1-مقدمه
چگالی بهترين معيار سنجش کيفيت يک سطح راه تمام شده است که به متخصصان اطمينان مي*دهد که راه احداث شده حداقل تا عمر طرح و يا بيشتر از آن دوام مي*آورد. اندازه*گيری چگالی مخلوط آسفالتی در حين عمليات تراکم، از اين نظر که حاوی دو نکته مهم است، در نتيجه کار مؤثر است*. اول اينکه اين مطلب را مشخص مي*کند که درچه مرحله*ای از عمليات تا رسيدن به چگالی تعيين*شده، قرار داريم و از اين نظر مي*تواند بعنوان نشانگری برای پيمانکار باشد که آيا نياز به اقدامات تعديلی برای رسيدن به چگالی نهايی مي*باشد يا نه و دوم اينکه به پيمانکار اطلاع مي*دهد که چه زمانی عمليات تراکم متوقف شود و ادامه عمليات در مراحل ديگر دنبال شود. در حال حاضر متداول*ترين و البته دقيق*ترين روش* برای تعيين دانسيته در محل مخلوط آسفالتی در سطح کشور، روش مغزه*گيری مي*باشد. روش معمول برای انجام اين کار استفاده از مغزه*گير و آزمايش بر روی مغزه*های بدست آمده است. اما اين روش که بصورت سنتی ساليان متمادی است که در کشور اجرا می*شود دارای معايب عمده*ای است که چند مورد آن شامل:
• ايجاد خرابی در سطح روسازی
• هزينه نسبتا بالا
• عدم تکرار پذيری برای يک نقطه خاص
• عدم توانايی ثبت تغييرات متغيرهايی نظير وزن مخصوص واقعی برای يک نقطه خاص
• و صرف وقت زياد است.
بنابر دلايل ذکر*شده، انجام آزمايش بروش مغزه*گيری با روش*های ديگر جايگزين می*شود. از*جمله زمان*بر بودن منجر به اين مساله می*شود که نقاط ضعف لايه اجرا*شده به سرعت مشخص نشود و لذا اقدامات اصلاحی مربوط به رويه در زمان مناسب صورت نمی*گيرد.
در راستای بهينه نمودن روند انجام آزمايش*های بالا مي*توان از آزمايش*های غير*مخرب استفاده کرد*. اين نوع آزمايش*ها در سطح روسازی ايجاد خرابی نمي*کنند، هزينه انجام آنها کمتر مي*باشد، تکرار*پذيرند و بعلت عدم ايجاد خرابی بوسيله آنها به*راحتی مي*توان تغييرات متغيرهای دلخواه نقطه مورد نظر را نيز ثبت کرد، که در حال حاضر شامل دو روش هسته*ای و غير*هسته*ای مي*باشند.
2 - تعيين چگالی مخلوط آسفالتی به روش هسته*ای
يکی از آزمايش*هايی که در تعيين دانسيته لايه*های سنگدانه*ای کاربرد دارند، آزمايش* هسته*ای مي*باشد که از آن مي*توان در تعيين چگالی و رطوبت خاک استفاده کرد*. برای هر کدام از موارد مورد استفاده در روسازی يعنی اندازه*گيری چگالی به روش هسته*ای روش*های خاصی وجود دارد که در چند دهه اخير مورد تحقيق بوده*اند و دستگاه*های خاصی که ثمره اين تحقيقات مي*باشند از فن*آوری ويژه*ای سود مي*برند. نکته مهم در اين دستگاه*ها آن است که رسيدن به دقت مورد نياز آزمايش*های روسازی، به اين بستگی دارد که چشمه راديواکتيو از چه نوع باشد و در ضمن متغيرهای هندسی دستگاه بايد تطبيق کافی با آزمايش*های روسازی و شرايط انجام آنها داشته باشند.
اندازه*گير هسته*ای ارزان*تر و سريع*تر از روش مغزه*گيری است*، اما با اين حال معايب زيادی نيز دارد. اولين و بارزترين ضرر آن استفاده از يک منبع راديو*اکتيو است که مسلماً نياز به تنظيمات زياد و تعليم تخصصی نيروی کار آزموده دارد. عيب ديگر آن شامل کسب مجوز و نوسازی تجهيزات*، آموزش تکنسين*ها و کارکردن نه چندان ساده و جاسازی تجهيزات آن می*باشد.
3- نقاط قوت دستگاه چگالي*سنج هسته*ای
1- بر اساس مقايسه*های صورت*گرفته توسط مراکز و موسسات، دقت دستگاه هسته*ای از دستگاه*های غير*هسته*ای بيشتر است.
