المختصر الوافي في انواع شروخ اﻷسفلت asphalt cracks مع توضيح أسباب حدوثها و طريقة معالجتها

المختصر الوافي في انواع شروخ اﻷسفلت asphalt cracks مع توضيح أسباب حدوثها و طريقة معالجتها

1-الشقوق التمساحية أو شقوق الكلل Alligator Cracks

تحدت نتيجة انهيار الكلل للخرسانة الإسفلتية تحت تأثير الأحمال المتكررة. تبدأ هذه الشقوق تحت سطح الإسفلت حيث إجهاد وانفعال الشد عالي تحت الإطار، ثم تنتشر إلى السطح في شكل شقوق طولية متوازية. ونتيجة تأثير أحمال الحركة المتكررة تبدأ هذه التشققات في التواصل في كل الاتجاهات وفي شكل زوايا حادة مكونة شكلاً يشبه جلد التمساح ومن هنا جاءت تسميتها بالشقوق التمساحية.تحدث هذه الشقوق دائماً في المواقع التي تكون فيها أحمال الحركة متكررة وخاصة في مسارات الإطارات

علاجه:-

الملاط الإسفلتي (Slurry Seal):

هو خليط من الحصى الناعمة ذات تدرج جيد ومادة مالئة (عادة يُستخدم الأسمنت البورتلاندي) إضافة إلى المستحلب الإسفلتي بطيء التجمد. يُستخدم الملاط العازل في الصيانة الوقائية والروتينية، و يفضل استعمال الملاط العازل في علاج عيوب السطوح ذات المساحات الكبيرة، تتراوح سماكته عادة بين3 إلى6 ملم ولكن لا يُساهم في البنية الإنشائية للرصف.

الترقيع العميق (Deep Patching):

هو إزالة طبقات الإسفلت المنهارة واستبدالها بطبقة إسفلتية جديدة. ويمكن أن يكون الترقيع العميق، في بعض الحالات، إزالة لكل الطبقات وإعادة إنشاء (Full depthpatching).

2-الشقوق الشبكية   Block cracking

الشقوق الشبكية هي شقوق متداخلة تقسم الطبقة إلى قطع مربعة بأبعاد حوالي30×30 سم إلى3×3 متر. وتختلف الشقوق الشبكية عن الشقوق التمساحية بأن الأخيرة تكون بشكل قطع صغيرة وبعدة أضلاع وزوايا حادة وتوجد في مسارات الإطارات، بينما توجد الشقوق الشبكية في كل مكان على سطح الرصف. وتكثر الشقوق الشبكية في الطرق والشوارع ذات الأحجام المرورية المتدنية وفي ساحات مواقف السيارات  

والسبب الأساس لهذه الشقوق هو الانكماش الحراري للمواد الإسفلتية الرابطة نتيجة للانفعال والإجهاد الدوري، كما يُشير ظهور هذه الشقوق إلى تصلب الإسفلت بدرجة كبيرة. غير أن الشقوق الشبكية من العيوب غير المتعلقة بالأحمال بالرغم من زيادة مستوى شدتها نتيجة لتأثير الأحمال، كما أن الخرسانة الإسفلتية الضعيفة تُعجل من بداية ظهور هذه الشقوق. 

طرق المعالجة لا تختلف عن سابقتها

3 -الشقوق الطولية والعرضية Longitudinal and Transverse Cracks

الشقوق الطولية هي شقوق تمتد موازية لمحور الطريق، أما الشقوق العرضية فهي تمتد بعرض الرصف تقريباً متعامدة مع محور الطريق. تعتبر هذه الشقوق عيوب إنشائية (ضعف طبقة الرصف) وعيوب وظيفية (خشونة سطح الرصف)، لذلك فهي من العيوب التي  لا تتعلق بالأحمال المرورية، لكن الأحمال والرطوبة تُعجل بتدهور هذه الشقوق    

ا. عدم جودة تنفيذ فواصل المسار (في حالة الشقوق الطولية) .

ب. انكماش سطح الخرسانة الإسفلتية نتيجة لانخفاض درجة الحرارة أو تصلب الإسفلت

ج. الشقوق الانعكاسية الناتجة عن الشقوق السفلية تحت الطبقة السطحية مثل شقوق البلاطات الخرسانية الأسمنتية (لكن لا تتضمن فواصل البلاطات الخرسانية) .

وممكن منع وقوع هذه التشققات :-

1-   استخدام مواد ذات جودة عالية ( استخدام اسفلت معدل)

ومعالجة الطبقات السطحية للطريق قبل استهلاكها نهائيا 

أنواع شروخ اﻷسفلت عديده منها:

4Edge Cracks 

شروخ تحدث عند اﻷطراف و تكون بأتجاه طولي من1-3م من حافة الطريق و تتفرع منها شروخ صغيره باﻷتجاه الطولي.

