آسفالت های حفاظتی با قیر امولسیونی-بخش اول

آسفالت حفاظتی واژه ای کلی است و کاربردهای مختلف قیر به تنهایی و قیر با مصالح سنگی را که معمولاً با ضخامت کمتر از 25 میلیمتر بر روی سطح راه اجرا می شود را شامل می گردد. سطح راه ممکن است سطوح شنی آماده یا روسازی آسفالت شده باشد.

آسفالت های حفاظتی را که بر روی سطوح روسازی آسفالتی اجرا می شوند، پوشش های آببندی می نامند. کاربردهای متنوع قیرهای امولسیونی بدون پوشش با مصالح سنگی نیز در ردیف اندودهای آببندی قرار می گیرند. از جمله این کاربردها می توان به اندود سطحی(Tack Coat)، اندود نفوذی(Prime Coat) اندود آببندی(Fog Seal) و اندود آببند سنگدانه ای(Seal Coat-Chip Seal)، مالچ پاشی، درزگیری(Crack Filler) و غبارنشانی اشاره نمود.

آسفالت های سطحی تک لایه ای یا چند لایه ای نیز از انواع آسفالت های حفاظتی می باشند. در آسفالت سطحی تک لایه ای، قیر امولسیونی را بر روی سطح راه پاشیده، بلافاصله قشر نازکی از مصالح سنگی تقریباً یک اندازه بر روی آن پخش و غلتک زده می شود. برای آسفالت سطحی چند لایه ای، این عمل دو یا سه بار تکرار می گردد و در هر مرحله اندازه مصالح سنگی کوچکتر می شود بگونه ای که حداکثر اندازه مصالح سنگی در هر مرحله، حدوداً نصف اندازه مصالح سنگی مرحله پیشین است. ضخامت آسفالت سطحی تقریباً برابر حداکثر اندازه ذرات مصالح سنگی مصرفی در اولین لایه می باشد.

آسفالت های حفاظتی که بطور صحیح اجرا و ساخته شده اند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و بادوام می باشند. آسفالت حفاظتی، سطح راه را آببندی و عمر آن را طولانی میکند. هدف از کاربرد هر نوع آسفالت حفاظتی دستیابی به مقاصد ویژه ای است.

گرچه آسفالت حفاظتی را نمیتوان از نقطه نظر سازه ای به عنوان سازه باربر در نظر گرفت لیکن در برابر سایش ناشی از آمد و شد وسایل نقلیه مقاومت کرده، پوشش نفوذ ناپذیری را برای لایه های زیرین فراهم می آورد. آسفالت سطحی مقاومت باربری را اندکی افزایش می دهد، اما این افزایش مقاومت معمولاً در محاسبه باربری در نظر گرفته نمیشود. آسفالت حفاظتی اگر به موقع و بجا و صحیح مورد استفاده قرار گیرد میتواند سطحی با کیفیت قابل قبول برای راه تأمین نماید. برای استفاده از آسفالت حفاظتی، بررسی میزان آمد و شد، ارزیابی مصالح در دسترس و لایه های روسازی موجود ضروری است.

  

آسفالت های حفاظتی به منظورهای زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

1- تأمین رویه ای کم هزینه برای آمد و شد کم تا متوسط

2- تأمین لایه ای نفوذ ناپذیر برای جلوگیری از نفوذ آب به لایه های زیرین

3-  تأمین رویه ای مقاوم در برابر لغزش 

روسازهایی را که بعلت قیر زدگی یا فرسودگی و صیقلی شدن سطح مصالح سنگی، لغزنده شده اند میتوان با بکارگیری قیر امولسیونی با یا بدون مصالح سنگی تیز گوشه و سخت اصلاح نمود تا مقاومت در برابر لغزش بهبود یابد.

