمل آزمایش : همان طور که می دانیم استقامت عبارت است از حداکثر مقاومت به بار وارده بر نمونه در هنگام بارگذاری در جهت جانبی در دمای 60 درجه سانتی گراد و روانی عبارت است از مقدار کل تغییر شکل قطری حاصله در نمونه بر حسب یا 0.25 در لحظه گسیختگی .

با توجه به تعاریف از این دو مقدار استفاده هایی می شود .

از جمله از استقامت مارشال جهت تعیین درصد قیر بهینه استفاده می گردد.

مقدار روانی نیز برای کنترل درصد قیر بهینه لازم می باشد که در آزمایش بعدی چگونگی آن توضیح داده شده است .

زیرا روانی درصد قیر بهینه باید در محدوده مطوبی باشد که بر اساس تعداد ضربه ( ترافیک ) تعیین می گردد.