آزمایش تقطیر قیر از اسفالت

آزمایش تقطیر قیر از اسفالت: (Extraction Test) (AASHTO T-164 METHOD-A)      

هدف از این آزمایش دریافت فیصدی قیر است که همرای مخلوط اسفالت یکجا گردیده است.

طرزالعمل: نمونه اسفالت بعد از حصه بندی (quartering) به اندازه 2 الی 2.5 کیلوگرام اخذ میگردد. نمونه باید دارای درجه حرارت باشد که دانه های مخلوط به آسانی پاش، پاش شود یعنی با هم سخت نشود که جدا شدن آنها از همدیگر مشکل گردد. نمونه داخل ظرف مخصوص انداخته شده و هرکدام یعنی ظرف و نمونه وزن میگردد. درین آزمایش دو عدد فیلتر و یکعدد گیلاس استوانه شکل(cup)ضرورت است که هر کدام آنها نیز باید وزن گردد. سپس نمونه گرفته شده و وزن شده را داخل ماشین Extraction گذاشته و تقریباً 300ml مایع بنام ایتلین کلوراید (ترینر) بالای آن علاوه گردد. بعد از چند دقیقه ماشین را روشن میکنیم که این ماشین  ظرف را همرای نمونه دوران میدهد دوران این ماشین از 10 – 60 rev/min میباشد. این مایع که بالای نمونه انداخته میشود در هنگام که ماشین روشن است از پایپ که به ماشین وصل است بیرون میشود زمانیکه جریان مایع از پایپ قطع گردید ماشین را خاموش نموده و دوباره مقدار 300ml مایع ترینر را بالای آن علاوه مینماییم و ماشین را روشن مینماییم. این از آن جهت است که در یکدفعه قیر که همرای جغل مخلوط است پاک نمیگردد. این مرحله را تا زمانی ادامه میدهیم که رنگ مایع صاف شود معمولاً  سه الی پنج مرتبه این عملیه تکرار میگردد. بعد از شسته شدن اسفالت، نمونه همرای ظرف داخل داش که دارای درجه حرارت 110±5Ċ باشد گذاشته شده تا خشک گردد. بعد از خشک شدن نمونه همرای ظرف یکجا وزن شده و یادداشت میگردد. فلترها و cup نیز وزن میگردد تا مقدار مواد fine که بالای آنها جذب گردیده است دریافت گردد. با استفاده از طرزالعمل فوق قادریم تا فیصدی قیر را نظر به مخلوط اسفالت و نظر به جغل دریافت نماییم.

محاسبه:

فیصدی قیر نظر به مخلوط = (وزن نمونه قبل از شستشو – وزن نمونه بعد از شستشو ÷ وزن نمونه قبل از شستشو) * 100

وزن نمونه قبل از شستشو = وزن ظرف و نمونه قبل از شستشو – وزن ظرف

وزن نمونه بعد از شستشو = (وزن نمونه بعد از شستشو – وزن ظرف) + تفاوت وزن فلترها + تفاوت وزن cup

فیصدی قیر نظر به جغل = (وزن نمونه قبل از شستشو – وزن نمونه بعد از شستشو ÷ وزن نمونه بعد از شستشو) * 100

آزمایش فلاکی اندکس جغل

آزمایش فلاکی:    (Flakiness Index Test)

هدف از این آزمایش ارزیابی ابعاد جغل است.

این آزمایش بالای جغل که قطر ذرات آن بزرگتر از6.3mm باشد انجام میپذیرد. این آزمایش با موجودیت غربال های مورد ضرورت و گیج مخصوص میتواند انجام پذیر باشد. گیج مخصوص آن شکل ذیل را دارا میباشد.

 

  گیج مخصوص Flakiness Index Test

طرزالعمل: نمونه جغل را با غربال های ستندرد که بالای گیج ذکر شده است تحلیل مینماییم. مقدار مواد که بین دو، دو غربال ذکر شده باقی میماند(یعنی از غربال نمبر بلندترگذشته و بالای غربال نمبر پائین تر باقی میماند) وزن مینماییم بعداً همین مقدار مواد را توسط گیج از خانه مربوطه تحلیل مینماییم مقدار موادیکه از خانه مربوطه گیج میگذرد یادداشت مینماییم. به همین ترتیب نمونه تعین شده از تمام غربال های مورد ضرورت که فوقاً ذکر گردیده است تحلیل میگردد وسپس از خانه مربوطه  گیج گذشتانده میشود. مقدار جغلیکه بین دو غربال باقی میماند و مقدار جغلیکه از خانه مربوطه گیج عبور میکند یادداشت میگردد.