أسبابها:

عدم اﻷهتمام بالدمك  في منطقة كتف الطريق  فأثناء فرد اﻷسفلت و هو  ساخن بواسطة الدكاكات يحدث هجره للأسفلت الموجود تحت الدكاكه للخارج لذا يجب أن يكون الدك بأسلوب معين من الخارج للداخل حتى يأخذ اﻷسفلت للداخل و لو تم العكس  الرص من الداخل للخارج ستكون هناك طبقات سميكه في الوسط و رفيعه عند اﻷطراف و كذلك ممكن أن ﻻ يكون هناك صرف جيد للمياه عند أطراف الطريق و بالتالي تتكون عندها نسبه عاليه من المياه  و يحدث هبوط و هذا الهبوط عند اﻷطراف يسبب شروخ طوليه.

علاجه:

يملئ بمواد أسفلتيه.

.Edge Joint Cracks 5

عباره عن شق فعلي يحدث باﻷسفلت و ليس شرخ عادي أي أنه إنفصال كامل بين الpavement و ال shoulder .

أسبابه :

 نتيجة تغيرات في الجفاف و البروده أو حدوث هبوط في الshoulder أو أنكماش في المخلوط اﻷسفلتي.

علاجه :

 يتم تحسين طرق صرف المياه.

.Land Joint Cracks 6

يحدث نتيجة لرصف حارات من الطريق في إتجاه واحد ثم العوده بعد فتره و يتم رصف الحارات المتبقيه لذلك يحدث فاصل طولب.

أسبابه:

ضعف الرابط بين الحارات نتيجة القيام برصف مرحله ثم العوده بعد فتره و رصف الحارات المتبقيه و نتيجة للدك يحصل ميول بأطراف الرصف بنسبة1:1 لذلك كان الواجب قطعها قبل البدء بفرش الحارات الجديده.

علاجه:

 يملئ بمواد أسفلتيه.

. Reflection Cracks 7

انعكاس  للطبقه اﻷسفلتيه التحتيه أو نتيجة لعيوب في طبقة القاعده base coarse فتنعكس على طبقة اﻷسفلت النهائيه فتظهر على السطح.

اسبابها

تحدث نتيجه التغيرات في درجة الحراره مع زيادة زياده في درجة حرارة اﻷسفلت يحدث له تمدد و مع نقصان درجة الحراره ينكمش فتحدث الشروخ و التي تنعكس على السطح.

علاجها:

 تملاء الشروخ بمواد أسفلتيه.

Shrinkage Cracks 8

شبيه بشروخ التمساح و يكون على سكل مربعات لكن أكبر نسبيا".

أسبابه:

 تغير في حجم المخلوط اﻷسفلتي نتيجة أختلاف في درطات الحراره و نتيجة التمدد وكذلك نتيجة  التغير في حجم ال fine aggregates.

علاجه:

يملئ بمواد أسفلتيه.

.Slippage Cracks 9

تكون على شكل القوس أو أنحناء القمر.

أسبابه:

 المخلوط اﻷسفلتي به نسبه رمل عاليه و تبدأ ال aggregates تتحرك من مكانها(تنخلع)لعدم وجود رابط بها.

علاجه:

 إزالة الطبقه التي بها شروخ حتى الوصول الى الطبقه السليمه.

.Widening Cracks 10

إن عدم قطع أطراف الطريق القديم و دهنها بمادة RC-2 فعند وضع أسفلت جديد للتوسعه يحدث شرخ نتيجة ضعف تماسك اﻷسفلت القديم بالجديد.

أسبابه و علاجه :

 نفس طريقة Reflection Cracks.

عقود الفيديك FIDIC

عقود الفيديك  FIDIC  

عقد الفيديك FIDIC  هو عقد إنشائي يُنظّم سلسلة العمل الإنشائي من الألف إلى الياء، وهو يعود إلى الاتحاد الدولي للمهندسين الاستشاريين FEDERATION INTERNATIONALE DES INGENIEURS-CONSEILS،

ويقع المقرّ الأم للفيديك في سويسرا – جنيف. والفيديك هو عقد (Contract) يتم فيه وضع الخطوط العريضة والتفاصيل الجزئيّة للعمل الإنشائي وتحديد علاقة صاحب العمل مع المُقاول وكذلك مع جهاز الإشراف المتمثّل بالمهندس المُقيم، وتبيّن اتفاقيّة أو عقد الفيديك كافّة المصطلحات التي تخصّ العمل الانشائي وتقوم بتعريفها بالشكل الذي يجعل منظومة العمل واضحة للجميع بلا لُبس، ولتكون هذهِ الاتفاقيّة مرجعاً لجميع أطراف العمل وبمثابة وثيقة قانونيّة تُلزم الجميع على اتباعها. ولعقد الفيديك شروط عامة وخاصّة يجب على الجميع الالتزام بها.