4- احیای رویه هوازده(اکسیده شده) و خشک 

روسازی هایی را که هوازده شده اند(به گونه ای که شن زدگی و جدا شدن دانه ها ممکن است اتفاق بیفتد) میتوان با کاربرد اندود آببندی(Fog Seal) و یا آسفالت سطحی تک لایه ای یا چند لایه ای تعمیر و به حالت اولیه برگرداند.

5- فراهم کردن پوشش موقتی برای لایه اساس جدید

6- احیای روسازی های قدیمی که بعلت پیرشدگی، ترک های انقباضی و ترک های ناشی از خستگی آسیب دیده اند.

7- متمایز کردن شانه ها از سواره رو.

آسفالت سطحی تک لایه ای برای موارد زیر مورد استفاده قرار میگیرد:

- به عنوان اقدام موقتی پیش از اجرای روسازی با کیفیت بالاتر

- اصلاح رویه های آسفالتی قدیمی شن زده و اکسیده شده

- ایجاد پوشش نفوذ ناپذیر بر روی روسازی آسفالته موجود

- اصلاح فرسودگی ناشی از آمد و شد بیش از مقدار پیش بینی شده در طرح اولیه 

همچنین از آسفالت سطحی تک لایه ای میتوان پس از عملیات آببندی ترک ها استفاده کرد. آسفالت سطحی برای مقابله با نیروهای ساینده ناشی از آمد و شد به کار میرود.

 

آسفالت های سطحی چند لایه ای از اجرای دو یا چند لایه آسفالت سطحی تک لایه ای حاصل میشود. این نوع آسفالت ها اگر به طور مطلوب طراحی و اجرا شوند، عمر بهره برداری آنها در حدود سه برابر آسفالت سطحی تک لایه ای است. ضمناً هزینه آن حدوداً 1/5 برابر آسفالت سطحی تک لایه ای می باشد. در آسفالت های سطحی چند لایه ای به دلیل اینکه اندازه مصالح سنگی لایه دوم کوچکتر میباشند، احتمال کنده شدن ذرات مصالح سنگی به مقدار زیادی کاهش می یابد.

یکی از انواع آسفالت سطحی چند لایه ای، استفاده از دوغاب آببندی بر روی آسفالت سطحی جدید اجرا شده می باشد.

تجهیزات مورد استفاده در اجرای آسفالت سطحی، سهم مهمی در کیفیت نهایی آسفالت دارد. لذا باید با سرویس، بازرسی و کالیبراسیون مداوم تجهیزات را در شرایط کاری خوب و مناسب نگهداری نمود. مهمترین وسیله از تجهیزات مورد استفاده در اجرای آسفالت سطحی، دستگاه پخش قیر امولسیون است. دستگاه پخش قیر باید قیر امولسیونی را به طور یکنواخت و به میزان مشخص شده بر روی سطح راه پخش نماید. زاویه بین شیار نازل ها با محور طولی لوله پخش کن حدود 15 تا 30 درجه توصیه شده است. برای اطمینان از پخش یکنواخت قیر امولسیونی باید لوله پخش کن در ارتفاع مناسبی از بالای سطح روسازی در هنگام عملیات پخش قرار گیرد. اگر فاصله لوله پخش کن از سطح روسازی خیلی زیاد باشد ممکن است در حوزه های پخش هر نازل اختلالاتی بوجود آورد. با تغییر فاصله لوله پخش کن از سطح راه، معمولاً بهترین نتایج قیرپاشی با پوشش دوگانه حاصل می شود، اما پوشش سه گانه می تواند گاهی اوقات استفاده شود. مناسبترین فاصله بین نازل ها روی لوله پخش کن 100 میلیمتر می باشد. در شکل زیر زوایه قرارگیری شیار نازل با محور طولی لوله پخش کن و نحوه تشکیل پوشش های تکی، دوگانه و سه گانه نشان داده شده است.

 

بلافاصله بعد از عملیات قیرپاشی، با دستگاه مخصوص مصالح سنگی با نسبت معین به طور یکنواخت بر سطح آماده شده راه پخش می شوند.

