اختبارات قص الأسفلت - Superpave Shear Tester

وصف اختبار قص الأسفلت SST:

فيما يلي ملخص موجز لاختبارات SST الرئيسية الثلاثة: (RSCH وFSCH وSSCH)، إنه ليس إجراءً كاملاً ولا ينبغي استخدامه لإجراء الاختبار، حيث يمكن العثور على إجراء الاختبار الكامل لجميع اختبارات SST الرئيسية الثلاثة في: (AASHTO T 320) تحديد إجهاد القص الدائم وصلابة مخاليط الأسفلت باستخدام جهاز اختبار القص الفائق (SST).

يتم لصق العينة التي يبلغ قطرها عادةً 6 بوصات (150 مم) وطولها 2 بوصة (50 مم) أو 1.5 بوصة (38 مم) بين لوحين وإدخالها في SST، حيث يتم توصيل الأسطوانات بالمشغل الهيدروليكي SST ويتم تحريكها جنبًا إلى جنب في SST للحث على إجهاد القص داخل عينة الخلطة الإسفلتية، يتم تحديد طريقة هذه الحركة من جانب إلى جانب بنوع التشغيل التجريبي.

يستخدم (RSCH) حركة دورية تخلق 10 رطل لكل بوصة مربعة (69 كيلو باسكال) من إجهاد القص لمدة 0.1 ثانية تليها فترة راحة 0.6 ثانية، حيث يستخدم (FSCH) حركة جيبية تخلق إجهاد قص بنسبة 0.01 بالمائة لعدد معين من الدورات عند ترددات دورة محددة، ويطبق (SSCH) إجهاد القص الفردي لكمية معينة على مدى فترة قصيرة (حسب درجة حرارة الاختبار). يحافظ كل اختبار من هذه الاختبارات الثلاثة على عينة الخلطة الإسفلتية على ارتفاع ثابت باستخدام (LVDTs) المحورية لقياس ارتفاع العينة وضبط المشغلات الرأسية (SST) وفقًا لذلك.

ما هو وقت الاختبار التقريبي؟

يستغرق الأمر حوالي أسبوع لإعداد العينة واختبارها في (SST)، حوالي يومين من هذا الوقت الفعلي في (SST).

 ما هو الإجراء الأساسي للاختبار:

يتم وصف الإجراء الأساسي في ثلاثة أقسام: تحضير العينة، تجهيز العينة للاختبار، قسم الاختبار مقسم إلى ثلاثة اختبارات (SST) شائعة: (RSST-CH وFSCH) والقص البسيط.

إعداد عينة الاختبار:

يمكن استخدام (SST) لإجراء اختبارات على 3 أنواع من العينات، يبلغ قطر عينات الاختبار عادةً 6 بوصات (150 مم) بطول 2 بوصة (50 مم) (0.75 بوصة (19.0 مم) NMAS) أو 1.5 بوصة (38 مم) (بالنسبة لـ NMAS الصغيرة). من الممكن اختبار العينات ذات (NMAS) الأكبر من 0.75 بوصة (19.0 مم) في SST، ولكن الحجم الكلي الأكبر قد يتداخل بشكل كبير مع استجابة المواد ويؤثر على تكرار الاختبار (AASHTO، 2000c).

يمكن لـ (SST) اختبار عينات يبلغ قطرها 6 بوصات (150 مم) فقط، ويُفضل ارتفاع عينة يبلغ 2 بوصة (50 مم)، ولكن غالبًا ما تكون طبقات الرصيف في الحقل أرق من هذا، لذا يُسمح بارتفاع العينة البالغ 1.5 بوصة (38 مم). تمنع قيود المعدات اختبار عينات أرق (AASHTO، 2000c).

عينات مختلطة ومختبرية مضغوطة (LMLC):

• نخلط كمية مناسبة من رابط الأسفلت المسخن والركام المسخن؛ لإنتاج عينات يبلغ قطرها 6 بوصات (150 ملم) وطولها 2 بوصة (50 ملم)، عادةً ما يتم تصنيع عينة مضغوطة SGC طويلة بما يكفي بحيث يظل ارتفاعًا كافيًا عند قطع كل طرف لإنتاج عينتين من طراز (SST) بطول 2 بوصة (50 مم).

• نقم بتكييف خليط الخلطة الإسفلتية بوضعه في فرن عند 275 درجة فهرنهايت (135 درجة مئوية) لمدة 4 ساعات، وهذا ما يسمى “التكييف قصير المدى”.

