خرابيهاي آسفالتي

مقدمه
روسازي‌ها اگر چه از نظر ظاهري سازه‌هاي ساده‌اي به نظر مي‌رسند ليكن سيستم طرح آنها در مقايسه با ساير سازه‌هاي مهندسي عمران از دشواري‌هاي بيشتري برخوردار است. در طرح روسازي‌ها مسئله خرابي ناگهاني مطرح نيست مگر آنكه روسازي بطور صحيح اجرا نشده باشد.

چنانچه سازگاري ضوابط و روابط طراحي لايه‌هاي روسازي با ساير پارامترهاي طرح روسازي برقرار باشد و ضوابط و معيارهاي پذيرفته شده براي سنجش طرح اجرا شده روسازي صحيح باشند يك روسازي بايد بتواند كه در دروه بهره برداري بدون آنكه دچار خرابي زودرس شود اهداف اوليه احداث روسازي را تامين نمايد.

بنابراين علت يا علل بروز انواع خرابي‌هاي زودرس روسازي‌ها مي‌تواند در اثر تغييرات در هر يك، هر دو و يا تمامي عوامل ذيل باشد:
الف : تعداد و نوع وسايل نقليه عبوري
ب : نوع و جنس مصالح بستر و روسازي
ج : شرايط جوي
د : شرايط زهكشي
ه : كيفيت اجرا
و : ضوابط و معيارهاي طرح و اجرا
ز : نگهداري

در جدول (۱) انواع خرابي‌هاي روسازي آسفالتي بر حسب عوامل ممكن خرابي طبقه بندي و ارائه شده است. شناخت انواع خرابيهاي روسازي به همراه ويژگيها (شدت خرابي و سطح تراكم خرابي)، علت و يا علل بروز آنها اين امكان را فراهم مي‌سازد كه مهندسين طراح و كارشناسان روسازي بتوانند اولاً بطور مستقيم وضعيت سازه‌اي روسازي را سنجش و كيفيت بهره برداري از آن را ارزيابي نموده و ثانياً موثرترين استراتژي ترميم و نگهداري روسازي را انتخاب نمايند.

به همين منظور در اين بخش از گزارش انواع خرابيهاي متداول روسازي‌هاي آسفالتي و شني به همراه ويژگي‌ها (شدت و سطح تراكم خرابي) و علت يا علل بوجود آمدن آنها شرح داده مي‌شود.

جدول (۱) : انواع متداول خرابي در روسازيهاي آسفالتي
نوع خرابي سازه‌اي عملكردي ناشي از بارگذاري ساير
ترك‌هاي پوست سوسماري
يا ترك‌هاي ناشي از خستگي * *
قيرزدگي * *
ترك‌هاي موزاييكي يا بلوكي * *

موج زدگي
نوع خرابي
سازه‌اي *
عملكردي
ناشي از بارگذاري *

ساير
فرورفتگي يا نشست موضعي * *
ترك‌هاي منعكس شده از درز
داله‌هاي بتن سيماني * *
پايين افتادگي شانه
(نسبت به سواره رو) * *

جدايي شانه از سواره رو * *
ترك خوردگي طولي و عرضي * *
وصله و كنده كاري * * *
صيقلي شدن دانه ها * *

چاله * * **
بيرون زدن آب (پمپاژ) * * *
هوازدگي و شن زدگي * *
شيار شدن مسير چرخ ها * * *
ترك خوردگي لغزشي * *

تورم * * *
* ساييدگي در اثر عبور چرخ

(۱) كيفيت سواري دهي
در هنگام بررسي خرابي، بايد كيفيت سواري دهي روسازي نيز مورد ارزيابي قرار گيرد تا بتوان سطح شدت برخي از خرابيها نظير موج زدگي و دست انداز در گذرگاه راه آهن را نيز تعيين نمود. به منظور تعيين درجه و كيفيت سواري دهي روسازي مي‌توان از رهنمودهاي كلي ذيل استفاده نمود.

۱- شدت كم ‍‍[L] : لرزش وسيله نقليه (مثلا در اثر موج يا دست انداز) قابل توجه است ولي كاهش سرعت به منظور تامين راحتي يا ايمني ضرورتي ندارد. برخي برآمدگي‌ها يا نشست‌هاي موضعي و يا فقط يك دست انداز تنها ممكن است باعث شوند وسيله نقليه قدري پرش داشته باشد ليكن اين مسئله ايجاد ناراحتي نكند در اين صورت شدت تاثير اين عوارض بر سواري دهي كم محسوب مي‌شود.