بالآخره تمام اوزان با هم جمع میگردد یعنی وزن نمونه و وزن موادیکه از خانه های مربوطه گیج نظر به اندازه غربال عبور کرده جدا، جدا دریافت میگردد و فیصدی Flaky جغل طور ذیل محاسبه و دریافت میگردد.

Percentage of flakiness = (Total weight of passed aggregate from the gauge / Total weight of sample) * 100

هر قدر که فیصدی فلاکی جغل کم باشد جغل دارای کیفیت بهتر میباشد.

آزمایش لاس انجلس جغل

آزمایش لاس انجلس:            (Los Angeles Test)

هدف از این آزمایش ارزیابی مقاومت یا سختی جغل میباشد.

این آزمایش از لحاظ مقدار نمونه و تعداد کلوله ها میتواند به چهار نوع انجام بپذیرد.

مقدار نمونه                          تعداد کلوله ها                            انواع

5000±25                            12                                         A

4854±25                           11                                          B

3330±20                             8                                          C

2500±15                             6                                         D

معمولاً از نوع A آزمایش لاس انجلس استفاده میگردد.

مقدار نمونه 5000  گرامی جغل به اساس ستندرد AASHTO T-96  ذیلاً تهیه میگردد.

نوعیت ( درجه بندی ) آزمایش						Retain on sieve(mm)	Pass from sieve(mm)
D (g)	C (g)		B (g)		A (g)
				1250±25		25.0	37.5
				1250±25		19.0	25.0
			2500±10	1250±10		12.5	19.0
			2500±10	1250±10		9.5	12.5
		2500±10				6.3	9.5
		2500±10				4.75	6.3
5000±10						2.36	4.75
5000±10		5000±10	5000±10	5000±10		Total Weight (g)

زمانیکه نمونه تهیه گردید، نمونه داخل ماشین بنام Los Angels Abrasion Test انداخته شده و 12 کلوله فولادی به قطرهای 46mm و وزن های 400g در آن انداخته میشود. سپس ماشین روشن میگردد. سرعت دوران این ماشین در اثنای عمل 30-33 rev/min  میباشد.

بعد از اینکه ماشین 500 دور را تکمیل کرد خودش به صورت اتومات تعداد دورها را شماره نموده و ایستاد میشود. نمونه را از ماشین بیرون نموده و از غربال نمبر 12 (1.7mm) عبور میدهیم. فیصدی لاس انجاس را طوری ذیل محاسبه مینماییم.

Percentage of LosAngeles = (Total weight of sample – Retained weight of sample on sieve No. 12 / Total weight of sample) * 100

هر قدر که فیصدی لاس انجاس جغل کم باشد به همان اندازه کیفیت جغل بهتر است.

آزمایش کثافت ساحوی خاک (Field Density Test)

آزمایش کثافت ساحوی خاک (Field Density Test):

ازاین آزمایش جهت دریافت فیصدی تپک کاری خاک در ساحه نظر به فیصدی تپک شده خاک در لابراتوار استفاده میشود. این آزمایش در ساحه بالای خاک سرک  انجام میشود، معمولاً در هر 800 مترمربع یک آزمایش گرفته میشود این آزمایش ها در امتداد سرک به شکل zig zag   گرفته میشود.

وسایل مورد ضرورت:

Base Template ، چکش، دو دانه میخ، قطی حاوی ریگ، قیف مخروطی شکل، پیچکش و یا چیزی مثل آن به خاطر کندنکاری، قاشق، پتنوس به خاطر نمونه گیری، پیکنیک گاز به خاطر خشک نمودن نمونه خاک، برس، غربال نمبر 19 ، ترازو و متر.

