روش استاندارد آزمایش تعیین مقاومت مخلوطهای آسفالتی در مقابل تغییر شکل پلاستیک با دستگاه مارشال ASTM:D1559

روش استاندارد آزمایش تعیین مقاومت مخلوطهای آسفالتی در مقابل تغییر شکل پلاستیک با دستگاه مارشال   ASTM:D1559

- هدف:

این روش آزمایش اندازه گیری مقاومت نمونه ای استوانه ای مخلوط آسفالتی را در مقابل تغییر شکل پلاستیک در حالتی که سطح جانبی نمونه با دستگاه مارشال تحت بارگذاری قرار گرفته، شامل می شود. این روش آزمایش برای مخلوطهایی که با قیر خالص، محلول یا قطران و مصالح سنگی با حداکثر اندازه یک اینچ ساخته شده اند کاربرد دارد.

2- مشخصات و کاربرد :

این روش آزمایش در طرح اختلاط آزمایشگاهی آسفالت استفاده می شود. نمونه ها طبق روش آزمایش، برای حداکثر بار و روانی تهیه می شوند. ویژگیهای دانسیته و فضای خالی نیز ممکن است بر روی نمونه های تهیه شده مطابق با روش آزمایش، تعیین شوند. از این روش آزمایش همچنین می توان برای بدست آوردن حداکثر بار و روانی نمونه های مخلوط آسفالتی که از سطح راه مغزه گیری شده و یا به روشهای دیگری تهیه شده اند، استفاده می شود. نتایج حاصل از این نمونه ها ممکن است با مقادیر حاصله از نمونه های تهیه شده با این روش آزمایش تفاوت داشته باشد.

3- لوازم آزمایشگاهی :

3-1- مجموعه قالب نمونه : قالب های استوانه ای به قطر 4 اینچ (6/101 میلی متر) و ارتفاع 3 اینچ (2/76 میلی متر) ، با صفحات زیرین و حلقه هایی به منظور افزایش طول قالب استفاده می شود بدین منظور سه قالب استوانه ای پیشنهاد می شود.

3-2- خارج کننده نمونه: صفحه ای فولادی به شکل دیسک و به قطر حداقل 95/3 اینچ (یا 100 میلیمتر) و ضخامت  اینچ (13 میلیمتر) که برای خارج کردن نمونه متراکم شده از قالب نمونه با استفاده از حلقه قالب استفاده می شود. یک میله مناسب برای انتقال بار از حلقه انتقال دهنده نیروسنج به حلقه الحاقی جهت خروج نمونه لازم است.

3-3- چکش تراکم : چکش تراکم باید دارای سطح ضربه وارد کننده گرد و مسطح و وزنه 10 پوندی (4536 گرم) که از ارتفاع 18 اینچ (2/457میلی متر) سقوط آزاد می کند . دو چکش تراکم جهت انجام آزمایش پیشنهاد می شود به منظور ایمنی بیشتر چکش تراکم می تواند مجهز به انگشت محافظ باشد. شکل (1) چکش تراکم دستی و شکل (2) چکش تراکم اتومات را نشان می دهد .

شکل 1 –چکش تراکم دستی

شکل 2 –چکش تراکم اتوماتیک

3-4- پایه تراکم : پایه تراکم مرکب از پایه چوبی از جنس بلوط، کاج یا چوب دیگری با میانگین وزن مخصوص خشک حدود 67/0 تا 77/0 گرم بر سانتیمتر مکعب و ابعاد 2/457*2/203*2/203 میلی متر می باشد که بر روی یک صفحه فولادی به ابعاد 4/25*8/304* 8/304 میلی متر قرار گرفته است. پایه چوبی توسط چهار قطعه نبشی، در قطعه بتنی مسطح ، محکم می شود. کلاهک فولادی باید به طور محکم به پایه بسته شود. مجموعه پایه باید به گونه ای نصب شود که پایه کلاهک تراز باشد.

3-5- نگهدارنده قالب نمونه : نگهدارنده قالب روی پایه تراکم، به نحوی سوار می شود که مرکز قالب تراکم بر مرکز پایه منطبق باشد. نگهدارنده باید قالب تراکم و حلقه و صفحه پایه را در حین تراکم نمونه، به طور محکم سرجای خود نگه دارد.

3-6- فکهای شکست : فکهای شکست برای قرارگیری نمونه است که بخشهای استوانه ای بالایی و پایینی را شامل می شوند یا فکهای آزمایش شعاع انحناء داخلی دقیقا ماشین شده برابر با 2 اینچ (8/50 میلی متر) را دارند. بخش پایین تر باید روی سطحی که دارای دو میله راهنمای عمود بر هم یا میله هایی که طول اضافی به سمت بالا دارند، نصب شود. راهنماهای بخش بالاتر باید در موقعیتی باشند که دو بخش را بدون خمش قابل ملاحظه ای به سمت یکدیگر سوق دهند. شکل (3) فک های دستگاه مارشال را نشان می دهد .

شکل 3- فک های دستگاه مارشال

3-7- جک بارگذاری : جک بارگذاری شامل یک جک پیچشی بوده و روی قاب دستگاه آزمایش سوار شده و باید حرکت قائم و یکنواخت با سرعت 2 اینچ (8/50 میلیمتر) در دقیقه را داشته باشد. مجموعه جک بارگذاری می تواند به یک موتور الکتریکی مجهز باشد. شکل (4) دستگاه بارگذاری دستگاه مارشال را نشان می دهد .

شکل (4) دستگاه بارگذاری دستگاه مارشال

3-8- مجموعه حلقه نیروسنج: حلقه نیروسنجی با ظرفیت 5000پوند (2267 کیلوگرم) و حساسیت ده تا 1000 پوند (536/4 تا 6/453 کیلوگرم) و حساسیت 25 پوند (340/11 کیلوگرم) بین 1000 و 5000 پوند (6/453 و 2267 کیلوگرم) که باید به یک صفحه مدرج ریزسنج مجهز باشد. تقسیمات صفحه ریزسنج بر حسب 0001/0 اینچ (00025/0 میلی متر) می باشد. اتصالات بالا و پایین حلقه نیروسنج برای بستن حلقه نیروسنج به قاب دستگاه و انتقال بار به فکهای دستگاه لازم می باشد.

3-9- روانی سنج: روانی سنج باید شامل یک گیره اتصالی راهنما و یک شاخص عقربه ای باشد. سوزن متحرک شاخص، باید داخل گیره راهنما با مقدار مقاومت اصطکاکی کم بلغزد. گیره راهنما، باید آزادانه بالای میله راهنمای فکهای شکست بلغزد. شاخص روانی سنج وقتی که در محل خود بر روی فکهای شکست، به هنگامی که هر نمونه آزمایش بین بخش های فک شکست گذاشته می شود، قرار گرفت باید روی صفر تنظیم شود. تقیسمات گیج روانی سنج بر حسب 01/0 اینچ (25/0 میلی متر) می باشد.

3-10- گرمخانه: گرمخانه، باید برای گرم کردن مصالح سنگی، موادقیری، قالبهای نمونه، چکش های تراکم و دیگر وسایل لازم تا دمای مخلوط کردن و قالب گیری ، فراهم شوند.

