جهاز تتبع عجلة هامبورغ واختبار الشق للأسفلت

جهاز تتبع عجلة هامبورغ:

يمكن استخدام جهاز هامبورغ لتتبع العجلات (HWTD)، الذي تم تطويره في ألمانيا؛ لتقييم إمكانية التجزؤ والتعرية، يتعقب (HWTD) عجلة فولاذية محملة ذهابًا وإيابًا مباشرة على عينة الخلطة الإسفلتية، حيث يتم إجراء الاختبارات عادةً على ألواح مقاس (10.2 × 12.6 × 1.6 بوصة) (260 × 320 × 40 مم)، على الرغم من إمكانية تعديل الاختبار لاستخدام عينات مضغوطة من (SGC)، حيث تكون مضغوطة بنسبة 7 بالمائة من فراغات الهواء باستخدام ضاغط عجن خطي.

يتم تتبع العجلة بعرض 1.85 بوصة (47 مم) عبر عينة مغمورة (تحت الماء) لمدة 20000 دورة (أو حتى يحدث تشوه 20 مم)، وذلك باستخدام حمولة 158 رطل (705 نيوتن). كما يتم قياس عمق (Rut) بشكل مستمر باستخدام سلسلة من (LVDTs) على العينة، تم إنتاج العديد من (HWTDs) المعدلة في الولايات المتحدة مع التعديلات الرئيسية التي تكوّن قوة التحميل أو نوع العجلة.

تقييم البيانات:

يتم قياس المعلمات التالية والإبلاغ عنها:

• التوحيد اللاحق للضغط: يُفترض عمق الشق عند 1000 دورة تحميل بسبب استمرار الدمج.

• منحدر الزحف: عكس منحدر الشق بعد الدمج اللاحق للضغط، ولكن قبل نقطة انعطاف التجريد، يتم استخدام منحدر الزحف لتقييم إمكانية التمزق بدلاً من عمق الشق؛ نظراً لأن عدد دورات الحمل التي يبدأ فيها تلف الرطوبة في التأثير على عمق الشق يختلف بين خلائط الخلطة الإسفلتية ولا يمكن تحديده بشكل قاطع من قطعة الأرض.

• تجريد نقطة الانعطاف: النقطة التي يقطع عندها منحدر الزحف ومنحدر التجريد، يمكن استخدام هذا لتقييم احتمالية تلف الرطوبة، وإذا حدثت نقطة انعطاف التجريد عند عدد قليل من دورات التحميل (على سبيل المثال، أقل من 10000)، فقد يكون خليط الخلطة الإسفلتية أكثر عرضة للتلف بسبب الرطوبة.

• تجريد المنحدر: مقياس لتراكم أضرار الرطوبة، كما هو الحال مع وقت التدفق ورقم التدفق، قد يحتوي هذا الجزء من المخطط على تدفق ثالث أيضًا، ولكن لا يمكن فصل تلف الرطوبة عن التدفق اللزج الثالث.

لقد وجد أن (HWTD) له علاقة ممتازة مع الأداء الميداني (خاصة في تقييم تلف الرطوبة)، ومع ذلك يمكن أن يفشل للتمييز بين بعض المخاليط.

اختبار الشق الفرنسي:

تم استخدام متتبع العجلات المعروف باسم ((Rutting Tester (FRT)، لأكثر من 15 عامًا لتقييم خصائص الأخاديد للخلطة الإسفلتية. يتتبع (FRT) إطارًا هوائيًا محملًا ذهابًا وإيابًا عبر عينة الخلطة الإسفلتية، وتُجرى الاختبارات عادةً على ألواح (7.1 × 19.7 × 0.8-3.9) بوصة (180 × 50 × 20-100 مم) مضغوطة بضغطة كبيرة، حيث يتم تتبع الإطار عبر عينة من 30000 دورة باستخدام حمولة 1124 رطل (500 نيوتن) مطبقة على إطار هوائي منفوخ إلى 87 رطل/بوصة مربعة (600 كيلو باسكال).

يمكن استخدام (FRT) للتمييز بين أداء الشبق الميداني الجيد والضعيف، يقال إن (FRT) غير صالح لمخاليط الخلطة الإسفلتية مع (NMAS) أكبر من 0.8 بوصة (20 ملم)، كما أن عرض اللوح صغير نسبيًا مقارنةً بعرض الإطار، وقد يتم منع المخاليط ذات الركام الأكبر من 0.8 بوصة (20 مم) من القص للخارج وللأعلى، قد تتسبب الركام الأكبر من 0.8 بوصة (20 ملم) أيضًا في تآكل الإطارات بشدة، وغالبًا لا يمكن ضغطها بشكل صحيح باستخدام ضاغطة الألواح الفرنسية.

وصف الاختبار:

فيما يلي ملخص موجز للاختبار، حيث إنه ليس إجراءً كاملاً ولا ينبغي استخدامه لإجراء الاختبار، ولكن يمكن العثور على إجراء الاختبار الكامل في (AASHTO TP 63) وهو تحديد قابلية التجزؤ لمخاليط رصف الأسفلت باستخدام محلل رصف الأسفلت (APA)؛لتحديد قابلية التجزؤ لخلطات رصف الأسفلت باستخدام محلل رصف الأسفلت (APA).