• ضغط خليط الخلطة الإسفلتية باستخدام (SGC) أو أي جهاز ضغط آخر مثل الضاغطة ذات العجلة الدوارة، بالنسبة لاختبار (RSCH)، يكون الضغط عادةً إلى 4.0 بالمائة من الفراغات الهوائية (V_a )، بالنسبة لاختبارات (FSCH وSSCH)، يكون الضغط عادةً إلى 7.0 بالمائة من الفراغات الهوائية (AV).

يمكن استخدام معدات وإجراءات الضغط الأخرى ومحتوى الفراغ الهوائي المستهدف (AV)، ومع ذلك، فإن نتائج اختبار (SST) حساسة لهذه المعلمات ولا ينبغي إجراء مقارنة بين نتائج الاختبار باستخدام معدات ضغط مختلفة وإجراءات ومحتوى فراغ الهواء.

لا يتم توزيع الفراغات بالتساوي من خلال عينة مضغوطة، عادة ما يكون هناك عدد أقل من الفراغات الهوائية بالقرب من مركز العينة، عندما يتم قطع العينات إلى الارتفاع المناسب في الخطوة 4، قد يكون محتوى الفراغ الهوائي الناتج (AV)، أقل بشكل كبير، حيث يتم قطع الجزء العلوي والسفلي من العينة المضغوطة، لذلك يمكن غالبًا قطع العينة إلى الارتفاع الصحيح تحتوي على محتوى فراغ هوائي (AV) بترتيب من 1 إلى 2 بالمائة أقل من العينة المضغوطة غير المقطوعة.

لهذا السبب، غالبًا ما يتم ضغط العينات في محتوى فراغ هوائي (AV) أعلى قليلاً من المطلوب للاختبار، عادةً ما يكون محتوى الفراغ الهوائي (Va) أعلى بنسبة 1.0 في المائة مما هو مرغوب فيه كافياً (AASHTO، 2000c).

• اسمح للعينات المضغوطة بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة، وقم بقصها بأبعاد اختبار مناسبة يبلغ قطرها 6 بوصات (150 مم) بطول 2 بوصة (50 مم) (0.75 بوصة (19.0 مم) NMAS) أو 1.5 بوصة (38 مم) طويل القامة (لأصغر NMAS)، يجب أن تكون الوجوه المقطوعة موازية حتى مسافة 2 مم من بعضها البعض.

• تحديد محتوى الفراغ الهوائي (AV) وارتفاع العينات المقطوعة.

عينات مختلطة ميدانية ومختبرية مضغوطة (FMLC):

• نحصل على عينة ميدانية تمثيلية من الخلطة الإسفلتية السائب بكمية كافية لإنتاج عينات يبلغ قطرها 6 بوصات (150 مم) وطولها 2 بوصة (50 مم).

• ضغط خليط الخلطة الإسفلتية باستخدام (SGC) أو أي جهاز ضغط آخر مثل: الضاغطة ذات العجلة الدوارة، بالنسبة لاختبار (RSCH)، يكون الضغط عادةً إلى 4.0 بالمائة من الفراغات الهوائية (AV)، بالنسبة لاختبارات (FSCH وSSCH)، يكون الضغط عادةً إلى 7.0 بالمائة من الفراغات الهوائية (AV).

• نسمح للعينات المضغوطة بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة، ونقم بقصها بأبعاد اختبار مناسبة يبلغ قطرها 6 بوصات (150 مم) بطول 2 بوصة (50 مم) (0.75 بوصة (19.0 مم) NMAS) أو 1.5 بوصة (38 مم) ) طويل القامة (لأصغر NMAS)، يجب أن تكون الوجوه المقطوعة موازية حتى مسافة 2 مم من بعضها البعض.

• تحديد محتوى الفراغ الهوائي (AV) وارتفاع العينات المقطوعة.

عينات مختلطة ميدانيًا ومضغوطة في الحقل (FMFC):

• الحصول على عينات الرصيف الخلطة الإسفلتية التي لا يقل قطرها عن 6 بوصات (150 مم) وطولها 1.5 بوصة (38 مم)، عادة ما يتم ذلك عن طريق الحفر.

• نقم بقص العينات إلى أبعاد اختبار مناسبة يبلغ قطرها 6 بوصات (150 مم) بطول 2 بوصة (50 مم) (0.75 بوصة (19.0 مم) NMAS) أو 1.5 بوصة (38 مم) ارتفاعًا (لأصغر NMAS) يجب أن تكون الوجوه المقطوعة موازية حتى مسافة 2 مم من بعضها البعض.

• تحديد محتوى الفراغ الهوائي (AV) وارتفاع العينات المقطوعة.