گرمخانه دمای موردنیاز را با دقت 8/2 ± درجه سانتیگراد ثابت نگه می دارد. محافظ های مناسب و صفحات تیغه ای یا حمامهای ماسه باید روی سطوح صفحات داغ قرار گیرند تا تمرکز حرارت زیاد را به حداقل برساند.

3-11- وسایل مخلوط کردن : عمل مخلوط کردن ، به صورت مکانیکی پیشنهاد می شود. هر نوع مخلوط کن مکانیکی که بتواند دمای لازم برای مخلوط کردن را حفظ کرده و مخلوط یکنواخت به مقدار لازم و با پوشش خوب را در زمان مجاز تهیه کند و مقداری هم اضافی تر تهیه کند که ضرورتا کل پیمانه بازیافت کند.ممکن است استفاده شود. همچنین ممکن است، یک ظرف یا کاسه فلزی با ظرفیت کافی و عمل مخلوط کردن با دست، مورد استفاده قرار گیرد.

3-12- حمام آب- حمام آب باید حداقل 6 اینچ (4/152میلی متر) عمق داشته و با ترموستات دمای آن کنترل شود به طوریکه دمای حمام را در 1±60 درجه سانتیگراد یا 1±8/37 درجه سانتیگراد نگهدارد. مخزن باید یک کف سوراخ دار موقتی داشته یا انیکه به یک قفسه برای نگهداری نمونه به اندازه 2 اینچ (8/50 میلی متر) بالاتر از کف حمام مجهز باشد. شکل (5) حمام آب را نشان می دهد .

شکل (5) حمام آب

3-13- حمام هوا- حمام هوا برای مخلوطهای آسفالتی با قیر محلول، باید با ترموستات کنترل شده و بتواند دمای هوا را در 1±25 درجه سانتیگراد نگهدارد.

3-14- وسایل متفرقه:

3-14-1- ظروف برای گرم کردن مصالح سنگی، تاوه های فلزی با کف مسطح یا ظروف مناسب دیگر. همچنین ظروفی برای گرم کردن مواد قیری، هر نوع پیمانه قلعی، بشرها، ظروف ریختن مواد مذاب یا روغن دان، ممکن است استفاده شود.

3-14-2- وسایل مخلوط کردن، هر نوع بیلچه فولادی (نوع باغبانی) یا کاردک برای هم زدن و مخلوط کردن دستی.

3-14-3 دماسنج هایی برای تعیین دمای مصالح سنگی، قیر و مخلوطهای قیری. دماسنجهایی با حفاظ شیشه ای یا دماسنجی با صفحه مدرج عقربه دار با بدنه فلزی، پیشنهاد می شوند. محدوده 9/9 تا 204 درجه سانتیگراد با دقت 5 درجه فارنهایت (8/2 درجه سانتیگراد) لازم است.

دماسنجهایی که برای حمام آب و حمام هوا با محدوده دمایی 68 تا 158 درجه فارنهایت (30 درجه تا 70 درجه سانتیگراد) با دقت 4/0 درجه فارنهایت (2/0 دره سانتیگراد) استفاده می شود.

3-14-4 ترازو با ظرفیت 2 کیلوگرم و دقت 1/0 گرم برای توزین نمونه های قالب گیری شده و ترازو با ظرفیت 5 کیلوگرم و دقت یک گرم برای پیمانه کردن مخلوطها استفاده می شود.

3-14-5 دستکشها- برای جابجایی وسایل داغ و دستکشهای لاستیکی برای خارج کردن نمونه ها از حمام آب استفاده می شود.

3-14-6 گچ رنگی- برای مشخص کردن نمونه ها .

3-14-7 چمچه، با کف مسطح برای پیمانه کردن مصالح سنگی .

3-14-8 بیلچه- بزرگ برای جای دادن مخلوط در قالبهای نمونه .

4- نمونه های آزمایش :

حداقل 3 نمونه برای هر ترکیبی از مصالح سنگی و هر مقدار قیر، آماده کنید، سپس مصالح سنگی را در دمای 105 تا 110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت خشک کرده و یا به بخشهایی با توجه به اندازه مصالح سنگی موردنیاز به طریق دانه بندی خشک، جدا کنید . این بخشهای مصالح سنگی با اندازه های زیر پیشنهاد می شوند:

تا یک اینچ (19 تا 25 میلی متر) .

تا  اینچ (5/9 تا 19 میلی متر) .

شماره 4 تا  اینچ (75/4 تا 5/9 میلی متر) .

شماره 8 تا شماره 5 (36/2 تا 75/4 میلی متر) .

رد شده از الک شماره 8 (36/2 میلی متر) .

4-3 - تعیین دمای مخلوط کردن و متراکم نمودن .

4-3-1- دماهایی که قیر خالص و قیر محلول باید گرم شوند تا دارای کند روانی 20±170 سانتی استوکس گردند، بعنوان دمای مخلوط کردن در نظر گرفته می شود.

4-3-2- دماهایی که قیر خالص باید گرم شود تا کند روانی آن 30±280 سانتی استوکس شود، بعنوان دمای متراکم نمودن در نظر گرفته می شود.

4-3-3- از یک نمودار ترکیبی برای قیر محلول استفاده کرده و درصد وزنی حلال را در کند روانی با دمای (60 درجه سانتیگراد) تعیین کنید. از این نمودار همچنین کند روانی در (60 درجه سانتیگراد) را پس از آنکه قیر محلول 50 درصد حلال خود را از دست داد، تعیین کنید. دمای تعیین شده از نمودار دما- کند روانی برای قیر محلول، که بعد از کاهش 50 درصد حلال دارای کند روانی معادل 30±280 سانتی استوکس باشد، بعنوان دمای متراکم نمودن در نظر گرفته می شود.

دمایی که در آن دما، قطران دارای کند روانی ویژه انگلر برابر 3±25 و 5±40 می شود به ترتیب دمای مخلوط کردن و متراکم نمودن می باشد.

4-4 -آماده کردن مخلوط ها:

برای هر نمونه آزمایش، مقدار لازم از هر اندازه مصالح سنگی که به بخش هایی جدا شده اند، به طوریکه نمونه متراکم شده حاصل از یک پیمانه مخلوط ارتفاعی برابر 05/0±5/2 اینچ (27/1±5/63 میلی متر) را داشته اند توزین کرده در ظروف مسطح جداگانه بریزید(حدود 1200 گرم) ظروف را بر روی صفحه داغ یا در گرمخانه قرار دهید و تا 28 درجه سانتیگراد برای مخلوط هایی با قیر خالص و 14 درجه سانتیگراد برای مخلوط هایی با قیر محلول، بیش از دمای تخمینی برای مخلوط کردن در بند 4-3 حرارت دهید.

ظرف مخلوط کردن را با مصالح سنگی گرم شده، پر کرده و در حالت خشک کاملا مخلوط کنید. در مصالح سنگی که به صورت خشک مخلوط شده اند، یک گودی ایجاد کرده و مقدار لازم از مواد قیری از قبل گرم شده را به داخل مخلوط اضافه کنید. برای مخلوط هایی که با قیر محلول تهیه می شوند، بعد مخلوط کن را داخل ظرف مخلوط کن قرار داده و قبل از عمل مخلوط کردن، وزن کل مخلوط را همراه با وزن ظرف و تیغه مخلوط کن تعیین کنید. مراقب باشید تا از دست رفتن مخلوط، به هنگام مخلوط کردن و جابجایی جلوگیری شود. در این موقع دمای مصالح سنگی و مواد قیری، باید در محدوده دمای مخلوط کردن که در بند 4-3 تخمین زده می شود، باشد. مصالح سنگی و مواد قیری را تا پوشش کامل، با سرعت مخلوط کنید.

4-4-2- پس از مخلوط کردن، مخلوطهایی را که با قیر محلول ساخته شده اند، در یک گرمخانه تهویه دار با دمای تقریبا 1/11 درجه سانتیگراد بیش از دمای متراکم نمودن، عمل آورید. عمل آوری در ظرف مخلوط کن را تا زمانیکه 50 درصد وزنی حلال از قبل تعیین شده یا بیش تر حاصل گردد، ادامه دهید. مخلوط ممکن است، در ظرف مخلوط کن در مدت عمل آوری، همزده شود تا از دست رفتن حلال سریعتر گردد. در این صورت باید مراقب باشید تا از هدر رفتن مخلوط جلوگیری شود. مخلوط را در مدت عمل آوری، در ابتدا در فواصل زمانی 15 دقیقه و در فواصل زمانی کمتر از 10 دقیقه تا مخلوط وزن  برابر با 50 درصد کاهش حلال را بدست آورد، وزن کنید.

4-5 - متراکم کردن نمونه ها:

4-5-1- مجموعه قالب نمونه و سطح چکش تراکم را کاملا تمیز کنید و آنها را در داخل آب جوش یا بر روی صفحه داغ تا دمای بین3/93 و 9/148 درجه سانتیگراد گرم کنید. یک قطعه کاغذ صافی یا کاغذ حوله ای که به اندازه ته قالب بریده شده، قبل از ریختن مخلوط در ته قالب قرار دهید. محتویات پیمانه را داخل قالب خالی کرده و اطراف مخلوط را 15 بار و داخل آن را 10 بار با یک کاردک گرم، با نیروی زیاد کاردک بزنید.

سرقالب را برداشته و سطح مخلوط را با بیلچه صاف کرده و به شکل گنبد درآورید دمای مخلوط بلافاصله قبل از متراکم نمودن باید در محدوده دماهایی باشد که در بند 4-3 برای دمای متراکم نمودن ذکر گردید.

4-5-2- سر قالب را دوباره قرار داده و مجموعه قالب را روی پایه تراکم، در نگهدارنده قالب قرار دهید با چکش تراکم که از ارتقاع 18 اینچ (2/457 میلی متر) سقط آزاد می کند، تعداد 50 ضربه اعمال کنید. مگر اینکه تعداد دیگری معین شده باشد. در ضمن عمل متراکم نمودن، شخص متراکم کننده باید محور چکش تراکم را با دست تاحد ممکن نزدیک به حالت عمود بر صفحه پایه قالب نگهدارد. صفحه پایه قالب و سرقالب را بردارید. قالب را برگردانید و آن را مجددا سوار کنید و همان تعداد ضربه به طرف دیگر نمونه وارد کنید. بعد از عمل تراکم صفحه پایه را برداشته و نمونه را از طرف دیگرش روی خارج کننده نمونه، قرار دهید. مجموعه را با سر قالب بالای آن در دستگاه آزمایش قرار داده و به سر قالب توسط میله انتقال دهنده بار، فشار اعمال کنید. سر قالب را از نمونه بالا کشیده و نمونه را بدقت روی یک سطح صاف قرار داده و به مدت یک شب در دمای اتاق نگهدارید. نمونه را وزن کرده، ابعاد آن را اندازه گرفته و آزمایش کنید.

توجه 5: در روش بالا، در تراکم دستی، لازم است یک دست حالت عمود بودن را حفظ کرده و دست دیگر عمل تراکم را انجام دهد. در این حالت ناگزیر برای حفظ حالت عمودی، دست لرزشی خواهد داشت که این لرزش، مالش مطلوبی در حین عمل تراکم به نمونه می دهد که منجر به دانسیته بالا می شود. هر وسیله مکانیکی از هر نوع که استفاده شود نسبت به چکش دستی در حالت عمودی در حین تراکم محدودیت دارد.

توجه 6: در حالت کلی، نمونه ها باید مطابق با آنچه که در بند 4-5-2 تشریح شده، سرد شوند. وقتی که سریعتر سرد شدن موردنظر باشد، ممکن است از پنکه های رومیزی استفاده شود. مخلوطها یی که فاقد چسبندگی کافی هستند و پس از خارج کردن سریع از قالب ، شکل استوانه ای لازم را بدست نیاورده باشند، ممکن است در داخل قالب و در هوا تا حصول چسبندگی کافی و بدست آوردن شکل استوانه ای سرد شوند.

5-روش آزمایش:

5-1 نمونه های تهیه شده با قیر خالص یا قطران را، با غوطه ور ساختن در حمام آب بمدت 30 تا 40 دقیقه یا با قراردادن در گرمخانه به مدت 2 ساعت به دمای موردنظر برسانید. دمای حمام یا گرمخانه را برای نمونه های تهیه شده با قیر خالص 1±60 درجه سانتیگراد و برای نمونه های تهیه شده با قطران 1±8/37 درجه سانتیگراد نگه دارید برای رساندن نمونه های تهیه شده با قیر محلول به دمای موردنظر، آن ها را در حمام هوا بمدت 2 ساعت قرار دهید. دمای حمام هوا را 8/1 ±77 درجه فارنهایت (1±25 درجه سانتیگراد) نگهدارید.

میله های راهنما و سطوح داخلی فکهای آزمایش را قبل از انجام آزمایش کاملا تمیز کرده و میله های راهنما را چرب کنید، بطوریکه فک بالای آزمایش آزادانه روی قسمتهای دیگر بلغزد.در صورت لزوم از حمام آب استفاده کنید. نمونه را از حمام آب گرمخانه یا حمام هوا خارج کرده، در قسمت پایین فک آزمایش قرار دهید. قسمت بالایی فک شکست را روی نمونه قرار داده و کل مجموعه را در محل خود روی دستگاه آزمایش قرار دهید. وقتی از روانی سنج استفاده می شود، آن را در موقعیت روی یکی از میله های راهنما قرار داده و در حالی که پایه آن محکم بر روی قیمت بالایی فک شکست قرار گرفته، روانی سنج را روی صفر تنظیم کنید. در حین شروع اعمال بار، پایه قائم روانی سنج را بطور ثابت بر روی قسمت بالایی فک شکست نگهدارید.