۲- شدت متوسط (M) : لرزش وسيله نقليه قابل توجه بوده و كاستن از سرعت بمقدار كم براي افزايش ايمني و راحتي ضرورت دارد. برآمدگي‌ها يا نشست‌هاي موضعي و دست اندازها ممكن است باعث شوند وسيله نقليه بنحو قابل توجهي پرش داشته باشد و باعث ايجاد ناراحتي سرنشينان وسيله نقليه شود، در اين صورت شدت تاثير عوارض بر كيفيت سواري دهي متوسط در نظر گرفته مي‌شود.

۳- شدت زياد (H) : لرزش وسيله نقليه به قدري زياد است كه بايد به دلايل ايمني و راحتي ، سرعت وسيله نقليه به ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش پيدا كند. برآمدگي‌ها يا نشست‌هاي موضعي و يا دست اندازها ممكن است باعث شوند وسيله نقليه بيش از حد پرش داشته و كنترل آن دشوار شود، بنحوي كه ناراحتي و ناامني براي سرنشينان وسيله ايجاد شده و آسيب ديدگي وسيله نقليه محتمل باشد.

كيفيت سواري را با سوار شدن در يك اتومبيل (سواري متعارف در كشور) كه با سرعت حد (سرعت مجاز تابلوي معبر) درطول قطعه روسازي حركت مي‌كند تعيين مي‌نمايند. سرعت حركت براي ارزيابي و درجه بندي قطعات روسازي كه در تقاطع‌ها و يا در نزديكي تابلوهاي ايست قرار دارند، سرعت متعارفي است كه عموم رانندگان براي ترمز گيري و توقف وسيله نقليه در تقاطع معمول مي‌دانند.

(۲)تعريف خرابي
در اين بخش انواع خرابي‌هاي متداول رويه‌هاي آسفالتي به همراه علل وقوع آنها و روش‌هاي ترميم و اصلاح اين گونه خرابيها تشريح مي‌شوند. روشهاي ترميم و اصلاح خرابي‌هايي كه در اين بخش ارائه مي‌شوند. براي انواع رويه‌هاي آسفالتي اعم از آسفالت سرد (شامل آسفالت سطحي و درجا) و گرم (شامل رويه‌هاي تمام آسفالتي) كاربرد دارند.

در حال حاضر روش متداول در ايران براي اجراي رويه‌هاي آسفالتي آن است كه قشر رويه آسفالتي بر روي لايه‌اي از مصالح سنگ شكسته موسوم به اساس، كه ممكن است از معادن كوهي، رودخانه‌اي و يا مخلوطي از آنها تهيه و دانه بندي شده باشد اجرا گردد. چنانچه قشر اساس بطور اصولي طرح و اجرا شده باشد

و شرايط زهكشي مناسب نيز فراهم باشد انتظار مي‌رود كه خرابي‌هاي ظاهر شده در سطح آسفالت بدليل ضعف لايه اساس نباشد. عدم تراكم كافي لايه‌هاي روسازي نيز عامل بعضي از خرابي‌هاي روسازي‌هاي آسفالتي منجمله ترك‌هاي پوست سوسماري، نشست‌هاي موضعي و گود افتادگي در مسير عبور چرخ‌ها مي‌باشد كه در هنگام بازرسي و ارزيابي وضعيت روسازي بايد به اين مطلب توجه شود تا در صورت لزوم با حفاري بيشتر محل خرابي (تا حصول لايه سفت و سالم) و در صورت لزوم تامين لايه زهكش بتوان با وصله عمقي محل خرابي را به طور اصولي ترميم نمود.

راهكار اصولي براي نحوه ترميم صحيح هر نوع خرابي آن است كه عوامل يا علل بروز خرابي مشخص و شناخته شود. علي اي حال قبل از اينكه تصميم گرفته شود كه چه نوع مرمتي براي رفع خرابي يك روسازي لازم است ابتدا بايد علت يا علل بروز خرابي مشخص شود. چنانچه علت خرابي كافي نبودن قدرت باربري روسازي باشد لكه گيري روسازي يك راه حل اصولي نبوده و در اين گونه موارد بايد بعد از لكه گيري و اصلاح ناحيه خراب شده با روكش كردن ظرفيت باربري روسازي افزايش داده شود.

از طرف ديگر اگر علت خرابي روسازي وجود قسمتهاي ضعيف موضعي باشد در اين صورت بايد اين قسمتها اصلاح شوند و معمولا احتياجي به تقويت تمام روسازي نيست. با عنايت به مطالب فوق و قبل از آنكه به تعريف و تشريح انواع خرابيهاي متداول رويه‌هاي آسفالتي پرداخته شود، مراحل اجرايي پر كردن چاله‌ها، وصله سطحي و وصله عمقي و نحوه پر كردن ترك‌‌ها كه رعايت آنها الزامي است توضيح داده مي‌شود.

(۲-۱) پر كردن چاله‌ها :
پر كردن چاله‌ها شامل مراحل زير مي‌شود:
الف: كنار‌ه‌هاي چاله بايد به صورت عمودي كنده و كف چاله تا حصول لايه سفت و سالم حفاري شود.

ب: چاله بايد با استفاده از جاروب يا هواي فشرده از هر گونه مواد خارجي، آب راكد و دانه‌هاي مصالح سنگي سست، شل و كنده شده تميز شود.
ج : سطح داخلي چاله شامل كف و ديواره‌ها بايد قيرپاشي شود.
د : پر كردن چاله بايد با مخلوط بتن آسفالتي انجام شود.

ه : كوبيدن و متراكم كردن مخلوط بايد با تخماق‌هاي دستي يا غلطك (ويبره يا استاتيكي) بخوبي انجام شود بطوري كه سطح نهايي تمام شده هم سطح روسازي قسمتهاي مجاور شود.

(۱-۳) وصله عمقي (پاره عمقي) :
مراحل انجام وصله عمقي نظير آنچه كه در مورد وصله سطحي شرح داده شده است با اين تفاوت كه علاوه بر بريدن و برداشت قشر رويه اسفالتي قسمتي و يا تمام مصالح اساس و زير اساس هم برداشته مي‌شود.

در اين حالت چنانچه وجود آب (آب‌هاي تحت الارضي و يا سطحي) و يا اشباع شدن لايه‌هاي زيرين آسفالت يكي از علل خرابي تشخيص داده شود، پاره عمقي علاوه بر برداشت و حذف مصالح نامرغوب قسمت خراب شده مشتمل بر تامين شرايط زهكشي مناسب روسازي نيز مي‌شود.

(۱-۴) تعمير ترك‌هاي با دهانه بازشدگي كمتر از ۳ ميليمتر :
نحوه مرمت تركهاي با دهانه بازشدگي كمتر از ۳ ميليمتر شامل مراحل زير مي‌شود:
الف: دهانه و عمق ترك بايد با استفاده از جاروب و يا هواي فشرده از هر گونه مواد خارجي، آب راكد، دانه‌هاي سست، شل و كنده شده تميز شود.

ب : ترك‌هاي طولي و عرضي منفرد بايد با قير مايع (امولسيون قير يا قير مذاب) كاملاً پر و سپس روي ترك با گرد سنگ پوشانيده شود.
ج : سطوح ترك خورده نيز بايد با قير مايع و يا اسلاري سيل قيرپاشي شود.

معمولاً مقدار قير كافي براي اينگونه سطوح ترك خورده بين ۷/۰ تا ۱/۱ ليتر قير مايع در هر متر مربع مي‌باشد، ليكن چنانچه به مقدار قير بيشتري براي پر كردن ترك‌ها و پوشش سطح ترك خورده نياز باشد بايد سطح ترك خورده به مقدار كافي قيرپاشي شود.

د : بلافاصله پس از قيرپاشي بايد اقدام به پخش ماسه ريز دانه حاوي گرد سنگ بر روي سطح قيرپاشي شده شود. اندازه درشت ترين دانه مصالح سنگي پخش شده نبايد از ۶ ميليمتر بزرگتر و درصد عبوري از الك ۲۰۰ آن بيشتر از ۵ درصد باشد.

ه : پس از پخش مصالح سنگي بايد اقدام به متراكم كردن مصالح پخش شده با غلطك چرخ لاستيكي شود بطوري كه سطح نهايي بدست آمده پروفيله و همسطح روسازي قسمتهاي مجاور شود.

