بررسی تحلیلی-تجربی مکانیزم قیرزدگی در مخلوط های آسفالتی

قیرزدگی یکی از شایع ترین خرابی های رویه های آسفالتی در مناطق گرمسیر کشور می باشد. بروز این خرابی، پتانسیل لغزش وسایل نقلیه را در شرایط آب و هوایی مرطوب فراهم می آورد و باعث کاهش ایمنی راه ها می گردد. تعریف رایج در مورد قیرزدگی به صورت ظهور لایه نازکی از قیر بر روی سطح روسازی است که در نتیجه آن سطحی براق و شیشه فام ایجاد می گردد که معمولاً چسبنده می باشد. در رابطه با قیرزدگی مخلوط های آسفالتی به جز مشاهدات کیفی و تجربی، تلاش بیشتری برای درک مکانیزم قیرزدگی صورت نگرفته است. برای اولین بار در این تحقیق به بررسی تحلیلی- تجربی مکانیزم قیرزدگی در مخلوط های آسفالتی پرداخته شده است. این بررسی بر اساس نحوه توزیع حفرات هوا در مخلوط های آسفالتی استوار گردیده که نحوه توزیع حفرات با استفاده از سی‏تی‏اسکن و آنالیز تصاویر حاصله قبل و بعد از بارگذاری بدست آمده است. آزمایشات انجام شده در دو بخش اصلی می‏باشد. بخش اول، آزمایشات اولیه بر مبنای آزمایش اکسترکشن قیر که مطابق با استاندارد astm-d2172 صورت گرفت و شامل: ساخت نمونه، آزمایش بار ضربه ای، بار استاتیکی و آزمایش اکسترکشن قیر می‏باشد. بخش دوم، آزمایشات بر مبنای آنالیز تصویری که پس از ساخت نمونه ها و سی‏تی‏اسکن اولیه از آنها، آزمایش بارگذاری دینامیکی توسط دستگاه utm 5 kn، تحت شرایط دمایی 5، 25، 40 و 60 درجه سلسیوس انجام گرفت. آزمایش بارگذاری استاتیکی توسط دستگاه فشار تک محوری با فشار kpa 828 بر نمونه ها تحت شرایط دمایی 25، 40 و 60 درجه سلسیوس اعمال گردید. سی‏تی‏اسکن از نمونه‏ها پس از بارگذاری نیز انجام گرفت. تصاویر سی‏تی‏اسکن با استفاده از تکنیک آنالیز تصویری مورد پردازش و تحلیل قرار گرفت و نمودار نحوه توزیع حفرات قبل و بعد از بارگذاری در راستای عمق برای هر نمونه ترسیم گردید. در این مطالعه نشان داده شد که سی‏تی‏اسکن به همراه تکنیک آنالیز تصویری یک ابزار دقیق و غیر مخرب جهت تحلیل توزیع حفرات هوا در مخلوط آسفالتی می‏باشد. با توجه به نتایج تنش کرنش حاصل از بارگذاری دینامیکی و نحوه تغییرات توزیع حفرات هوا در نمونه‏ ها می‏توان بیان کرد که مخلوط آسفالتی تحت بارگذاری با تواتر کمتر دارای کرنش بیشتر و درصد هوای کمتری می‏باشد. به بیان دیگر، می‏توان به این نتیجه رسید که روسازی‏های تحت ترافیک آهسته کامیون‏های سنگین بیشتر در معرض خرابی قیرزدگی به دلیل کاهش حفرات هوا در مخلوط آسفالتی هستند. همچنین با بررسی نحوه تغییر توزیع حفرات تحت اثر بارگذاری در شرایط دمایی 5 ، 25 ،40 و 60 درجه سلسیوس می‏توان گفت که در دماهای پایین رفتار قیر در مخلوط آسفالتی به صورت الاستیک می‏باشد و با افزایش دما این رفتار به سمت پلاستیک میل می‏کند.