5-2 توسط جک بارگذاری یا فک دستگاه آزمایش که با سرعت ثابت 2 اینچ در دقیقه (8/50 میلی متردر دقیقه) حرکت می کند، به نمونه بار اعمال کنید تا با به حداکثر رسیده و سپس بار نشان داده شده روی شاخص عقربه ای کاهش یابد. حداکثر باری را که در دستگاه آزمایش درج شده یا با تبدیل حداکثر مقدار قرائت شده از شاخص عقربه ای بدست آمده، ثبت کنید. به محض اینکه حداکثر بار شروع به کاهش کرد، پایه روانی سنج را آزاد کنید. اگر از شاخص عقربه ای برای اندازه گیری روانی استفاده می شود، مقدار روانی نشان داده شده یا معادل آن را بر حسب یک صدم اینچ (25/0 میلی متر) قرائت و یادداشت کنید. زمان سپری شده برای انجام آزمایش، از هنگام خروج نمونه آزمایش از حمام آب تا تعیین حداکثر بار، نباید از 30 ثانیه بیشتر شود.

توجه 7: برای نمونه هایی که مغزه گیری شده اند، وقتی که ضخامت آنها غیر از 5/2 اینچ (5/63 میلی متر) باشد، بار را با استفاده از ضرایبی که در جدول یک آمده تصحیح کنید.

6- گزارش:

6-1 گزارش باید شامل اطلاعات زیر باشد:

6-1-1 نوع نمونه آزمایش شده( نمونه آزمایشگاهی یا نمونه مغزه گیری شده از روسازی) .

نکته : برای نمونه های مغزه گیری شده، ارتفاع هر نمونه آزمایش بر حسب اینچ (یا میلی متر) باید گزارش شود.

6-1-2 میانگین حداکثر بار حداقل سه نمونه، که در صورت لزوم تصحیح شده است، بر حسب پوند نیرو (نیوتن) .

6-1-3 مقدار متوسط روانی سه نمونه بر حسب صدم اینچ ، 25 صدم میلی متر.

6-1-4 دمای آزمایش . 

هدف:بمنظور بررسی عملکرد آسفالت در سطح راه لازم است پارامترهای متشکله آسفالت مورد ارزیابی و بررسی قرار گیرند از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد .

1-  مصالح و کیفیتهای فیزیکی و شیمیایی آن .

2-  قیر و کیفیتهای فیزیکی و شیمیایی آن .

3-  اختلاط مصالح و قیر در ارتباط با تهیه آسفالت ، پخش و عملکرد آسفالت متراکم شده در سطح راه که در مورد هر  یک از مطالب فوق توضیحات لازم بیان خواهد شد .

در این قسمت بمنظور بدست آوردن درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته و باز میباشد که براساس استاندارد ASTM D3203-83 مورد بررسی قرار می گیرد .

هرگاه مصالح و قیر را طبق مشخصات داده شده مخلوط نمائیم لازم است میزان درصد مصالح ، درصد قیر ، درصد فضای خالی آسفالت حاصله قابل محاسبه باشد که در این زمینه درصدهای مذکور در نمونه هائیکه در آزمایشگاه تهیه می شود با نمونه هائیکه از سطح راه برداشته میشود تا حدود قابل ملاحظه ای اختلاف خواهد داشت ، بدین منظور و برای بدست آوردن ارقام صحیح و قابل بحث روشهای استانداردی متداول است که در هر مورد توصیه هایی را ارائه   می نماید . در استاندارد فوق درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی بصورت زیر تعریف و مشخص شده است .

وزن مخصوص حقیقی آسفالت

                                                  

وزن مخصوص ماکزیمم آسفالت

درصد فضای خالی  = 100 (1 -                                                     )

1-  موارد استفاده :  محاسبه درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته و باز درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی به عنوان معیاری در روشهای تهیه و طرح و ارزیابی میزان تراکم در پروژه های راهسازی است .

2-  اصطلاحات و تعاریف:

2-1- منافذ خالی : عبارتند از حفره های هوای بین ذرات اجزاء متراکم شده .

2-2- مخلوط آسفالت متراکم شده با دانه بندی پیوسته : عبارت از مخلوطی است که منافذ خالی موجود در آن وقتی که متراکم شود از 10 درصد کل حجم نمونه مورد آزمایش کمتر باشد .

2-3- مخلوط آسفالت متراکم شده با دانه بندی باز ، عبارت از مخلوطی است که منافذ خالی موجود در آن بعد از تراکم بیشتر از 10 درصد حجم کل نمونه باشد .

3 - نمونه گیری : نمونه های انتخاب شده باید قبلا و نمونه های اخذ شده از جاده نیز باید به شکل استوانه ای یا دارای شکل منظم هندسی باشد .

4-روش آزمایش :

4-1-  وزن مخصوص حقیقی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته بر اساس روش    118 ASTM -D1 یا ASTM-D272 تعیین می گردد .

4-2-  وزن مخصوص ماکزیمم ( تئوریک ) بر اساس استاندارد ASTM-D2041 قابل محاسبه خواهد بود .

4-3-  دانسیته مخلوطهای آسفالتی با دانه بندی باز ، به شکل منظم از تقسیم وزن نمونه خشک بر حجم نمونه              بدست می آید .

4-4-  برای اندازه گیری ارتفاع نمونه های آسفالتی متراکم کاربرد استاندارد ASTM D3549 توصیه می گردد و لازم است قطر استوانه های متراکم را در 4 محل اندازه گیری کرده و میانگین بدست آمده را معیارقطرنمونه محسوب نمود ، ضمنا حجم نمونه در این حالت بر مبنای میانگین ارتفاع بدست آمده و قطر قابل محاسبه خواهد بود .

4-5-  به منظور قضاوت صحیح لازم است آزمایش وزن مخصوص حقیقی و وزن مخصوص ماکزیمم مخلوطهای آسفالتی را بر روی بخشی از نمونه انتخابی که به دو قسمت مساوی ( با توجه به کلیه شرایط لازم ) تقسیم شده انجام داد .

روش آزمایش تعیین حداکثر وزن مخصوص تئوری مخلوطهای آسفالتی

ASTM:D2041

1- هدف: این روش آزمایش شامل تعیین حداکثر وزن مخصوص تئوری و دانسیته مخلوطهای آسفالتی متراکم نشده در دمای 25 درجه سانتیگراد می باشد.

2- اصطلاحات و تعاریف:

عبارت وزن مخصوص و دانسیته که در این استاندارد نام برده شده است مطابق با اصطلاحات استاندارد ASTM E12  می باشد.

2-1- دانسیته: جرم یک متر مکعب مواد در دمای 25 درجه سانتیگراد در سیستم واحد SI می باشد.

2- فشار باقیمانده: فشاردر ظرف خلاء وقتی که خلاء اعمال می شود.

3- وزن مخصوص: نسبت جرم معینی از ماده در دمای 25 درجه سانتیگراد به جرم آب هم حجم آن در همان دما می باشد.

3- خلاصه روش آزمایش:

یک نمونه مخلوط آسفالتی خشک شده در گرمخانه که وزن شده، در شرایط سست در ظرف خلاء قرار داده می شود. آب کافی با دمای 4±25 درجه سانتیگراد اضافه می شود تا نمونه را کاملاً غرقاب کند.