طرزالعمل:

Base Template را روی طبقه خاک سرک در جای که آزمایش را اخذ مینماییم گذاشته وهمرای دو میخ فولادی آنرا محکم مینماییم. قطر Base Template 15 سانتی متر(6 in) میباشد. سپس بین آنرا به عمق 10 الی 20 سانتی متر (نظر به عمق طبقه) حفر میکنیم. خاک حفر شده را وزن نموده و یادداشت مینماییم. به خاطر دریافت MDD خاک، از گراف MDD خاک مربوطه ( گراف MDD خاک نظر به فیصدی مقدار خاک که بالای غربال نمبر 19  باقیمانده است تهیه شده است) خاک حفر شده را از غربال نمبر19 عبور میدهیم و فیصدی خاک را که بالای غربال نمبر19 باقی میماند دریافت مینماییم. و به خاطر دریافت رطوبت خاک مذکور از خاک حفر شده نمونه به اندازه 500 گرام گرفته و آنرا خشک مینماییم. که به این ترتیب فیصدی رطوبت خاک ذیلاً دریافت میشود.

Percentage of moisture = (weight of wet sample – weight of dried sample / weight of dried sample) * 100

با استفاده از فیصدی رطوبت، MDD خاک مذکور را طور ذیل دریافت کرده میتوانیم.

γd = کثافت ساحوی خشک خاک = {کثافت ساحوی مرطوب خاک ÷ (100+فیصدی رطوبت خاک)} * 100

γw = کثافت ساحوی مرطوب خاک = وزن خاک حفر شده ÷ حجم  حفره

حجم حفره = حجم ریگ = وزن ریگ ÷ کثافت وزنی ریگ

چیزیکه دریافت آن اندکی به وقت ضرورت دارد عبارت از حجم حفره میباشد، ریگ مخصوص انتقال شده به ساحه را با استفاده از قیف مخروطی شکل داخل حفره ریختانده و حجم ریگ را دریافت مینماییم که این حجم ریگ عبارت از حجم حفره میباشد. ناگفته نباید گذاشت که کثافت وزنی ریگ قبلاً در لابراتوار دریافت میگردد.

با استفاده از محاسبات فوق فیصدی تپک کاری خاک ساحه را نظر به MDD خاک طوری ذیل دریافت کرده میتوانیم.

Compaction percentage = (Field Density of soil / MDD of soil) * 100

فیصدی مورد ضرورت کمپکشن خاک برای طبقات مختلف سرک فرق داشته که حد اقل آن  قرار ذیل است. (نظر به آزمایش MDD که به اساس AASHT T-180 اجرا شده است)

برای طبقه بستر(Sub Grade)  حد اقل کمپکشن                             95%

برای طبقه تحتانی فرعی (Sub Base)        ≈                              98%

برای طبقه تحتانی (Base Course)            ≈                              100%

آزمایش حد مایع، حد پلاستیک و پلاستیسیتی اندکس خاک

آزمایش حد مایع، حد پلاستیک و پلاستیسیتی اندکس خاک (Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index Test):                                  (AASHTO T-89 and T-90) a) دریافت حد مایع خاک:

 حد مایع خاک عبارت از مقدار آب است که خاک دارا بوده و از حالت مایع به حالت پلاستیک میگذرد.

طرزالعمل: مقدار 100 g خاک مورد ضرورت را که از غربال نمبر 40 (0.425 mm) گذشته باشد گرفته و با آب مقطر آنرا مخلوط مینماییم، این مخلوط آب و خاک(گل) در ظرف که هوا داخل آن نشده به مدت چندین ساعت نگهداشته میشود. بعد از این مدت میتوانیم آزمایش مذکور را بالای نمونه اجرا نماییم.