يتم تحميل ثلاث مجموعات من عينات الخلطة الإسفلتية في غرفة التحكم بدرجة الحرارة في (APA)، تؤخذ قراءات القياس في البداية ثم مرة أخرى بعد 8000 دورة تحميل، الفرق بين القراءتين هو التشقق الناجم عن (APA)، تم الإبلاغ عن متوسط ​​جميع العينات في (APA 6 أسطواني أو 3 شعاع) كمتوسط ​​عمق شبق ال (APA).

وقت الاختبار التقريبي:

يستغرق اختبار 8000 دورة حوالي 8.5 ساعة (6 ساعات للتسخين المسبق للعينات بالإضافة إلى حوالي 2.5 ساعة؛ لاختبار 8000 دورة وقياسات شبق)، يمكن أن يستغرق إنشاء العينات وتحضيرها عدة أيام حسب أوقات التكييف.

الإجراء الأساسي:

• نقم بإعداد 6 عينات اختبار أسطوانية أو 3 شعاع، يجب ضغط العينات الأسطوانية المضغوطة في المختبر إلى 4 في المائة من الفراغات الهوائية، وأن يبلغ ارتفاعها 3 بوصات (75 مم)، كما يجب ضغط عينات الشعاع المضغوطة في المختبر إلى 5 في المائة من الفراغات الهوائية، وأن يبلغ ارتفاعها 3 بوصات (75 مم)، يجب أن يكون قطر العينات الأساسية الميدانية 6 بوصات (150 مم) وأن يبلغ ارتفاعها 3 بوصات (75 مم) أو يتم زيادتها باستخدام جص باريس لإنتاج عينة بطول 3 بوصات (75 مم).

• تحديد الجاذبية النوعية السائبة (شركة محدودة) والجاذبية النوعية القصوى (Gmm) ومحتوى فراغ الهواء (Va) لكل عينة.

• ضبط درجة حرارة الاختبار على مواصفات درجة الحرارة المرتفعة لمادة (PG) المستخدمة، إذا تم زيادة درجة الحرارة العالية للمادة الرابطة (PG) بسبب حركة المرور، فلا نقم بزيادة درجة حرارة اختبار (APA).

• نسخن العينات في فرن معاير لمدة 6 ساعات، لا نحتفظ بالعينات في درجة حرارة مرتفعة أكثر من 24 ساعة قبل الاختبار.

• ضبط ضغط الخرطوم وتحميل ضغط الأسطوانة على المستويات المطلوبة، عادةً ما يتم استخدام 120 رطلاً لكل بوصة مربعة (827 كيلو باسكال) للخرطوم و120 رطلاً (534 نيوتن) للحمل.

• نثبّت غرفة الاختبار عند درجة الحرارة المطلوبة.

• إدخال عينات الاختبار في الغرفة، لا يتم فتح باب غرفة (APA) المسخن مسبقًا لأكثر من 6 دقائق عند إدخال العينات وتأمينها، وبمجرد تأمين العينات، يتم غلق الباب وتركه 10 دقائق حتى تستقر درجة حرارة الاختبار.

• تطبيق 25 دورة على مقعد العينات.

• فتح أبواب الغرفة وفتح العينة ثم نضع قالب قياس عمق الشبق فوق العينة.

• تصفير المقياس وأخذ قراءات عمق الشبق الأولية، نكرر هذه الخطوة لكل مجموعة من أسطوانات الحزم في (APA).

• ندفع صينية حمل العينة للداخل، ونغلق أبواب (APA) وتترك 10 دقائق حتى تستقر درجة حرارة الاختبار.

نتائج الاختبار:

تم قياس ما يلي: التكسير والتشقق التعب وقابلية الرطوبة.

مواصفات الاختبار:

لا يحتوي تصميم مزيج (Superpave )على مواصفات تكسير (APA)، عادةً ما تقوم الوكالات الحكومية والمحلية بتطوير مواصفاتها الخاصة بناءً على موقع الرصف وحركة المرور والبيئة، مثال على مواصفات جهاز تتبع عجلات هامبورغ: توصي كولورادو (DOT) بحد أقصى لعمق الشق عند 10000 دورة تحميل من 4 مم و10 مم عند 20000 دورة تحميل، وتستخدم مدينة هامبورغ، أقصى عمق مسموح به للشبق يبلغ 4 ملم عند 19200 دورة تحميل.

حيث تعتمد أعماق شبق المختبر بشكل كبير على تركيبة خليط الخلطة الإسفلتية ودرجة حرارة الاختبار وحجم الخرطوم والحمل المطبق، ويمكن أن تتراوح القيم النموذجية من 0.2 إلى 0.8 بوصة (5 إلى 20 ملم) بعد 8000 دورة تحميل.

العمليات الحسابية:

بالنسبة للتخدير أو الشبق يتم طرح قراءة المقياس الأولية من القراءة النهائية للحصول على تجاويف مستحثة من (APA).