خلاء به مدت 5 الی 15 دقیقه اعمال شده و به تدریج کاهش می یابد تا فشار باقی مانده در ظرف خلاء به 30 میلیمتر جیوه یا کمتر برسد. در پایان دوره خلاء ،  خلاء به تدریج قطع می شود. حجم نمونه مخلوط آسفالتی با غوطه ور کردن ظرف خلاء حاوی نمونه در حمام آب و وزن کردن و یا با پر کردن  کامل ظرف خلاء با آب و وزن کردن در هوا بدست         می آید . از جرم حجم اندازه گیری شده، وزن مخصوص یا دانسیته در دمای 25 درجه سانتیگراد محاسبه می شود. در صورتی که دمای انجام آزمایش با دمای 25 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد باید تصحیح اعمال شود.

4- اهمیت و مواد کاربرد :

حداکثر وزن مخصوص ها تئوری و دانسیته های مخلوطهای آسفالتی خواصی ذاتی هستند که مقادیر آنها تحت تاثیر ترکیب مخلوط نظیر نوع و مقدار مصالح سنگی و مواد قیری قراردارند. این پارامتر برای محاسبه درصد فضای خالی در مخلوطهای آسفالتی متراکم شده استفاده می شود و مقادیر موردنظر برای متراکم نمودن مخلوطهای روسازی و در محاسبه مقدار قیر جذب شده توسط منافذ داخلی غیر پیوسته ذرات مصالح سنگی، در مخلوط آسفالتی لازم می باشد.

5- وسایل :

5-1 ظرف خلاء:

شش ظرف مختلف خلاء که اندازه ظرف خلاء به حداقل اندازه لازم نمونه بستگی دارد. نمونه کم را در ظرف بزرگ استفاده نکنید.

5-2 ظروف خلاء برای توزین در هوا و آب که شامل دو نوع A  و B می باشد.

5-3 ظروف خلاء برای وزن نمودن فقط در هوا که شامل انواع C و D و E و F می باشد.

5-4 ترازو: با ظرفیت و دقت کافی به طوریکه بتواند وزن مخصوص نمونه های مخلوط آسفالتی متراکم نشده را با حداقل چهار رقم معنی دار محاسبه کرده بدین معنی که حداقل سه رقم بعد از اعشار باشد. برای روش کاسه (نوع A ) ترازو باید به وسیله مناسبی جهت تعلیق مجهز بوده به طوریکه بتوان وقتی نمونه از مرکز صفحه ترازو معلق می باشد، آن را وزن کرد.

5-5 پمپ خلاء یا هواکش آبی: قادر به مکش هوا از داخل ظرف خلاء بوده تا فشار باقی مانده 30 میلی متر جیوه گردد.

5-6 فشارسنج فشار باقی مانده: مستقیما به ظرف خلاء وصل می شود و توانایی اندازه گیری فشار باقی مانده زیر 30 میلی متر جیوه را دارد.

5-7 فشارسنج یا گیج خلاء: که برای اندازه گیری خلاء اعمالی منبع خلاء مناسب می باشد. عدد این فشار سنج لازم است که با عدد قرائت شده فشار باقی مانده از روی فشار سنجی که مستقیما به ظرف خلاء متصل شده کنترل شود.

5-8 دماسنج ها: دماسنج های شیشه ای با مایع کالیبره شده و با محدوده تقسیمات مناسب و حداکثر خلای 5/0 درجه سانتیگراد یا هر وسیله حرارت سنجی مناسب دیگر با دقت و حساسیت معادل باید استفاده شوند. دماسنجها باید مشخصات لازم در استاندارد ASTM E1  را دارا باشند.

5-9 حمام آب: برای ظروف A یا B حمام آبی که بتواند دما را بین 20 الی 30 درجه سانتیگراد ثابت نگهدارد لازم است.

5-10شیرجریان: متصل به مجموعه خلاء که برای سهولت تنظیم خلاء اعمالی به ظرف خلاء استفاده می شود.

5-11 دستکش های حفاظتی: وقتی لوازم شیشه ای تحت خلاء جابجا می شوند، استفاده می شود.

6- نمونه گیری:

نمونه را بر اساس روش های آزمایش ASTM:D979 بدست آورید:

اندازه نمونه باید مطابق با مشخصات زیر باشد. در مورد نمونه های بزرگتر از ظرفیت ظرف ممکن است بخشی از آنها در هر مرتبه آزمایش شوند.

حداقل مقدار نمونه بر حسب گرم	اندازه بزرگترین ذره مصالح سنگی در مخلوط بر حسب میلیمتر (اینچ)
6000	(2) 0/50
4000	() 5/37
2500	(1) 0/25
2000	()0/19
1500	()5/12
1000	()5/9
500	(شماره 4) 75/4

7- روش آزمایش:

7-1 ذرات نمونه انتخابی مخلوط آسفالت را با دست بنحوی که شکسته نشوند از هم جدا کنید . به طوریکه ذرات جدا شده بخش مصلاح سنگی ریز بزرگتر از  اینچ (3/6 میلیمتر) نباشد. اگر نمونه مخلوط آسفالتی به اندازه کافی نرم نباشد که بتوان آنها را با دست جدا کرد، آن را در یک ظرف پهن قرار داده و در گرمخانه گرم کرده تا بتوان آن را به روشی که گفته شد از هم جدا کرد.

7-2 غیر از مخلوطهای آسفالتی که در آزمایشگاه با مصالح سنگی خشک شده در گرمخانه آماده شده اند، نمونه ها باید در گرمخانه با دمای 5±105 درجه سانتیگراد تا رسیدن به جرم ثابت خشک شوند. خشک کردن و هرگونه گرم کردن لازم برای جدا کردن ذرات باید به عنوان عملیات واحدی ترکیب شوند تا تأثیرات گرم کردن مجدد به حداقل برسد.

7-3 نمونه را تا دمای اتاق خنک کرده در یک ظرف قیر اندود قرار داده و وزن کنید. جرم خالص نمونه را A بنامید. آب کافی با دمای تقریبی 25 درجه سانتیگراد اضافه کنید تا کاملا نمونه را بپوشاند.

7-4 هوای محبوس شده را از داخل نمونه با عملا خلائی که به تدریج افزوده می شود تا فشار باقیمانده به کمتر از 30 میلی متر جیوه یا کمتر برسد، خارج کنید. این فشاررا بمدت 5 الی 15 دقیقه نگهدارید. ظرف و محتویات آن را در طی مدت خلاء با وسیله مکانیکی یا دستی به طور پیوسته در فواصل زمانی حدود هر دو دقیقه یک بار بشدت تکان دهید. ظروف شیشه ای باید روی یک سطح قابل ارتجاع نظیر سطح لاستیکی یا پلاستیکی نه روی سطح سخت تکان داده شوند تا از ضربه شدید تحت خلاء اجتناب شود.

7-5 در پایان مدت خلاء ، خلاء را به آرامی کاهش دهید و یکی از مراحل زیر را انجام دهید.

