بررسی انواع آسفالتهای حفاظتی و استفاده از آنها در شرایط مختلف

عمران
دانلود پایان نامه مهندسی عمران بررسی انواع آسفالتهای حفاظتی و استفاده از آنها در شرایط مختلف *آپدیت شد: مدیریت نگهداری زمستانی راهها در قالب 235 صفحه بصورت رایگان ضمیمه شد:)- کل صفحات:99 صفحه اولیه + 235 آپدیت چکیده : نگهداری و مدیریت راهها و جاده ها یکی ازمهمترین وبنیادی ترین اصول زیربنایی کشورهاست .نوع وکاربرد انواع اقدامات پیش گیرانه برای نگه داری روسازیهای آسفالتی وبتنی طی سالهای متمادی تحت بررسی وتحقیق قرارگرفته است. کاهش هزینه ها واقدامات کاهش دهند هزمان ترمیم راهها از جمله نکاتی است که با استفاده از آسفالتهای حفاظتی تحقق می یابد. تحقیقات نشان داده است که صرف مقدار ناچیزی ازکل هزینه ها به اقدامات نگهداری باعث کاهش بسیار زیادی ازهزینه های تعمیرات وترمیم روسازیها خواهد شد .بنابراین اهمیت توجه به زمینه اقدامات نگهداری ومدیریتی به وضوح روشن می گردد. دراین پایان نامه ضمن معرفی وشناسایی اقدامات نگهداری پیش گیرانه بویژه آسفالتهای حفاظتی ، راهکارهای علمی آزمایشگاهی وعلمی درزمینه تهیه واجرای انواع آسفالت‌های حفاظتی ارائه میگردد. آسفالتهای حفاظتی ازجمله موارد نگهداری پیش گیرانه محسوب میشوند . آسفالتهای نازک سطحی ،اندودهای سنگدانهای، دوغاب آببندی واندودآببندی بدون سنگدانه ودرزگیرها ازجمله آسفالتهای حفاظتی بشمار می روند .هدف ازاین تحقیق معرفی انواع مختلف آسقالتهای حفاظتی ونحوه طراحی واجرا وانتخاب نوع وزمان استفاده ازهریک وانتخاب راهکار مناسب جهت شرایط موجود می باشدتا گامی درراستای افزایش ایمنی وکارایی راههای کشور برداشته شود . کلمات کلیدی: انواع قیرها آسفالت های حفاظتی نگهداری و مدیریت راهها و جاده ها نگهداری روسازیهای آسفالتی و بتنی مقدمه: هر جاده‌ای اگر تعمیر نشود حطرساز می‌شود. فرسودگی جاده تدریجی اما مداوم است و مرمت آن به هزینه‌ی هنگفتی نیاز دارد – بریتانیا سالانه در حدود یک و نیم میلیارد پوند برای مرمت فرسودگی روزمره‌ی سطح جاده‌ها هزینه می کند. آب و هواعامل بخشی از این آسیب به شمار می‌آیند اما مقصر اصلی حرکت اتوموبیل‌ها، و به ویژه کامیون‌های سنگین، است. احتمال می‌رود که طی چند سال آینده حداقل در بریتانیا، تعداد کامیون‌های بسیار سنگینِ سی و هشت تنی به دو برابر برسد. اگر تصمیم این باشد که این تغییر، همراه با افزایش خطرات رانندگی، تعمیر جاده‌ها، و راه‌بندان‌ها نباشد باید در مورد مکانیک فرسودگی جاده‌ها و طراحی کامیون‌ها بیش‌تر بدانیم. پول دریافتی دولت انگلستان از مالیات اتوموبیل و سوخت، بیش از مبلغی است که خرج تعمیر جاده‌ها می‌کند. دولت در یک سال در حدود 7ر13 میلیارد پوند بابت مالیات‌های جاده‌ای اخذ نمود که تنها شش میلیارد پوند از آن را (توسط حکومت مرکزی و فرمانداری‌ها) صرف ساختن جاده‌های جدید و حفظ و نگه‌داری جاده‌های قدیمی نمود. اگر فقط یک درصد از مازاد درآمد جاده‌ها به