دستگاه که توسط آن این آزمایش انجام پذیر اند دارای یک کاسه به قطر 110mm که بنام groove یاد میشود، یک تیغ که دارای طول 75mm و ضخامت 20mm میباشد که بنام spatula یاد میشود میباشد. نمونه را طوری درgroove جای بجای مینماییم که تقریباً 1cm و یا اندکی زیادتر از 1cm ضخامت داشته باشد. بعداً نمونه را بطور مساوی توسط spatula به دو حصه مساوی تقسیم مینماییم هرگاه ضخامت گل داخل groove از 1cm زیاد گردید توسط فنر مخصوص از ضخامت گل کم میگردد تا به اندازه 1cm گردد. بعداً groove توسط دسته که به آن متصل است بلند و پایین میشود طوریکه ارتفاع groove از تخته که بالای آن تماس میگیرد از 10±2mm کم و یا زیاد نباشد، تعداد ضربات آن شماره میگردد، تا زمانی groove  را بلند و پایین مینمایییم که نمونهء را که قبلاً توسط spatula دو حصه نموده بودیم به اندازه 13mm با هم وصل شود، بعداً قسمت متصل را توسط فنر گرفته و در ظرف که قبلاً وزن گردیده باشد مانده و وزن مینماییم، این عملیه را معمولاً سه بار تکرار مینماییم. بعداً نمونه های مرطوب گرفته شده را در داش که دارای حرارت 110±5Ċ باشد خشک نموده و وزن مینماییم. با استفاده از این اوزان یعنی وزن خشک و وزن مرطوب نمونه میتوانیم حد مایع خاک را دریافت نمود.

باید یاد آور شد که تعداد ضربات که نمونه تقسیم شده به اندازه 13mm با هم وصل میگردد نباید از 15 ضربه کم و از 35 ضربه زیاد باشد.

تعداد ضربات در دفعه اول از             15            تا             25

            ≈            دوم از              20            تا             30

            ≈           سوم از              25            تا             35

محاسبه حد مایع: 

LL = (weight of wet sample – weight of dried sample / weight of dried sample) * 100                                                          در 25 ضربه چون مشکل است که رطوبت خاک را طوری عیار سازیم که در 25 ضربه درز گل به اندازه 13 ملی متر باهم وصل گردد، لذا گراف رطوبت در مقابل تعداد ضربات رسم گردیده و مقدار رطوبت که در مقابل 25 ضربه بدست میآید عبارت از حد مایع خاک میباشد.

(b دریافت حد پلاستیک خاک:

حد پلاستیک خاک عبارت از کمترین مقدار آب است که خاک دارا بوده و به حالت پلاستیک باقی بماند.

هرگاه تنها حد پلاستیک خاک ضرورت باشد نمونه خاک به اندازه 20g کافی است. خاک که از آن نمونه گرفته میشود باید از غربال نمبر40 (0.425mm) عبور داده شده باشد. اما هرگاه هر دو آزمایش LL و PL ضرورت باشد مقدار 100g کافی است.

طرزالعمل: بعد از اینکه نمونه مناسب از خاک مورد نظر را گرفتیم آنرا با آب پاک مخلوط مینماییم و برای چند ساعت در ظرف مخصوص گذاشته بعد از اینکه نمونه آماده آزمایش گردید به اندازه 8g از نمونه جدا نموده و به شکل توپ آنرا ساخته و بعداً بالای سطح لشم مثل شیشه و غیره همرای دست مالش میدهیم عوض مالش دادن همرای انگشتان مالش همرای کف دست(قسمت شصت) بهتر است. این نمونه کوچک را تا زمانی مالش میدهیم که قطر آن به اندازه 3mm شود بعداً نمونه های قطع شده (crumble) را که دارای قطرهای 3 ملی متری اند جمع نموده و داخل ظرف که وزن آن قبلاً یادداشت شده است میگذاریم و وزن مینماییم. این عملیه را معمولاً دو دفعه انجام میدهیم. سپس نمونه های مرطوب گرفته شده را در داش که دارای درجه حرارت 110±5Ċ باشد خشک نموده و وزن مینماییم، با استفاده از اوزان خشک و مرطوب نمونه مذکور میتوانیم حد پلاستیک خاک مورد ضرورت را دریافت نمود.

محاسبه حد پلاستیک:

Water Content = (weight of wet sample – weight of dried sample / weight of dried sample) * 100

اوسط رطوبت دو نمونه عبارت از PL خاک میباشد.

a)     Plasticity Index: عبارت از حاصل تفریق عددی حد مایع وحد پلاستیک خاک میباشد.

PI = LL – PL