طرق الاختبار المعملي:
هناك حاجة لتحسين أداء خلطات الإسفلت في المطارات، يجب أن تتضمن أسس المقارنة وتطوير الأسفلت السطحي البديل للمطار طرق اختبار معملية تشير إلى متطلبات الأداء الميداني مهم بشكل خاص عند التفكير في تغيير نوع (أنواع) خليط الأسفلت المستخدم.
مقاومة التشوه:
تتميز مقاومة التشوه لخلائط الإسفلت في كل من أوضاع التحميل الثابتة والديناميكية، عادة ما يتم تطبيق التحميل الديناميكي إما عن طريق جهاز تتبع عجلة أو بواسطة جهاز تحميل دوري، لا يُنصح بإجراء اختبار ثابت لأن الهيكل العظمي الكلي غالبًا ما يتم قفله، وهو أمر غير واقعي في ظل التحميل الديناميكي للمركبة، مما يقلل من موثوقية النتائج.
هناك عدد من أجهزة تتبع عجلات التحميل المتحكم بها أو المقاسة، تشمل الآلات الشائعة محلل رصيف الأسفلت (APA) وجهاز هامبورغ لتتبع العجلات وجهاز اختبار (Rutting) الفرنسي، تعتبر أجهزة اختبار الحمل الموسع الشائعة مفيدة للتطبيقات الروتينية والعملية، كما أوصى (APA) المعدل لتحقيق حمل أعلى للعجلات، لضمان جودة بناء الأسفلت في المطارات، مشيرًا إلى التوافق مع النوى المستردة من طبقة الإسفلت لاختبار ضمان الجودة، تستخدم المملكة المتحدة وأستراليا في الغالب متعقب العجلات (Cooper)، والذي يشبه أيضًا (APA).
يتم التحكم في درجة حرارة سرير الاختبار (−5 إلى 60 درجة مئوية) ويمكن أن تكون في حالة مشبعة أو جافة، تشمل المزايا الرئيسية لـ (MMLS3) مقارنة بأجهزة تتبع العجلات التقليدية القدرة على قياس الحمل وضغط الإطارات والاختبار في نطاق واسع من درجات الحرارة، في الظروف الرطبة والجافة.
بالانتقال إلى الاختبار الميكانيكي للأسفلت، فقد اختار مجلس أبحاث النقل (TRB) وقيم عددًا من اختبارات أداء التشوه البسيطة، حيث كانت الاختبارات الثلاثة الأكثر ملاءمة هي اختبار الحمل ثلاثي المحاور المتكرر (إرجاع معامل ديناميكي)، والضغط أحادي المحور المتكرر (إرجاع رقم التدفق) والضغط أحادي المحور الثابت (إرجاع وقت التدفق)، كما أوصى آخرون باختبار رقم التدفق خلال وقت التدفق بسبب التحميل الدوري، في المقابل، وجد (Rushing & Little) أن معدل الشبق من (APA) كان مرتبطًا بشكل أفضل بوقت التدفق منه إلى رقم التدفق.
استخدمت (White & Embleton) اختبار رقم التدفق لمقارنة أنواع مختلفة من البيتومين في نفس تصميم الركام والمزيج، أشار معدل الإجهاد لكل دورة إلى مقاومة تشوه المصطكي القاري، بينما أشارت السلالة التراكمية عند بدء التدفق الثالث إلى مقاومة تشوه الهيكل العظمي الكلي، قدم هذا آلية لفصل المساهمات النسبية للهيكل العظمي الكلي والمصطكي لمقاومة تشوه خليط الإسفلت.
باختصار، يوفر كل من الاختبار الميكانيكي وتتبع العجلة المتدرجة أساسًا ثابتًا لمقاومة التشوه النسبية لمخاليط الإسفلت، وكلا النهجين ينطبقان على أسطح رصف الطائرات، ومن بين الاختبارات الميكانيكية، يُفضل رقم التدفق بينما تكون أجهزة تتبع العجلات الأصغر مناسبة للتطبيقات الروتينية أو العملية، وبالنسبة للتطبيقات البحثية توفر القدرة الأكبر لـ (MMLS3) ميزة كبيرة على أجهزة تتبع العجلات الأصغر، ومع ذلك، فإن (MMLS3) باهظ الثمن مقارنة بالأجهزة الأبسط، وهو غير متوفر على نطاق واسع.
مقاومة الكسر:
يُوصف إجهاد الأسفلت تقليديًا بأنه علاقة بين حجم إجهاد الشد وعدد الدورات حتى الفشل، هذا النهج التقليدي مناسب للتصميم والتطبيقات العملية، ولكنه لا يعتمد على التأثيرات المادية الأساسية، يستخدم توصيف المواد لمقاومة الكسر عددًا من أوضاع وترتيبات الاختبار، الانحناء ذو النقطتين والانحناء بأربع نقاط، والتوتر أحادي المحور والتوتر غير المباشر وثني الشق هي أوضاع اختبار معملية شائعة.
في الممارسة العملية، يتسم إجهاد الأسفلت بشكل أكثر شيوعًا بانحناء شعاع الحمل المتكرر وأنماط الشد غير المباشرة، ومع ذلك فإن التردد المنخفض للتشقق المفرط في أسطح المطارات أدى إلى القليل من الاهتمام بتطوير طرق اختبار خاصة بالمطارات.
ومن المتوقع أن يكون هناك اهتمام أكبر بكسر الأسفلت بالمطارات في المستقبل استجابةً للتصدع التنازلي، المرتبط بأحمال العجلات العالية وضغط الإطارات، طور باحثو الأسفلت على الطرق في الولايات المتحدة الأمريكية نماذج معقدة تعتمد على بدء الضرر المرن اللزج وانتشار الشقوق القائمة على العناصر المحدودة للتنبؤ بالتشقق من أعلى إلى أسفل، بما في ذلك آثار الشيخوخة والتعافي لأرصفة الطرق، حيث يمكن أن يمتد هذا العمل إلى أسطح الأسفلت في المطارات في المستقبل.
باختصار، لا تعتبر مقاومة الكسر بشكل عام مشكلة لأسطح الأسفلت للطائرات بسبب هياكل الرصف السميكة والصلبة، جنبًا إلى جنب مع تردد حركة المرور المنخفض نسبيًا، توفر اختبارات الإجهاد التقليدية، بما في ذلك أنماط الانحناء الشعاعي والتوتر غير المباشر، أساسًا موثوقًا لضمان عدم تعرض الخلائط المقاومة للتشوه للكسر أكثر من خلائط الإسفلت الحالية في المطارات، عندما يكون التشقق من أعلى إلى أسفل خطرًا كبيرًا، يلزم وجود طرق تقييم أكثر تعقيدًا، مثل تلك التي تم تطويرها للطرق.