(۱-۵) تعمير ترك‌هاي با دهانه بازشدگي بيش از ۳ ميليمتر:
نحوه مرمت ترك‌هاي با دهانه بازشدگي بيش از ۳ ميليمتر نيز نظير روش تعمير ترك‌هاي با دهانه بازشدگي كمتر از ۳ ميليمتر است با اين تفاوت كه پس از تميز كردن ترك‌ها ابتدا بايد ترك‌ها را با قير حاوي ماسه ريزدانه و گردسنگ (اندازه درشت دانه كوچكتر از ۳ ميليمتر) پر نمود.

(۱-۶) مرمت قيرزدگي سطوح آسفالتي
نحوه تعمير سطوح قير زده شامل مراحل زير مي‌شود:
چنانچه هدف از تعمير برطرف كردن اثر لغزشي سطوح قيرزده باشد بطريق زير عمل شود:
الف: ابتدا يك قشر ماسه يا شن ريزدانه (اندازه درشت دانه نبايد بزرگتر از ۵/۹ ميليمتر باشد (chipping) كه درجه حرارت آن بين ۱۵۰ تا ۱۶۰ درجه سانتيگراد است بر روي سطح قيرزده پخش شود.

ب : بلافاصله پس از پخش با استفاده از غلطك چرخ لاستيكي بايد سطح شن ريزي شده متراكم شود.
ج : پس از سرد شدن دانه‌ها با استفاده از جاروب‌ دانه‌هاي سست و شل از سطح غلطك خورده برداشته و حذف شوند.

د : در صورت نياز مراحل الف و ب تكرار شود.
چنانچه هدف مرمت اساسي سطوح قير زده باشد بطريق زير عمل شود:
الف : سطوح قيرزده را با استفاده از ماشين آسفالت تراش برداشت و سپس سطح برداشت شده را با يك قشر مخلوط آسفالتي نازك و كمر قير روكش كنيد.

ب : چنانچه دستگاه آسفالت تراش در اختيار نباشد با استفاده از يك مشعل دستي قوي سطح قيرزده را حرارت داده و سپس مواد سوخته شده و دانه‌هاي سست و شل را برداشت و لكه گيري كنيد (پاره كم عمق يا عمقي).

پس از شناخت روش‌هاي مرمت مناسب روسازي‌هاي خراب شده به بررسي انواع خرابي‌هاي روسازي به شرح زير پرداخته مي‌شود.
(۲) انواع خرابي‌هاي روسازي‌هاي آسفالتي
در اين بخش شرح خرابي‌ها، سطوح شدت و نحوه اندازه گيري آنها در هر واحد نمونه بازرسي آورده شده است.

(۲-۱) برآمدگي و فرو رفتگي
شرح خرابي
برآمدگي‌ها عبارتند از جابجايي‌هاي كوچك و محدود سطح روسازي به سمت بالا، تفاوت برآمدگي با چنين خوردگي در آن است كه علت چين خوردگي ناپايدار بودن روسازي است. از سوي ديگر،

ديگر برآمدگي‌ها مي‌توانند علت‌هاي متعددي داشته باشند از جمله :
۱- كمانش يا شكم دادگي و يا در اثر قرار گرفتن دال‌هاي بتن سيماني در زير روكش بتن آسفالتي (كه به روي روسازي بتن سيماني اجرا شده است)
۲- تورم در اثر يخبندان (رشد عدسي‌هاي يخ)

۳- نفوذ و تجمع مواد در يك ترك همراه با بارگذاري ترافيكي (كه در اصطلاح انگليسي گاهي اوقات به آنtenting اطلاق مي‌شود)
فرو رفتگي‌ها عبارتند از جابجايي‌هاي كوچك و ناگهاني سطح روسازي به سمت پايين. تغيير شكلها و جابجايي‌هاي كه در نواحي بزرگي از سطح روسازي بوقوع مي‌پيوندند و باعث برآمدگي‌هاي بزرگ و يا طويلي درروسازي مي‌گردند، «تورم» ناميده مي‌شوند.

سطوح شدت
L – برآمدگي يا فرو رفتگي موجب كيفيت سواري با شدت كم مي‌شود.
M – برآمدگي يا فرورفتگي موجب كيفيت سواري با شدت متوسط مي‌شود.
H – برآمدگي يا فرورفتگي موجب كيفيت سواري با شدت زياد مي‌شود.