تبدو عملية رصف الأسفلت أفضل، وتستمر لفترة أطول ويمكن تثبيتها بسرعة، يأخذ معظم الناس الطرق والممرات كأمر مسلم به، ولا يأخذون في الاعتبار جميع المزايا المقدمة عند استخدام المواد المناسبة، وعندما يتم تنفيذ الأسفلت بشكل صحيح يكون أفضل بالنسبة لقابلية القيادة الشاملة والمظهر والميزانية الخاصة به والبيئة، وفي أوائل الستينيات من القرن الماضي، تم تطوير نظام محسّن لتصنيف الأسفلت يتضمن اختبار لزوجة الأسفلت.
تصنيف اللزوجة للأسفلت:
حل هذا الاختبار العلمي محل اختبار الاختراق التجريبي باعتباره توصيف رابط الأسفلت الرئيسي، حيث يحدد تصنيف اللزوجة الخصائص التالية للأسفلت:
- اللزوجة عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت).
- اللزوجة عند 135 درجة مئوية (275 درجة فهرنهايت).
- عمق الاختراق لإبرة 100 جم مطبقة لمدة 5 ثوان عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت).
- درجة حرارة نقطة الوميض.
- ليونة عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت).
- الذوبان في ثلاثي كلورو إيثيلين.
- اختبار فرن الأغشية الرقيقة (يفسر آثار الشيخوخة قصيرة المدى): اللزوجة عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت)، والليونة عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت).
حيث يمكن إجراء تصنيف اللزوجة على عينات رابطة الأسفلت الأصلية (كما هو موفر) (تسمى تصنيف AC) أو عينات المخلفات القديمة (تسمى تصنيف AR)، ويعتمد اختبار اللزوجة AR على لزوجة المخلفات القديمة من اختبار فرن الأغشية الرقيقة المتداول، مع تصنيف AC، فإن رابط الأسفلت يتميز بالخصائص التي يمتلكها قبل أن يخضع لعملية التصنيع HMA، إن نظام تصنيف AR هو محاولة لمحاكاة خصائص رابط الأسفلت بعد أن يخضع لعملية تصنيع HMA نموذجية، وبالتالي، يجب أن يكون أكثر تمثيلاً لكيفية عمل رابط الأسفلت في أرصفة HMA، يسرد الجدول (1) المزايا والعيوب الرئيسية لنظام تصنيف اللزوجة.
الجدول(1)مزايا وعيوب تصنيف اللزوجة (من روبرتس وآخرون، 1996)
| مزايا | سلبيات |
|---|---|
| على عكس عمق الاختراق، تعد اللزوجة معلمة هندسية أساسية. | قد لا يعكس التصنيف الرئيسي (الذي يتم إجراؤه عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت)) بدقة ريولوجيا رابط الأسفلت بدرجة الحرارة المنخفضة. |
| ترتبط درجات حرارة الاختبار جيدًا بـ: – 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت) متوسط درجة حرارة الرصيف.- 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) درجة حرارة رصيف عالية.- 135 درجة مئوية (275 درجة فهرنهايت) درجة حرارة خلط HMA. | عند استخدام نظام تصنيف التيار المتردد، حيث يمكن أن تختلف لزوجة بقايا اختبار فرن الأغشية الرقيقة اختلافًا كبيرًا مع نفس درجة التيار المتردد، لذلك؛ على الرغم من أن مواد ربط الأسفلت من نفس درجة التيار المتردد، إلا أنها قد تتصرف بشكل مختلف بعد البناء. |
| يمكن تحديد قابلية درجة الحرارة (التغير في ريولوجيا رابط الأسفلت مع درجة الحرارة) إلى حد ما لأن اللزوجة تقاس عند ثلاث درجات حرارة مختلفة (يتم قياس الاختراق فقط عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت)). | يكون الاختبار أكثر تكلفة ويستغرق وقتًا أطول من اختبار الاختراق. |
| تتوفر معدات الاختبار والمعايير على نطاق واسع. |
تُقاس اللزوجة بالتوازن (cm-gs = dyne-second / cm 2، سميت باسم Jean Louis Marie Poiseuille)، فكلما انخفض عدد الأوزان، انخفضت اللزوجة، وبالتالي زادت سهولة تدفق المادة، وبالتالي، فإن AC-5 (اللزوجة 500 ± 100 اتزان عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت)) أقل لزوجة من AC-40 (اللزوجة 4000 ± 800 اتزان عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت)).
يوضح الجدول (2) درجات اللزوجة القياسية لأنظمة تصنيف AC و AR من AASHTO M 226 و ASTM D 3381، الدرجات النموذجية المستخدمة لرصف HMA في الولايات المتحدة هي AC-10 و AC-20 و AC-30 و AR-4000 و AR 8000.
الجدول (2) درجات اللزوجة AASHTO M 226 و ASTM D 3381
| اساسي | التصنيف على أساس الأسفلت الأصلي (AC) | التصنيف على أساس العمر المتبقي (AR) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| عشتو م 226 | AC-2.5 | AC-5 | AC-10 | AC-20 | AC-30 | AC-40 | AR-10 | AR-20 | AR-40 | AR-80 | AR-160 |
| ASTM D 3381 | AC-2.5 | AC-5 | AC-10 | AC-20 | AC-30 | AC-40 | AR-1000 | AR-2000 | AR-4000 | AR-8000 | AR-16000 |
اللزوجة الحركية:
اللزوجة الحركية للسائل هي اللزوجة المطلقة (أو الديناميكية) مقسومة على كثافة السائل عند درجة حرارة القياس، تم اختيار درجة حرارة القياس البالغة 135 درجة مئوية (275 درجة فهرنهايت) لمحاكاة درجات حرارة الخلط والتشكيل التي تتم مواجهتها عادةً في إنشاء رصيف HMA.
حيث يقيس اختبار اللزوجة الحركية الأساسية الوقت الذي يستغرقه حجم ثابت من مادة رابطة الأسفلت للتدفق عبر مقياس اللزوجة الشعرية تحت ظروف تحكم عن كثب للرأس ودرجة الحرارة (ASTM ،2001).
طرق الاختبار القياسية:
- AASHTO T 201 و ASTM D 2170: اللزوجة الحركية للأسفلت (القار)