2- شرايط تغيرات دما و تغييرات رطوبت بر روی عملکرد دستگاه تأثيری نمي*گذارد.
4- نقاط ضعف دستگاه چگالي*سنج هسته*ای
• کار با اين دستگاه*ها نياز به آموزش ويژه کاربران دارد.
• خطر تشعشعات مضر به*دليل وجود منبع راديو*اکتيو هميشه وجود دارد و هيچگاه حتی سازنده در مورد بي*خطر بودن دستگاه در اين زمينه تأکيدی نداشته است و نيز ذکر اين مطلب ضروری است که کاربر اين دستگاه بعد از مدت زمان مشخصی کار با دستگاه بايد تعويض شود.
• برای کار با اين دستگاه*ها نياز به مجوز کار با دستگاه مي*باشد.
• وزن دستگاه هسته*ای در مقايسه با دستگاه*های ديگر غير*هسته*ای بالاتر است (لااقل 2 برابر) و بديهی است که اين اختلاف وزنی هنگامی که روزانه صدها برداشت صورت مي*گيرد قابل توجه است.
• دستگاه*های هسته*ای نياز به يک زمان گرم*شدن اوليه
[1] برای شروع به کار دارند در حاليکه اين زمان برای ديگر دستگاه**های غير*هسته*ای به اندازه زمان روشن*شدن دستگاه است.
• زمان برداشت برای تکميل يک آزمايش در محوطه کار برای اين دستگاه بيشتر از زمان برداشت برای دستگاه*های غير*هسته*ای مي*باشد.
• عدم توانايی در سنجش چگالی مخلوط*های بصورت مغزه (آزمايشگاهی يا برداشت از محل) از ديگر نکات منفی کار با اين دستگاه است.
• صاحب*نظران صنعت روسازی و کاربران دستگاه*های تعيين چگالی مخلوط*های آسفالتی، به دلائل فوق*الذکر و مخصوصاً خطر منبع راديو*اکتيو دستگاه علاقه*مند به استفاده از تجهيزات جايگزين برای اين دستگاه مي*باشند.
5- تعيين دانسيته مخلوط آسفالتی به وسيله روش غيرهسته*ای( دستگاه PQI )
نشانگر کيفيت روسازی
[2] ابزاری است به منظور تعيين سريع درجه تراکم روسازی، که به کمک آن مشخص مي*شود آيا آسفالت اجرا شده به ميزان تراکم مناسب رسيده است يا نه. اين وسيله برای مقايسه با تکنولوژی * های حال حاضر در تعدادی از قراردادها مورد آزمايش واقع شده است.
اين وسيله به دفعات زياد در آمريکا مورد استفاده قرار گرفته است و منابع زيادی تصديق کرده*اند که اين دستگاه، در کنترل کيفيت مخلوط * های آسفالتی بسيار موثر بوده است. بر اساس اطلاعات موجود، اين سيستم در 12 کشور و 145 ايالت به فروش رسيده است.
- تجربيات حاصله راجع به اين سيستم حاکی مطالب زير است:
- کار کردن و استفاده از دستگاه ساده است.
- محدوديت حمل و نقل برای دستگاه وجود ندارد.
- کار با دستگاه نياز به آموزش محدود و ساده * ای دارد.
- سبک است.
- در مدت زمان کوتاهی چندين اندازه * گيری صورت می * گيرد.
- به سرعت به اطلاعات حاوی ميزان و کيفيت تراکم دست * يابی حاصل می * شود.
- در مورد اينکه آيا لايه به*صورت يکنواخت متراکم شده است، تشخيص حاصل می*شود و امکان اصلاحات سريع فراهم می * شود.
6- تکنولوژی اندازه*گيری
دستگاه تعيين مقدار چگالی واقعی را با اندازه*گيری مقاومت الکتريکی انجام می*دهد. مقاومت الکتريکی آسفالت تابع ثابت دی*الکتريک آن است. سيستم ( PQI * )، يک مدار الکتريکی فراهم مي*کند که اين مدار يک ولتاژ فرکانس راديويی توليد مي*کند که به يک الکترود حسی اعمال مي*شود و الکترود حسی يک ميدان الکتريکی در مصالح روسازی ايجاد مي*کند*. يک الکترود حسی دوم پاسخ*های دي*الکتريک از مصالح روسازی را *اندازه*گيری می*کند*. يک تحليلگر داده، چگالی مصالح روسازی را بر اساس مقاومت جريان مختلط مصالح روسازی تعيين مي*نمايد.