7-5-1 توزین در آب: ظرف و محتویات آن را در حمام آب معلق کنید و جرم غوطه ور را پس از 1±10 دقیقه تعیین کنید. دمای حمام آب را اندازه بگیرید و اگر با 1±25 درجه سانتیگراد فرق داشت جرم را برای دمای 25 درجه سانتیگراد تصحیح کنید. جرم نمونه در آب 25 درجه سانتیگراد را C بنامید.

7-5-2 توزین در هوا: فلاسک نوع C یا هر یک از پیکنومترهای نوع D,E,F را با آب پر کرده و دمای آب را در 1±25 درجه سانتیگراد تنظیم کنید. جرم ظرف با محتویات آن را پس از پرشدن کامل بعد از مدت زمان 1±10 دقیقه بدست آورده و این جرم را E بنامید.

8- محاسبه: حداکثر وزن مخصوص تئوری نمونه را در دمای 25 درجه سانتیگراد به روش زیر محاسبه کنید:

8-1 توزین در آب:

(1)                                               = حداکثر وزن مخصوص تئوری

در این رابطه :

A : جرم در هوای نمونه خشک شده در گرمخانه بر حسب گرم .

C : جرم آب جابجا شده توسط نمونه در 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم .

8-2 : توزین در هوا:

(2)                                         = حداکثر وزن مخصوص تئوری

در این رابطه:

A= جرم در هوای نمونه خشک شده در گرمخانه بر حسب گرم

D = جرم ظرف پر شده با آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم

E = جرم ظرف پر شده با نمونه و آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم

8-3 حداکثر دانسیته تئوری در 25 درجه سانتیگراد: حداکثر دانسیته تئوری متناظر در 25 درجه سانتیگراد را به روش زیر محاسبه کنید:

در سیستم SI :

 کیلوگرم/مترمکعب 1/997 * حداکثر وزن مخصوص تئوری= حداکثر دانسیته تئوری در 25 درجه سانتیگراد

در این روابط:

وزن مخصوص آب در 25 درجه سانتیگراد در سیستم SI برابر 1/997 در سیستم اینچ – پوند 245/62
می باشد.

جدول یک:

اثر تصحیح دما در حجم اندازه گیری شده در دمای 20 درجه سانتیگراد برای جرم مشخص مخلوط آسفالتی سست به منظور بدست آوردن حداکثر وزن مخصوص تئوری در دمای 25 درجه سانتیگراد

دما (درجه سانتیگراد)	حجم مخلوط سست در دمای 20 درجه سانتیگراد	تصحیح حجم برای تغییر دما	حجم تصحیحی شده مخلوط سست در 20 درجه سانتیگراد	جرم مخلوط سست	وزن مخصوص مخلوط سست
1	2	3	3+2=4	5	=6
31	77/492	2046/0	975/492	3/1251	5383/2
30 (الف)	77/492	1860/0	956/492	3/1251	5384/2
29 (الف)	77/492	1674/0	937/492	3/1251	5385/2
28 (الف)	77/492	1488/0	919/492	3/1251	5386/2
27 ( الف)	77/492	1302/0	900/492	3/1251	5386/2
26 ( الف)	77/492	1116/0	882/492	3/1251	5387/2
25(الف)	77/492	0930/0	864/492	3/1251	5388/2
24 (الف)	77/492	0744/0	844/492	3/1251	5389/2
23 (الف)	77/492	0558/0	826/492	3/1251	5390/2
22 (الف)	77/492	0373/0	807/492	3/1251	5391/2
21 (الف)	77/492	0186/0	789/492	3/1251	5392/2
20	77/492	0000/0	772/492	3/1251	5393/2
19	77/492	0186/0-	751/492	3/1251	5394/2

الف- تغیییرات کمتر از 5000/0

توجه1: جدول بالا به طور واضح نشان می دهد که وزن مخصوص برای این مخلوط خاص که در دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده در برابر حداکثر وزن مخصوص تئوری در 25 درجه سانتیگراد ضعف دارد . مقدار 5388/2 در برابر 5393/2 می باشد که اختلاف آنها برابر 5000/0 بوده و تصحیح دما لازم است.

توجه 2: اگر اندازه گیری حجم در 21 درجه سانتیگراد انجام گرفته باشد جدول نشان می دهد که تصحیح دمایی لازم نیست زیرا اندازه گیری در دمای 21 درجه سانتیگراد برای اندازه گیری حداکثر وزن مخصوص تئوری در دمای 5 درجه سانتیگراد مناسب خواهد بود . زیرا مقدار 5388/2 در برابر 5392/2 می باشد که اختلاف این دو کنتر از 0005/0 است.

9- گزارش: گزارش شامل اطلاعات ذیل می باشد.

9-1 وزن مخصوص و دانسیته مخلوط با سه رقم اعشار، دانسیته در 25 درجه سانتیگراد یا وزن مخصوص و در 25 بر 25 درجه سانتیگراد .

9-2 نوع مخلوط و نوع ظرف .

9-3 اندازه نمونه ها و تعداد نمونه ها .

9-4 روش آزمایش .

روش استاندارد آزمایش تعیین وزن مخصوص و دانسیته حقیقی مخلوطهای آسفالتی متراکم شده به روش اشباع با سطح خشک

استاندارد ASTM:D2726

1- هدف

این روش آزمایش به منظور تعیین وزن مخصوص و دانسیته حقیقی نمونه های متراکم شده مخلوطهای آسفالتی که دانه بندی پیوسته و عملاً غیر جاذب می باشند ، استفاده می شود .

2- اصطلاحات :

2-1- دانسیته حقیقی : جرم یک متر مکعب از ماده در 25 درجه سانتیگراد است که در این روش تعیین می شود .

2-2- وزن مخصوص حقیقی : نسبت جرم حجم معینی از ماده در دمای 25 درجه سانتیگراد ، بر جرم همان حجم از آب در همان دما می باشد که با این روش تعیین می شود .

3- خلاصه ای از روش آزمایش :

نمونه در حمام آب 25 درجه سانتیگراد غوطه ور می شود سپس جرم نمونه داخل آب اندازه گیری شده و نمونه از آب خارج و سریعاً با یک حوله مرطوب خشک شده و در هوا وزن می شود از اختلاف بین دو جرم ، برای اندازه گیری جرم آب هم حجم در دمای 25 درجه سانتیگراد ، استفاده می شود .

 ضرایب تصحیح برای تبدیل جرم در دمای مرجع 25 درجه سانتیگراد که اگر توزین ها در دماهای مختلف انجام شود ، موجود می باشد .در این روش آزمایش ، راهنمائی هایی برای تعیین جرم کاملاً خشک نمونه یا خشک شده در گرمخانه بیان می کند وزن مخصوص حقیقی از این جرمها محاسبه شده و سپس دانسیته از ضرب کردن وزن مخصوصنمونه در دانسیته آب ، بدست می آید .

4- مشخصات و کاربرد :

نتایج بدست آمده از این روش آزمایش ، می توانند در تعیین وزن واحد حجم نمونه های مخلوط آسفالتی متراکم شده با دانه بندی پیوسته بکار روند و از ترکیب کردن با نتایج روش آزمایش ASTM D 3203 درصد فضای خالی بدست می آید . این مقادیر با تغییر و تبدیل هایی ممکن است در تعیین میزان تراکم نسبی مورد استفاده قرار گیرد . از آنجایی که وزن مخصوص واحد ندارد ، برای انجام محاسباتی که واحد نیاز دارند وزن مخصوص باید به دانسیته تبدیل شود . این تبدیل با ضرب کردن وزن مخصوص در دمای مشخص در دانسیته آب در همان دما انجام می شود .

5- وسایل آزمایشگاهی :

5-1- ترازو : با ظرفیت و دقت مناسب ، که قادر به محاسبه وزن مخصوص حقیقی نمونه ها تا حداقل چهار رقم معنی دار که حداقل سه رقم آن اعشاری است ، ترازو باید به وسیله مناسبی مجهز باشد که بتوان وزن نمونه را به حالت معلق در آب اندازه گرفت . ترازو باید براساس استاندارد ASTM D4753 مربوط به ترازوی کلاس GP2 باشد .

5-2- حمام آب : برای غرقاب کردن نمونه در آب به حالت معلق ، که به یک مجرای خروجی سرریز برای ثابت نگهداشتن سطح آب مجهز باشد .

6-  نمونه گیری :

نمونه ها ممکن است از مخلوطهای آسفالتی آزمایشگاهی قالب گیری شده یا از روسازی ها آسفالتی گرفته شده باشند . در صورتی که نمونه های صحرایی باشد باید براساس استاندارد ASTM D979 اخذ کنید . نمونه های روسازی باید از روسازی راه با مغزه گیری به وسیله مته الماسی یا کربوراندوم یا با هر وسیله مناسب دیگری گرفته شود .

7- نمونه های آزمایشی :

در اندازه نمونه ها پیشنهاد می شود 1- قطر قالب استوانه ای یا نمونه های مغزه گیری شده یا طول جوانب نمونه های اره شده ، حداقل معادل چهار برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد و 2- ضخامت نمونه ها ، حداقل 15 برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد . در هنگام اخذ نمونه ها از روسازی یا خارج کردن نمونه ها از قالب ، باید به این نکته توجه کرد که پیچش خمش و ترک خوردگی در نمونه ایجاد نشود .

نمونه ها باید عاری از مواد خارجی نظیر اندود آب بندی ، اندود سطحی ، مصالح بستر ، خاک ، کاغذ یا برچسب باشد و در محلی امن و خنک نگهداری شوند . در صورت تمایل ، ممکن است نمونه ها از لبه های دیگر روسازی با اره کردن یا با وسیله مناسب ، دیگری جدا شوند .

8- روش آزمایش :

8-1- برای نمونه هایی که دارای رطوبت یا حلال و یا هر دو می باشند .

8-1-1- جرم نمونه در آب : نمونه را در حمام آب 25 درجه سانتیگراد به مدت 3 تا 5 دقیقه غوطه ور کنید ، سپس نمونه را در آب وزن کرده و این جرم را C بنامید . اگر دمای نمونه از دمای حمام نمونه بیش از 2 درجه سانتیگراد تفاوت داشته باشد ، نمونه باید به مدت 10 تا 15 دقیقه در حمام آب غوطه ور شود .

8-1-1-1- دمای آب ا اندازه گیری کنید و اگر دمای آب با 1  25 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد ، بر اساس مطابق بند 9-2 برای اندازه گیری وزن مخصوص حقیقی در دمای 25 درجه سانتیگراد باید تصحیحاتی انجام گیرد .

8-1-2- جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا : سطح نمونه را با یک حوله مرطوب سریعاً خشک کرده و سپس آنرا در هوا وزن کنید . این جرم را B بنامید .

8-1-3- جرم نمونه خشک شده در گرمخانه : نمونه را در گرمخانه با دمای 5  110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به جرم ثابت کاملاً خشک کنید و اجازه دهید نمونه سرد شود و سپس آن را در هوا وزن کرده و این جرم را A بنامید .

8-2- برای نمونه های کاملاً خشک .

8-2-1- جرم  نمونه خشک در هوا : نمونه را پس از قراردادن به مدت حداقل یک ساعت در دمای اتاق ، وزن کنید این جرم را A بنامید .

8-2-2- جرم نمونه در آب : همان روش تشریح شده در بند 8-1-1 را بکار برید .

8-2-3- جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا : سطح نمونه را با یک حوله مرطوب سریعاً خشک کرده و سپس آن را در هوا وزن کنید . این جرم را B بنامید .

9-  محاسبه :

9-1- وزن مخصوص حقیقی نمونه را به صورت زیر محاسبه کنید .

 = وزن مخصوص حقیقی

که در این رابطه :

A= جرم نمونه خشک در هوا بر حسب گرم .

B-C= جرم حجمی از آب که برابر با حجم نمونه در 25 درجه سانتیگراد می باشد .

B= جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا بر حسب گرم .

C= جرم نمونه در آب بر حسب گرم می باشد .

9-2- وزن مخصوص حقیقی نمونه در دمای 25 درجه سانتیگراد می تواند از وزن مخصوص حقیقی نمونه در هر دمای دیگر به صورت زیر محاسبه شود :

وزن مخصوص حقیقی نمونه در دیگر دماها * K = وزن مخصوص حقیقی نمونه در 25 درجه سانتیگراد

K از جدول یک تعیین می شود .

9-2-1- اگر دمای آب با دمای 25 درجه سانتیگراد کمتر از 3 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد ، دقت آزمایش در این محاسبات معتبر خواهد بود . اگر اختلاف دما بیش از 3 درجه سانتیگراد باشد ، جرم آب جابجا شده باید از رابطه زیر تصحیح شود :

 = تصحیح

 = تفاوت دمای حمام آب با دمای 25 درجه سانتیگراد .

= متوسط ضریب انبساط حجمی بتن آسفالتی که برابر 5-10*6 میلی متر بر میلی .

جدول یک : دانسیته مطلق آب و ضریب تبدیل K برای دماهای مختلف

دما (C)	دانسیته مطلق آب A	ضریب تصحیح K
10	999728/0	002661/1
11	999634/0	002567/1
12	999526/0	002458/1
13	999406/0	002338/1
14	999273/0	002204/1
15	999129/0	00206/1
16	998972/0	001903/1
17	998804/0	001734/1
18	998625/0	001555/1
19	998435/0	001364/1
20	998234/0	001162/1
21	998022/0	000950/1
22	997801/0	000728/1
23	997569/0	000495/1
24	997327/0	000253/1
25	997075/0	000000/1
26	996814/0	999738/0
27	996544/0	999467/0
28	996264/0	999187/0
29	995976/0	998898/0
30	995678/0	998599/0

A            = اطلاعات از پنجاه و پنجمین کتاب شیمی و فیزیک از انتشارات CRC گرفته شده است .

9-3- دانسیته نمونه ها از رابطه زیر محاسبه می شود :

(24/62 یا ) 0/997 * وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

در این رابطه 0/997 – دانسیته آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (997/0 گرم بر سانتیمتر مکعب ) می باشد .

10-             گزارش :گزارش باید شامل موارد زیر باشد :

11-1- وزن مخصوص حقیقی مخلوط با سه رقم بعد از اعشار به عنوان وزن مخصوص حقیقی در دمای 25 درجه سانتیگراد .

11-2- دانسیته مخلوط با چهار رقم معنی دار بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان دانسیته در دمای 25 درجه سانتیگراد

11-3- نوع مخلوط و اندازه نمونه .

 

روش استاندارد آزمایش وزن مخصوص و دانسیته حقیقی مخلوطهای آسفالتی کوبیده شده با استفاده از پوشش پارافین ASTM D1188

1-                 هدف :

این آزمایش ، تعیین  وزن مخصوص حقیقی نمونه های مخلوط آسفالتی کوبیده شده را مطابق با تعاریف استاندارد ASTM E12 بیان می کند . وزن مخصوص حقیقی مخلوطهای آسفالتی کوبیده شده در محاسبات وزن واحد حجم مخلوط ، مورد استفاده قرار می گیرد .

2-                 مشخصات و کاربرد :

این آزمایش در محاسبه درصد فضای خالی ، همانند آنچه که در روش آزمایش ASTM D3203 بیان شده ، کاربرد دارد . از آنجائیکه وزن مخصوص واحد ندارد ، در این نوع محاسبه باید وزن مخصوص به دانسیته تبدیل شود . این تبدیل با ضرب کردن وزن مخصوص در دمای مشخص به دانسیته آب در همان دما انجام می شود .

3-                 وسایل :

3-1- ترازو – با ظرفیت های مختلف و با دقت کافی ، که قادر به محاسبه وزن مخصوص حقیقی نمونه ها با حداقل چهار رقم معنی دار و با حداقل سه رقم بعد از اعشار باشد . ترازو باید به وسایل مناسبی مجهز باشد که بتوان نمونه ها را به حالت معلق درآب وزن کرد .

3-2-حمام آب – برای غوطه ور کردن نمونه در آب به حالت معلق با یک مجرای خروجی سرریز برای ثابت نگهداشتن سطح آب استفاده می شود .

4- نمونه های آزمایش :

نمونه های آزمایش ممکن است از مخلوطهای آسفالتی در آزمایشگاه قالب گیری شده یا اینکه از روسازی آسفالتی در محل بریده شوند و در اندازه نمونه ها پیشنهاد می شود : ا- قطر قالب استوانه ای یا نمونه های مغزه گیری شده یا طول نمونه های بریده شده ، حداقل معادل چهار برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد . 2- ضخامت نمونه ها ، حداقل یک و نیم برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشند .

نمونه های روسازی را با مغزه گیری با مته الماسی یا کربوراندوم یا با هر وسیله مناسب اخذ نمود و سپس به هنگام برداشتن نمونه ها از محل روسازی یا خروج آنها از قالب باید مراقبت بعمل آید تا از پیچش ، خمش یا ترک خوردن نمونه ها جلوگیری شود .نمونه ها را در جایی امن و خنک نگهداری کنید . نمونه ها باید عاری از مواد خارجی از قبیل اندود آب بندی ، اندود سطحی ، مصالح بستر ، خاک و کاغذ باشند و اگر هر یک از این مواد دیده شدند از نمونه ها باید برداشته شوند . در صورت تمایل ممکن است نمونه ها از لایه های دیگر با اره کردن یا با وسایل مناسب دیگر جدا شوند .

5- روش آزمایش :

5-1- توزین نمونه های بدون پوشش – نمونه ها را در معرض جریان هوای یک پنکه برقی در دمای اتاق ، حداقل بمدت یک ساعت قرار دهید تا رطوبت سطحی آنها تبخیر شده و به وزن ثابت برسند ، سپس نمونه ها را توزین کرده و این وزن را A بنامید .

5-2- توزین نمونه های پوشش داده شده در هوا – کل سطح نمونه آزمایش را با پارافین مذاب با ضخامت کافی بپوشانید ، بطوریکه همه فضاهای خالی سطح را بپوشاند . اجازه دهید نمونه در دمای اتاق بمدت 30 دقیقه خنک شده و سپس توزین کنید ، این وزن را D بنامید .

نکته 1: اگر در نظر باشد که نمونه ها برای آزمایشهای دیگر مورد استفاده قرار گیرند و لازم است که پوشش پارافین برداشته شود ، می توان بر روی نمونه ها قبل از پوشش ، پودرتالک پاشید .

نکته 2 : قبل از پوشش با پارافین ، بهتر است نمونه در حرارت 4/4 درجه سانتیگراد (40 درجه فارنهایت) برای مدت 30 دقیقه نگهداری و سپس نمونه را در پارافین گرم ( که در دمای 6/5 تا 10 درجه فارنهایت بالای نقطه ذوب آن باشد ) فرو ببرید . ممکن است لازم باشد که سطح پارافین را با پارافین گرم اضافی تماس داده تا سوراخهای ریز شود .

5-3- توزین نمونه ها پوشش داده شده در آب – نمونه های پوشش داده شده را در حمام آب 25 درجه سانتیگراد وزن کنید و این وزن را E بنامید .

5-4- وزن مخصوص پارافین - اگر وزن مخصوص پارافین معلوم نباشد وزن مخصوص آنرا در دمای 25 درجه سانتیگراد تعییبن کرده و آنرا F بنامید .

5-5- تصحیح رطوبت – در حالتی که نمونه ها از روسازی بدست آمده و دارای رطوبت باشند ، لازم است که وزنهای A،D،E برای وزن رطوبت تصحیح شوند . بعد از تعیین وزن E مقدار رطوبت را از وزنهای A،D،E تعیین کنید .

نکته 3 : رطوبت به دو روش می تواند تعیین شود :

1-                                                                                                                                     با خشک کردن نمونه های پوشش داده نشده در یک گرمخانه با دمای تقریباً ثابت 110 درجه تا رسیدن به وزن ثابت .

2-                                                                                                                                     با استفاده از روش آزمایش ASTM D1461 اگر در دمای 110 درجه سانتیگراد مواد قیری مخلوط تبخیر شده یا جاری شوند از روش دوم استفاده کرد .

6- محاسبات : وزن مخصوص حقیقی نمونه ها را از رابطه زیر محاسبه کنید .

= وزن مخصوص حقیقی                            

که در آن

A= وزن نمونه خشک در هوا بر حسب گرم .

D= وزن نمونه خشک پوشیده شده با پارافین در هوا بر حسب گرم .

E= وزن نمونه خشک پوشیده شده با پارافین در آب برحسب گرم .

F= وزن مخصوص پارافین در 25 درجه سانتیگراد .

6-2- دانسیته نمونه ها را از رابطه زیر محاسبه کنید .

                                                           0/977*وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

که در این رابطه

0/977= دانسیته آب در 25 درجه سانتیگراد برحسب کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یا

24/62*وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

که در این رابطه  24/62= دانسیته آب در 25 درجه سانتیگراد برحسب پوند بر فوت مکعب می باشد .