اقرأ في هذا المقال
- اختبارات وصف خليط الأسفلت
- الوزن النوعي
- ما هو اختبار الثقل النوعي القياسي للكتلة؟
- الثقل النوعي الأقصى النظري
اختبارات وصف خليط الأسفلت:
تُستخدم اختبارات توصيف الخليط لوصف معلمات الخليط الأساسية مثل الكثافة ومحتوى رابط الأسفلت، اختبارات توصيف الخليط الأولية الثلاثة التي تمت مناقشتها هنا هي:
- السائبة النوعي.
- الحد الأقصى النظري للجاذبية النوعية.
- محتوى الأسفلت/ التدرج.
الوزن النوعي:
الجاذبية النوعية السائبة هي أساسًا كثافة عينة الخلطة الإسفلتية المضغوطة (المختبرية أو الميدانية)، حيث تعتبر الجاذبية النوعية السائبة إحدى خصائص الخلطة الإسفلتية الحرجة؛ لأنها تُستخدم لحساب معظم معلمات الخلطة الإسفلتية الأخرى بما في ذلك الفراغات الهوائية وVMA وTMD.
هذا الاعتماد على الجاذبية النوعية السائبة يرجع إلى أن تصميم المزيج يعتمد على الحجم، والذي يتم تحديده بشكل غير مباشر باستخدام الكتلة والجاذبية النوعية، يتم حساب الجاذبية النوعية السائبة على النحو التالي:
هناك عدة طرق مختلفة لقياس الجاذبية النوعية السائبة، وكلها تستخدم طرقًا مختلفة قليلاً لتحديد حجم العينة:
- طرق إزاحة المياه: هذه الطرق، بناءً على مبدأ أرخميدس، تحسب حجم العينة عن طريق وزن العينة (1) في حمام مائي و(2) خارج الحمام المائي، يمكن بعد ذلك استخدام الفرق في الأوزان لحساب وزن الماء المزاح، والذي يمكن تحويله إلى حجم باستخدام الثقل النوعي للماء.
- سطح جاف مشبع (SSD): الطريقة الأكثر شيوعًا هي حساب حجم العينة عن طريق طرح كتلة العينة في الماء من كتلة عينة سطح جاف مشبع (SSD)، يتم تعريف SSD على أنه حالة العينة عندما تمتلئ فراغات الهواء الداخلية بالماء ويكون السطح (بما في ذلك فراغات الهواء المتصلة بالسطح) جافًا، حيث تسمح حالة SSD هذه بحساب فراغات الهواء الداخلية كجزء من حجم العينة، ويتم تحقيقها عن طريق نقع العينة في حمام مائي لمدة 4 دقائق، ثم إزالتها وتجفيفها سريعًا بمنشفة رطبة، تتمثل إحدى المشكلات الحرجة في هذه الطريقة في أنه إذا كانت الفراغات الهوائية للعينة عالية، وبالتالي يحتمل أن تكون مترابطة (بالنسبة إلى الخلطة الإسفلتية المتدرج الكثيف، يحدث هذا في حوالي 8 إلى 10 في المائة من الفراغات الهوائية)، يتم تصريف الماء منها بسرعة عند إزالة العينة حمامها المائي.
- بارافين: تحدد هذه الطريقة الحجم بشكل مشابه لطريقة إزاحة الما،ء ولكنها تستخدم شمع البارافين المذاب بدلاً من الماء لملء فراغات الهواء الداخلية للعينة لذلك، بعد مجموعات الشمع، لا توجد إمكانية لتجفيفه، ومن الناحية النظرية، يمكن حساب حجم أكثر دقة، أما من الناحية العملية فيصعب تطبيق البارافين بشكل صحيح ونتائج الاختبار غير متسقة إلى حد ما.
طريقة العمل بالبارافين: تغلف هذه الطريقة العينة في طبقة بارافين رقيق، ثم تزن العينة داخل وخارج الماء، نظرًا لأن العينة ملفوفة تمامًا عند غمرها، فلا يمكن دخول الماء إليها، ومن الممكن نظريًا قياس حجم أكثر دقة، ومع ذلك من الناحية العملية، فإن تطبيق فيلم البارافين صعب للغاية ونتائج الاختبار غير متسقة.
- CoreLok: تحسب هذه الطريقة حجم العينة مثل طريقة (parafilm)، ولكنها تستخدم حجرة فراغ لتقليص التفاف العينة في كيس بلاستيكي عالي الجودة، بدلاً من تغطيتها بطبق بارافين، ظهرت هذه الطريقة بعض الأمل من حيث الدقة.
- الأبعاد: هذه الطريقة الأبسط تحسب الحجم بناءً على قياسات الطول والقطر، على الرغم من أنه يتجنب المشكلات المرتبطة بحالة SSD، إلا أنه غالبًا ما يكون غير دقيق لأنه يفترض وجود سطح أملس تمامًا، وبالتالي يتجاهل المخالفات السطحية (أي نسيج السطح الخشن لعينة نموذجية).
- أشعة جاما: تعتمد طريقة أشعة جاما على خصائص تشتت وامتصاص أشعة جاما مع المادة، عندما يتم وضع مصدر أشعة جاما للطاقة الأولية في نطاق كومبتون بالقرب من مادة، ويستخدم كاشف أشعة جاما الانتقائي للطاقة لحساب أشعة جاما، يمكن حساب أشعة جاما المبعثرة وغير المبعثرة ذات الطاقات في نطاق كومبتون حصريًا، مع المعايرة المناسبة، يتم تحويل عدد أشعة جاما مباشرة إلى الكثافة أو الجاذبية النوعية للمادة.
ما هو اختبار الثقل النوعي القياسي للكتلة؟
- AASHTO T 166: الثقل النوعي السائب للمخاليط البيتومينية المضغوطة باستخدام العينات المشبعة السطحية الجافة (هذه هي طريقة إزاحة المياه SSD التي تمت مناقشتها سابقًا)
الثقل النوعي الأقصى النظري:
إذا تم التخلص من جميع الفراغات الهوائية من عينة الخلطة الإسفلتية، فإن الكثافة المجمعة للركام المتبقي ورابط الأسفلت، حيث ستكون هي (TMD) وغالبًا ما يشار إليها باسم كثافة الأرز بعد مخترعها، حيث تعد (TMD) من خصائص الخلطة الإسفلتية الحرجة؛ لأنها تُستخدم لحساب نسبة فراغات الهواء في الخلطة الإسفلتية المضغوط وتوفر قيمًا مستهدفة لضغط الخلطة الإسفلتية.
حيث يتم تحديد (TMD) من خلال أخذ عينة من الخلطة الإسفلتية المجفف بالفرن في حالة فضفاضة (عكس الحالة المضغوطة)، ووزنها ثم غمرها بالكامل في حمام مائي 25 درجة مئوية، ثم يتم تطبيق فراغ لمدة 15 دقيقة؛ لإزالة أي هواء محاصر، ثم يتم حساب حجم العينة عن طريق طرح كتلتها في الماء من كتلتها الجافة.
صيغة حساب TMD هي:
| أن: | TMD | = | الكثافة القصوى النظرية |
| أ | = | كتلة عينة الفرن الجافة في الهواء بالجرام | |
| ج | = | تمت إزاحة كتلة الماء عن طريق العينة عند 25 درجة مئوية بالجرام |
اختبار TMD القياسي هو: AASHTO T 209 وASTM D 2041: الحد الأقصى من الثقل النوعي النظري والكثافة لخلائط الرصف البيتومينية