• ناحيه برداشت تغييرات چگالی
|
هندسه دستگاه ( PQI )
7 - جمع*بندی کلی از ديدگاه کاربران دستگاه*های غير*مخرب غير*هستهای تعيين دانسيته روسازی
• در مورد دستگاه*های الکترومغناطيسی استفاده از سيگنالهای الکترومغناطيسی اين مزيت را نسبت به دستگاه * های هسته * ای دارد که نياز به آموزش*های ويژه کاربر، مدرک يا مجوز کار با دستگاه و خطر تشعشعات راديو*اکتيو را منتفی مي*سازد. اما با اين حال قبل از پذيرفتن هر تکنولوژی جديدی برای تعيين چگالی مخلوط آسفالتی، نياز مبرم به ارزيابی آن در دو وضعيت آزمايشگاهی و ميدانی تحت شرايط کنترل شده وجود دارد.
• گرچه هر دو دستگاه PQI و پيو*تراکر دقت دستگاه چگالي*سنج هسته*ای مورد استفاده را نداشتند اما از طرف ديگر مزايای مرتبط نبودن با قواعد مربوط به منابع راديواکتيو دستگاه هسته*ای و نيز توانايی برداشت چند*تايی در مدت زمان کوتاهی، آنها را برای کنترل کيفيت چگالی روسازی در طول دوره ساخت مورد توجه بيشتر قرار مي*دهد.
• کاليبراسيون اين دستگاهها برای مصالح شرايط محلی در رسيدن به نتايج صحيح بسيار مهم مي*باشد. در هر جای ممکن، کاليبراسيون با استفاده از يک مقطع آزمايش بايد صورت گيرد. اما فرضيات موجود براساس اطلاعات و تجربيات در دسترس در مورد مصالح محلی و مصرفی مي*تواند به ميزان قابل توجهی در افزايش دقت و صحت نتايج تاثير*گذار باشد.
• هر دو دستگاه PQI و پيوتراکر، تجهيزات مناسبی برای کنترل چگالی مخلوط آسفالتی
[3] در طول دوره اجرا مي*باشند. هر دو دستگاه قابليت برداشت نتايج سريع به منظور تعيين نقاط با چگالی کم و داده های پرت و همچنين انجام اقدامات اصلاحی را دارند.
• تغييرات در ميزان رطوبت، دانه*بندی، منبع تأمين مصالح و اختلاف دمای بين مصالح مرجع و روسازی که مد*نظر اندازه*گيری است، بر روی درستی قرائت*ها تاثير مي*گذارند.
• سازندگان دستگاه PQI توصيه کرده*اند در صورت بالا بودن درصد آب موجود در مخلوط، برداشت و قرائت صورت نگيرد. اين در حالی است که عدد خاصی را برای ميزان H
2o بالا توصيه نکرده*اند ولی بنابر نتايج و مشاهدات آزمايشگاهی اين عدد بالاتر از 5 درصد بنظر
ميرسد.
• عدد H
2o نشان داده شده در نمايشگر دستگاه شاخص خوبی برای تعيين حد رطوبت بنظر مي*رسد.
• در بيشتر موارد کاهش دما باعث افزايش در مقدار چگالی محاسبه شده توسط دستگاه PQI مي*شود و (دال*های سرد چگالی بالاتری داشتند).
• ضروری است که دستگاه با يک مقطع روسازی (**يا دال*) که چگالی آن مشخص است و از همان مصالحی که برای روسازی هدف، مدنظر ساخته شده، کاليبره شود. براساس نتايج مطالعات ميدانی 2001، نتيجه گرفته شد که به منظور استفاده از دستگاههای اندازه*گيری
غير*هسته*ای برای بدست آوردن چگالی روسازی، ضروری است تا کاليبراسيون تجهيزات بر مبنای مقادير چگالی شناخته*شده و مصالح مشابه بکار*رفته در روسازی انجام شود. با توجه به اينکه، اين عمل در عمليات ميدانی مشکل مي*باشد، بنابراين کارايی و استفاده هر دو دستگاه PQI و پيوتراکر در مقوله سنجش چگالی روسازی برای پذيرش کيفيت ( QA )
[4] خود را نمايان مي*کند.
10- بازخورد فوری بدست آمده توسط هر دو اين تجهيزات، کمک به تشخيص مکانهای با چگالی پايين در روسازی می باشد و سپس عمليات اصلاح به منظور روسازی يکنواخت انجام شود.
و در پايان،
فراموش نکنيم که تنها روش کاملاً صحيح و مطمئن برای تعيين چگالی قطعی روسازی، مغزه*گيری و تعيين چگالی مغزه*ها در آزمايشگاه مي*باشد.
[hr]
[1] - Warm up
[2] - Pavement Quality Indicator
[3] - Hot Mix Asphalt
[4] - Quality Acceptance