کارِ تحقیق و توسعه اختصاص می‌یافت سالانه درحدود 77 میلیون پوند برای هزینه کردن در این بخش وجود می‌داشت، در حالی که طبق برنامه، سالیانه تنها 26 میلیون پوند (سه دهم درصد مازاد) صرف کار تحقیق و توسعه در امر حمل‌ و نقل گردید. بخش اعظم این مبلغ توسط آزمایشگاه دولتی پژوهش حمل و نقل و جاده در برکشایر هزینه شد. این مبلغ نسبت به مبالغ پرداختی برای مرمت جاده‌ها و میزان راه‌بندان‌های ناشی از این خرابی‌ها بسیار ناچیز است. وضع بدتر از این هم خواهد شد مگر آن که پیش‌رفت چشم‌گیری در امر پژوهش‌های اساسی و کاربردی در مورد کامیون‌ها و جاده‌ها و ارتباط متقابل آن‌ها حاصل شود. فرسودگی فرایندی پیچیده است، اما اتوموبیل‌ها به سه طریق اصلی باعث ایجاد آسیب می‌شوند. اولاً، عملِ اصطکاکِ میلیون‌ها چرخ بر روی جاده‌ها به تدریج سطح آن‌ها را صیقل می‌دهد. این وضعیت، از مقاومت سطح جاده در برابر سُر خوردن خودرو می‌کاهد. ثانیاً، کوبیدنِ مداوم چرخ‌ها، لایه‌ی بالایی آسفالت را به سوی پایین و اطراف می‌فشرد و در قسمتی از جاده که بیش‌تر در معرض عبور چرخ‌هاست فرورفتگی‌هایی ایجاد می‌کند. این وضع، رانندگی را خطرناک می‌سازد، زیرا فرورفتگی‌ها بر هدایت و کنترل ماشین اثر می‌گذارند و در آن‌ها آب جمع می‌شود. ثالثاً، در اثر کم و زیاد شدن فشار بار که در هنگام گذشتن چرخ‌ها بر سطح جاده اعمال می‌شود، کل جاده ترک بر می‌دارد. این فرایند مشابه با فرایند مشهور به خستگی فلزات است، یعنی گرچه جاده می‌تواند در برابر یک نوبت بار سنگین مقاومت کند اما ساختمان آن ممکن است در برابر بارهای مکرر و کوچک‌تر تاب نیاورد. می‌دانیم که فرورفتگی و ترک خوردگی بستگی به وزنی دارد که توسط چرخ به سطح جاده منتقل می‌شود. هرچه وزن بیش‌تر باشد آسیب هم بزرگ‌تر است. اما دقیقاً و به طور کامل نمی‌دانیم که فرورفتگی‌ها و ترک‌ها چگونه پدیدار می‌شوند. در شرایط فقدان اطلاعات بهتر، برنامه‌ریزان از یک اصل تجربی یعنی قانون توان چهارم استفاده می‌کنند تا بتوانند به پیش بینی میزان آسیب ایجاد شده توسط وسایل نقلیه‌ی مختلف بپردازند. این قانون، که مبتنی بر آزمایش‌های مقاومتی است که در اواخر دهه‌ی 1950 میلادی توسط انجمن مسئولان جاده‌های ایالتی امریکا انجام شد فرض می‌کند که بار چرخ عامل اصلی است. پژوهش‌گران دریافتند که دو برابر بار چرخ، شانزده برابر به آسیب جاده‌ها می‌افزاید (توان چهارم دو مساوی با شانزده است). با مقایسه‌ی یک کامیون چهل تنی ده چرخ با یک اتوموبیل یک تنی چهار چرخ، قانون توان چهارم پیش بینی می‌کند که کامیون معادل با 163840 عدد اتوموبیل، آسیب‌هایی به شکل فرورفتگی و ترک در جاده ایجاد می‌کند. فهرست مطالب چکیده : 1 فصل اول :معرفی انواع قیرها وکاربردآنها در 3 آسفالتهای حفاظتی 3 1ـ1ـانواع قیرها : 4 1ـ2 ـ قیرهای امولسیونی 6 1ـ2ـ1ـ تاریخچه کاربرد امولسیونهای قیری 6 1ـ 3ـ طبقه بندی وساختار امولسیون های قیری 8 1ـ 3ـ 1ـ تعریف امولسیون قیری : 9 1ـ 4 ـ انواع امولسیونهای قیری 10 1ـ 4ـ 1ـ 1ـ امولسیونهای قیری تند شکن ( ناپایدار ) 10 1ـ4ـ1ـ2ـ امولسیونهای قیری کند شکن ( نیمه پایدار ) 11 1ـ4ـ1ـ3ـ امولسیونهای قیری دیر شکن (پایدار ): 11 1ـ 4ـ2ـ رده بندی امولسیونهای قیری از نظربار الکتریکی 12 1ـ4ـ2ـ1ـ امولسیونهای قیری کاتیونیک 12 1ـ4ـ2ـ2ـ امولسیونهای قیری آنیونیک 13 1-5 موارد کاربرد امولسیونهای قیری 15 1-6- اجزای تشکیل دهنده امولسیون های قیری 16 1-6-1- قیر 16 1-6-2- آب 17 1-6-3- امولسیون ساز 17 1-6-4- پایدار کننده ها 19 1-7- خواص امولسیون قیری 20 1-7-1-کند روانی 20 1-7-2- نشست 20 1-7-3- لخته شدن 22 1-7-4- انعقاد 23 1-7-5- شکست 23 1-7-6- چسبندگی 28 فصل دوم :معرفی انواع روشهای نگهداری 1-2- مقدمه 31 2-3-1- دوغاب آببندی Slurry Seal ) ) 34 2-3-2- آسفالت نازک سطحی (Micro Surfacing ) 34 2-3-3- اندود آببندی سنگدانه ای (Chip Seal ) 35 2-3-4- اندود آببندی بدون سنگدانه (Fog Seal ) 35 فصل سوم :آسفالت های حفاظتی از نوع دوغاب آببندی (Slurry Seal ) 3-1- مشخصات 37 3-2- مصالح 37 3-2-2- سنگدانه ها 38 3-2-2-1- تست های کیفیت 39 3-2-2-2- دانه بندی 39 3-2-2-3- فیلرهای معدنی 41 3-2-2-5- افزودنیها 41 3-3 ارزیای های آزمایشگاهی 42 3-3-1- طرح مخلوط 42 3-3-2- سرعت کاربرد 44 3-3-3- نوسانات: 45 3-4- تجهیزات 46 3-4-1- تجهیزات اختلاط 46 3-4-2- وسایل تنظیم نسبت 47 3-4-3- تجهیزات پخش 47 3-5- تنظیمات 48 3-6- محدودیتهای آب و هوایی 49 3-7- کنترل ترافیک 49 3-8- آماده سازی سطحی 50 3-8-1- تک کت: 50 3-8-2- ترک ها: 51 3-9- کاربرد: 51 3-9-1- درزها 52 3-9-2- پایداری مخلوط 52 3-9-3- وسایل دستی 52 3-9-4- خطوط 53 3-9-5- غلطک زنی 53 3-10- کنترل کیفیت 53 3-10-2- قیر امولسیونی 54 3-10-3- دانه بندی 54 3-10-4- فیلرهای معدنی 56 فصل چهارم: آسفالت های حفاظتی از نوع آسفالت نازک سطحی (Micro Surfacing) 59 4-1 معرفی 60 4-2 مشخصات کاربردی 61 4-3- مصالح مصرفی 61 4-3-2- سنگدانهها 63 4-3-3- فیلر های معدنی 4-4- ارزیابی های آزمایشگاهی 4-4-2- سرعت كاربرد 70 4-5- تجهیزات: 72 4-5-1- تجهیزات اختلاط 72 4-5-2- دستگاههای نسبت بندی 73 4-5-3- دستگاههای پاشش 73 4-6- كالیبراسیون 75 4-7- محدودیت‌های آب و هوایی: 4-8- آماده ساختن سطوح 4-9- كاربردها 77 4-10- آزمایشات طرح اختلاط 4-10-2- آزمایش شیار خیس فصل پنجم: آسفالت‌های حفاظتی از نوع اندود آببندی سنگدانه‌ای (Chip Seal) 5-1- مقدمه اهداف: 5-2- فاكتورهایی كه به طراحی و عملكرد آسفالت سطحی تأثیر می گذارند 5-2-1- حجم ترافیك و سرعت 5-2-2- شرایط و سختی سطح موجود راه 5-2-3- اندازه و سایر مشخصات سنگدانه ها 5-2-4- بافت سطفحی و مقاومت سایشی 5-2-5- نوع قیر 5-2-5-1- دلایل استفاده از قیرهای پلیمری در UK خصوصیات قیر كاتیونیك K1-70 (تندشكن): 5-2-5-2- مقایسه قیرهای محلول و امولسیون فصل ششم: خلاصه و نتیجه گیری مراجع واژه نامه: