سنجش دقیق مقاومت روکش آسفالت توسط پژوهشگران ایرانی

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ابداع روشی دقیق و نوین برای سنجش مقاومت روکش آسفالتی در برابر جمع شدگی هم در محل پروژه و هم در محل آزمایشگاه شدند. 

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ دکتر علیرضا نوری مجری طرح «ارزیابی عملکرد برشی بین لایه ای روسازی آسفالتی مسلح شده با ژئوکامپوزیت» گفت : مقاومت برشی بین لایه های روکش و روسازی قدیمی موثرترین خصوصیت روکش برای جلوگیری از جمع شدگی  در آسفالت است.

وی افزود: در بسیاری از روسازیهای دارای روکش به خصوص روسازیهایی که در آنها از ژئوسنتتیکها برای تقویت روکش در برابر ترک خوردگی استفاده شده است کم بودن مقاومت برشی بین لایه روکش و روسازی قدیمی موجب می شود که مقاومت روسازی در برابر برخی خرابیها از جمله جمع شدگی روکش که به صورت خرابی هلالی شکل بروز می کند بسیار کاهش یابد.

نوری اظهار داشت: عموما این خرابی در محلهایی که روسازی در معرض بارگذاری سطحی و به موازات سطح روسازی قرار می گیرد مشاهده می شود. این محلها می توانند محل شتاب گیری خودروها، شیبهای مسیر راه، محل ترمز گیری خودروها و همچنین محل دورزدن خودروها باشند. البته پیش نیاز دیگر بروز این نوع خرابی ضعف در اتصال روکش آسفالتی به لایه روسازی قدیمی است. 

وی افزود: به منظور پیشگیری از بروز برخی خرابیها در روکش آسفالتی از مصالحی به نام ژئوسنتتیک استفاده می شود که پارچه هایی با مقاومت و مشخصات معینی هستند و در بین لایه روکش و لایه روسازی قدیمی به کار می روند.

نوری ادامه داد: این مصالح به رغم این که موجب کاهش برخی ترک خوردگیها در روکش می شوند، می توانند خود عامل کاهش مقاومت برشی بین لایه روکش و لایه زیرین شده و خرابیهایی را به روسازی تحمیل می کند؛ در این پژوهش راهکارهایی در خصوص ایجاد تغییر در ژئوسنتتیکها به گونه ای که ضمن حفظ مقاومت در برابر ترک خوردگی، روکش را در برابر جمع شدن محافظت کند نیز ارائه شد.

این محقق استفاده از دستگاه اندازه گیری مقاومت بیرون کشش (Pull-out) ژئوسنتتیک از محیط آسفالتی که طی این پژوهش طراحی و ساخته شد را یکی از راهکارهای ارزیابی عملکرد ژئوسنتتیک در محیط آسفالتی و در پی آن بهبود عملکرد این مصالح دانست.  

مجری طرح با بیان اینکه ارزیابی مقاومت برشی بین لایه ها طی سالهای اخیر در کشورهای پیشرفته نیز بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است خاطرنشان کرد: در سالهای اخیر برخی دستگاههای جدید به منظور ارزیابی مقاومت برشی بین لایه روکش و روسازی زیرین ارائه شده اند که عمدتا تنها اثر بار ناشی از شتاب گیری، ترمز گیری و ... را در قالب بار برشی در نظر می گیرند و امکان شبیه سازی مناسب اثر قائم ناشی از وزن خودروها و سختی روسازی را ندارند.

وی بیان کرد: همچنین عدم تقارن نمونه منجر به بروز برخی لنگرهای ناخواسته در آزمایش می شود که نتایج آزمایش را تحت تاثیر خود قرار می دهد. برای رفع مشکلات دستگاههای پیشین و به منظور ارائه دستگاهی آزمایشگاهی که امکان ارائه نتایج دقیقتر را داشته باشد دستگاهی با نام (AUT-SLT) در دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شد.

وی افزود: این دستگاه که توانایی بارگذاری برشی سیکلی را نیزدارد، با نام تیم تحقیقاتی و دانشگاه صنعتی امیرکبیر به ثبت رسیده است و طی آزمایشهای متعدد صحت پاسخها و تکرار پذیری آنها کنترل شد. 

نوری بیان کرد: دستگاه SLT که در خصوص آن توضیح داده شد به خودی خود امکان آزمایش در محل پروژه را ندارد و نیازمند اخذ نمونه از محل پروژه و انتقال به آزمایشگاه است. همچنین در صورتی که تحقیقی در محیط آزمایشگاه در حوزه فناوریهای نوین پیش از اجرا توسط شهرداریها و وزارت راه و شهرسازی مد نظر باشد، در محدوده توان پاسخگویی این دستگاه است. بعلاوه میتوان مقدار اندود تک کت را نیز با استفاده از نتایج این دستگاه بهینه کرد.

وی اضافه کرد: به منظور پاسخ به نیاز مهندسین در خصوص اندازه گیری مقاومت برشی در محل پروژه به نحوی سریع و با کمترین میزان خرابی، دستگاه دیگری با نام (AUT-SFT) طراحی و ساخته شد که تنها با ایجاد یک برش مربع شکل بر روی روسازی در محل پروژه و قرار دادن فک دستگاه درون برش امکان آغاز آزمایش وجود دارد.

وی ادامه داد: دستگاه با اتصال به برق فندکی خودروی حامل می تواند آغاز به کار کرده و با اعمال بار قائم یا بدون آن مقدار مقاومت برشی بین لایه ها را اندازه گیری می کند. این دستگاه علاوه بر امکان اندازه گیری مقاومت برشی در محل پروژه می تواند با ایجاد تغییرات کوچکی مقاومت کششی بین لایه ها را نیز ارزیابی کند.

وی با یادآوری این نکته که کار با نمونه های تقویت شده با ژئوسنتتیک نیازمند توجه به ملزومات مربوط به این نمونه ها و پیشگیری از دستخورده شدن آنهاست افزود: یکی از مهمترین مزایای پژوهش حاضر آن است که ملزومات این مصالح مهم و موثر را نیز در نظر گرفته است و هم روش ساخت نمونه، هم دستگاههای ارائه شده و هم روش آزمایش امکان به کارگیری نمونه های تقویت شده باژئوسنتیک را دارند. 

وی توسعه مدلی میان مقاومت برشی بین لایه های روسازی و رشد ترک انعکاسی را از دیگر مزایای این پژوهش دانست که بر اساس آن می توان با بهبود مقاومت برشی بین روکش و لایه روسازی زیرین عملکرد روسازی در برابر ترک خوردگی انعکاسی را نیز بهبود بخشید و از این راه صرفه جویی قابل توجهی را در تعمیرات آتی راه شاهد بود. 

 این پژوهش توسط دکتر علیرضا نوری و به راهنمایی دکتر فریدون مقدس نژاد و دکتر علی خدایی از اعضاء هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام گرفته است.