دستگاه های پخش مصالح سنگی باید برای پخش مقدار مصالح سنگی مشخص شده برای هر پروژه کالیبره شوند.

برای آسفالت های سطحی تک لایه ای، استفاده از غلتک های چرخ لاستیکی مناسب است. این غلتک ها، مصالح سنگی را بدون خرد کردن به داخل قشر قیری فرو میبرند. عمل غلتک زنی نباید پس از شکستن قیر امولسیونی ادامه یابد زیرا ذرات مصالح سنگی در جای خود لق شده و از سطح راه کنده می شوند. در آسفالت های سطحی چند لایه ای، بعد از غلتک های چرخ لاستیکی، یک یا دو عبور غلتک چرخ فولادی به ایجاد سطح هموارتر کمک میکند.

دوغاب آببندی، مخلوطی از مصالح سنگی ریزدانه با دانه بندی خوب(درصورت لزوم فیلر معدنی)، قیر امولسیونی و آب است که به عنوان آسفالت حفاظتی استفاده می شود. دوغاب آببندی در تعمیر و نگهداری روسازی آسفالتی نیز به کار میرود ولی نمی تواند باعث افزایش مقاومت سازه ای آن گردد.

بکارگیری دوغاب آببندی در سطح روسازی های کهنه میتواند بسیار مؤثر واقع شود، زیرا این عمل باعث آببندی ترک های سطحی، جلوگیری از جدا شدن سنگدانه ها در مخلوط آسفالتی، سالم ماندن ساختار جاده، غیر قابل نفوذ شدن سطح جاده در برابر آب و اکسیژن هوا و بهبود مقاومت در مقابل لغزش میگردد. استفاده از دوغاب آببندی به کاهش خرابی سطح راه ناشی از اکسید شدن قیر و شکننده شدن مخلوط آسفالتی کمک میکند.

دوغاب آببندی معمولاًدر ضخامت های 3 تا 6 میلیمتر اجرا میشود.

 

مخلوط های آسفالتی نازک امولسیونی از سال 1980 میلادی در ایالات متحده آمریکا به منظور بهسازی رویه آسفالتی راه ها و افزایش عمر مفید روسازی ها مورد استفاده قرار گرفته است.

مخلوط های آسفالتی نازک امولسیونی، مخلوطی از قیر امولسیونی اصلاح شده با پلیمر، مصالح سنگی صد در صد شکسته، فیلر معدنی، آب و در صورت لزوم ماده مضاف می باشد. این مخلوط در واقع نوعی دوغاب آببندی است که با قیر اصلاح شده پلیمری و غالباً مصالح با کیفیت بهتر تهیه می گردد. بر خلاف دوغاب آببندی که فقط به ضخامت 5/1 برابر بزرگترین اندازه دانه مصالح سنگی در مخلوط اجرا می شود، مخلوط های آسفالت نازک امولسیونی را می توان در لایه های نسبتاً ضخیم تری اجرا نمود. عملکرد مخلوط های آسفالت نازک امولسیونی به عوامل زیادی از قبیل شرایط آب و هوایی، حجم آمد و شد، وضعیت روسازی موجود، کیفیت مصالح، روش طرح اختلاط و نحوه اجرا بستگی دارد. معمول ترین کاربردهای این مخلوط ها تأمین بافت سطحی زبر و پر کردن شیار جای چرخ در روسازی های آسفالتی است. سایر کاربردهای آسفالت های نازک امولسیونی عبارتند از:

• اصلاح قیر زدگی و شن زدگی 

• تسطیح و تراز نمودن لایه 

اندود سطحی پخش یک لایه بسیار نازک قیر امولسیونی رقیق شده روی سطح آسفالتی یا بتنی است، این لایه به منظور ایجاد چسبندگی بین سطوح مذکور و لایه جدید آسفالتی استفاده میشود. برای اجرای اکثر روکش ها نیاز به کاربرد اندود سطحی است تا چسبندگی کافی بین دو لایه ایجاد شود. قیر امولسیونی رقیق شده CSS-1h ,CSS و نیز قیر امولسیونی CRS-1 متداولترین انواع امولسیون قیری برای اندود سطحی استفاده میشوند.

بهترین نتایج هنگامی که سطح راه خشک و دمای سطح روسازی بیش از 25 درجه سانتیگراد و احتمال بارندگی وجود ندارد حاصل می شود. هدف از اجرای اندود سطحی ایجاد پوشش خیلی نازک و یکنواخت از قیر بر روی سطح راه، پس از شکست قیر امولسیونی است. استفاده بیش از حد مقرر اندود سطحی ممکن است صفحه لغزنده ای بین دو لایه روسازی بوجود آورد، به طوری که قیر به جای چسباننده به عنوان کاهنده اصطکاک دو لایه عمل نماید.

اندود آببندی و پوشش سطح رویه آسفالتی همانند اندود سطحی، شامل پخش قشر نازک از قیر امولسیونی دیرشکن و یا کندشکن رقیق شده با آب بر روی سطح آسفالتی موجود است. بدین منظور امولسیون قیری را می توان با نسبت های مختلف با آب رقیق نمود.

حداکثر میزان رقیق کردن، بکار بردن یک قسمت قیر امولسیونی و پنج قسمت آب است. لیکن در اکثر مواقع قیر امولسیونی رقیق شده با آب به نسبت یک به یک مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً قیرهای امولسیونی CSS-1 یا CSS-1h برای این منظور استفاده می شود. در صورت عدم امکان کنترل ترافیک عبوری و مسدود نمودن راه کاربرد اندود آب بندی بدون سنگدانه می تواند در نگهداری سطح راه مؤثر باشد.

 این نوع اندود آببندی برای احیای سطوح آسفالتی قدیمی که قیر آن در اثر هوازدگی، اکسیده و به مرور زمان خشک و شکننده شده اند و همچنین برای پر کردن ترک های کوچک و منافذ سطحی به کار میرود. قیر امولسیونی رقیق شده با کندروانی نسبتاً کم، به راحتی داخل ترک ها و منافذ سطحی نفوذ می کند، همچنین ذرات مصالح سنگی روی سطح رویه آسفالتی را پوشش می دهد. این عمل عمر رویه را افزایش داده و ممکن است زمان لازم برای تعمیر و نگهداری اساسی یا اجرای روکش را به تعویق اندازد.

بعد از پخش اندود آببند باید زمان کافی برای شکست کامل قیر امولسیونی منظور گردد و از عبور وسایل نقلیه از نواحی اندود شده جلوگیری شود.

فرسایش خاک در اثر آب و باد و توفان شن های روان میتواند مشکلات جدی در وضعیت خاکریزها و نواحی مسطح مجاور راه ها در مناطق کویری بوجود آورد. متداولترین روش مقابله با این مشکل استفاده از گیاهان برای تثبیت این نواحی است. اما در فاصله زمانی بین کاشت بذرها و جوانه زدن، امکان این که بذرها با باد یا آب، جابجا یا شسته شوند وجود دارد. چندین روش برای حفاظت گیاهان تا زمان جوانه زدن بذرها و شکل گیری ریشه ها به کار رفته است. یکی از مؤثرترین آنها استفاده از قیر امولسیونی است. پاشیدن قیر امولسیونی روی نواحی بذر افشانی شده، غشای نازکی از قیر به جای میگذارد یا علف های خشک و کاه را که منظور تثبیت استفاده شده در جای خود نگه میدارد. هر دو روش به طور مؤثری مورد استفاده قرار گرفته اند. از آنجا که اجرای این دو روش با یکدیگر تفاوت دارد هر کدام به طور جداگانه مورد بحث قرار می گیرد. 

ادامه در بخش بعدی...