المفاهيم المتعلقة باختبارات القص للأسفلت SST

اختبارات القص للأسفلت SST:

يمكن  لاختبارات القص للأسفلت، كما طورته أبحاث (SHRP)، إجراء الاختبارات الأربعة التالية المتعلقة بأداء الخلطة الإسفلتية:

• القص عند الارتفاع الثابت (RSCH).

• اكتساح التردد على ارتفاع ثابت (FSCH).

• القص البسيط عند الارتفاع الثابت (SSCH).

• القص المتكرر عند نسبة الإجهاد المستمر (RSCSR).

حاليًا، تم وصف الاختبارات الثلاثة الأولى في (AASHTO T 320)، وأكثرها شيوعًا هي (RSCH وFSCH)، حيث يمكن أيضًا استخدام (RSCSR)، ولكن لا يتم إجراؤه عمومًا على نطاق واسع مثل الاختبارات الثلاثة الأخرى.

المفاهيم المتعلقة بـ SST:

عند استخدام اختبارات الأسفلت أو تفسير النتائج من اختبارات الأسفلت، يجب فهم العديد من المفاهيم الأساسية.

متطلبات الارتفاع الثابت:

تحافظ جميع اختبارات القص للأسفلت الثلاثة المستخدمة حاليًا (FSCH وRSCH وSSCH) بنشاط على عينة الخلطة الإسفلتية على ارتفاع ثابت طوال الاختبار، بحيث يتم ذلك بواسطة (LVDT) الذي يقيس الارتفاع ثم يغذي هذه المعلومات مرة أخرى إلى المشغلات الرأسية SST، والتي تعمل بعد ذلك بشكل عام لضغط العينة من أجل الحفاظ على ارتفاع ثابت.

حيث يعد متطلب الارتفاع الثابت انعكاسًا للحاجة إلى محاكاة تفاعل سلالات القص والحجم داخل عينة الخلطة الإسفلتية، يتسبب إجهاد القص المستحث في أن تتدحرج جزيئات الركام داخل الخلطة الإسفلتية مع بعضها البعض في محاولة لاستيعاب الإجهاد من خلال التشوه، إذا كان غير محصور، فإن الخلطة الإسفلتية يتمدد فعليًا، حيث تتدحرج جزيئات الركام من تشكيل ضيق إلى تشكيل أكثر مرونة.

غالبًا ما يشار إلى هذه الظاهرة باسم “توسع القص” (Sousa et al 1994)، ومع ذلك في هذا المجال، يتم تقييد الخلطة الإسفلتية داخل الرصيف إلى حد كبير بواسطة الخلطة الإسفلتية من حوله، يعمل هذا الحبس على مقاومة التوسع الذي يمنع الحركة الكلية، وهذا بدوره يوفر زيادة في صلابة القص، مما يقلل من التشوه الدائم، لذلك ما لم يكن الاختبار قادرًا على محاكاة هذا التأثير المقيد، فقد يبالغ في تقدير التشوه الدائم، تحاكي أجهزة الاختبار هذا التأثير المقيد بالحفاظ على عينة الاختبار على ارتفاع ثابت، بحيث يتم إبطال مفعول الجسيمات الكلية لتتجاوز بعضها البعض وتزيد من حجم العينة بواسطة المشغلات الرأسية (SST(Superpave Shear Tester التي تحصر العينة عموديًا بناءً على مقدار الإجهاد الرأسي المقاس (LVDT).

الحساسية لطريقة الضغط:

إن الحساسية لطريقة الضغط تعتبرها اختبارات القص للأسفلت طريقة ضغط العينة، بحيث تميل العينات التي يتم ضغطها باستخدام (SGC) (الطريقة القياسية) إلى إظهار مقاومة أكبر للتشوه الدائم من النوى المستخرجة من الحقل أو العينات المضغوطة بضاغطة العجلة الدوارة، بحيث أن العينات المضغوطة على عجلة الدرفلة تظهر نفس المقاومة للتشوه الدائم مثل النوى الميدانية، هذا هو السبب في أن بعض الباحثين يدعون إلى استخدام ضاغط العجلة الدوارة عند عمل اختبار القص للأسفلت وعينات اختبار الخلطة الإسفلتية الأخرى.

الحساسية لعينة محتوى الفراغ الهوائي:

إن الحساسية لعينة محتوى الفراغ الهوائي تكون كما هو الحال مع العديد من اختبارات الخلطة الإسفلتية، حيث إن اختبارات القص للأسفلت تعد حساسة لعينة محتوى فراغ الهواء (Va)، بالنسبة لمزيج معين في اختبار (RSCH)، فإن عدد التكرارات إلى 5 في المائة من إجهاد القص الدائم هو دالة لمحتوى الفراغ الهوائي، حيث يزداد مع تقليل محتوى الفراغ الهوائي إلى قيمة تتراوح بين 3 و2 في المائة، تحت محتوى الفراغ الهوائي بنسبة 2 في المائة تقريبًا، مع انخفاض إضافي في محتوى الفراغ الهوائي، ينخفض ​​عدد التكرارات مرة أخرى.

ونستطيع الحصول على رسم بياني لتكرار حمل اختبار RSCH (دورات) إلى 5٪ تشوه مقابل عينة فراغات الهواء لطرق ضغط مختلفة.

حجم العينة:

يجب أن يكون حجم العينة كبيرًا بدرجة كافية بحيث تعكس القياسات خصائص المواد العالمية بدلاً من خصائص المكونات الفردية مثل الجسيمات الكلية، ويشار إلى أبعاد العينة التي تحقق ذلك باسم عنصر الحجم التمثيلي (RVE)، والذي يُعرّف بأنه أصغر حجم كبير بما يكفي بحيث تظل الخصائص العالمية للمادة ثابتة، بغض النظر عن الموقع.

تنتج أحجام العينات الأصغر من (RVE) قدرًا كبيرًا من التباين ويمكن أن تظهر تحيزًا، لذا قد لا تكون ذات دلالة إحصائية، تظهر نتائج اختبارات القص للأسفلت النموذجية هذه العلامات، مما يشير إلى عينات أصغر.