 اصدر الاتحاد عدة انواع من هذه العقود يطلق عليها قوس قزح الفيديك نسبة الى تعدد ألوان أغلفة كتب هذه النماذج حيث سمى كل عقد بلون الغلاف الذى صدر فيه و ذلك لتسهيل التمييز بينه و بين غيره من النماذج ، و تعتبر اهم انواع عقود الفيديك الكتاب الأحمر و الكتاب الأصفر و الكتاب الفضى و الكتاب الأخضر.

 ويتمّ بدء العمل بها بمجرّد طرح العطاء الذي يندرج فيه المواصفات الفنيّة للأعمال الإنشائية المقرّر بدء العمل بها، وذكر مواصفات المخططات الهندسيّة التي ينبغي على المقاول الالتزام بها بمجرّد إبلاغه بقرار الإحالة عليه، وبدء العمل يكون من بعد إعطائه أمر المُباشرة ببدء تنفيذ العمل، والذي بدوره يكون لهُ مدّة مقرّرة بالأيام التقويميّة والسنة التقويميّة هي 365 يوماً تقويميّاً. وعلى المُقاول أن يخضع لتقييم ملاحظات المُهندس المُشرف على أداء المشروع وأن يقوم المُقاول حسب اتفاقية الفيديك بتجهيز كافّة الملاحظات المنصوص عليها في وثيقة العطاء والمتضمّنة المواصفات الفنيّة، والمخططات الهندسيّة،وجداول الكميّات، وكذلك أن يلتزم بإجراء الفحوصات المخبريّة لموادّ المشروع حال تمّ طلب منهُ ذلك، ويحقّ للمهندس المُقيم والجهة صاحبة العمل أن لا تستلم المشروع طالما كانت المُلاحظات المُراد تنفيذها عالقة ولم يقم المقاول بتنفيذها. وحسب قانون الفيديك فإنَّ هُناك ما يُسمّى بالأوامر التغييرية في حال برزت الحاجة المُلحّة لتغيير موقع ما منوي العمل به أو ظهرت ظروف قاهرة تُعيق العمل، كما أنَّ للمقاول أن يُطالب في بعض الحالات بما يُسمّى بالعطل والضرر الذي لحق به أثناء تنفيذ المشروع لكي لا تُحسب مدّة التأخير من مدّة تنفيذ المشروع المنصوص عليها في اتفاقية العطاء وذلك تفادياً للغرامات المترتّبة على أيام التأخير، وكلّ ما سبق هوَ بعض الأمثلة على ما تحويه اتفاقية الفيديك من شروط ومضامين تخصّ العمل الانشائي.

هل يمكن لنقطة التقاطع في المنحينات الأفقية في تصميم الطرق أن تكون في الهاوية أو غير موجودة في الطبيعة ؟

هل يمكن لنقطة التقاطع في المنحينات الأفقية في تصميم الطرق أن تكون في الهاوية أو غير موجودة في الطبيعة ؟

يمكن لنقطة التقاطع في المنحينات الأفقية في تصميم الطرق أن تكون في الهاوية أو غير موجودة في الطبيعة  وكثيرة الحدوث عندما تكون أقطار المنحنيات كبيرة أو العمل في المناطق الجبلية ،فهي نقطه وهميه لها أهميه في الحسابات المساحيه وليس بالضروره أن نوجدها على الطبيعه.

تحديد درجة الغرز للمواد البيتومينية Penetration Of Bituminous Materials

تحديد درجة الغرز للمواد البيتومينية Penetration Of Bituminous Materials

المواصفات الفنيـة : ( AASHTO T-49 )
تصف هذه الطريقة أسلوب تعيين مقدار الغرز للمواد البيتومينية النصف صلبة والصلبة ، وتجرى هذه الطريقة بواسطـة صهر العينة وتبريدها تحت ظروف محكمة ، وتقاس درجة الغرز باستخدام جهاز غرز و إبرة قياسية .

ويعرف مقدار الغرز على أنه المسافة بعشر المليمتر التي تخترقها إبرة قياسية رأسياً في عينة من المادة تحت ظروف ثابتة من درجة الحرارة والتحميل والوقت .

جهاز الغرز
يمكن قبول أي جهاز يسمح بحركة المحور بدون أي احتكاك يذكر ، ويكون معايراً بدقة ليعطي نتائج تتفق مع وصف مصطلح الغرز ، ويجب أن يكون السطح الذي يرتكز عليه وعاء العينة مسطحاً ، ويكون محور الضاغط على زاوية 90ْ تقريباً على هذا السطح ، كما يجب أن يكون حل المحور قابلاً للفصل من الجهاز بدون استعمال أي أدوات خاصـة للتأكـد من كتلته . وعندمـا يتم تركيب الإبـرة فـي الجلبـة يجب أن تكون كتلة المحور المتحرك 47.5± 0.05 جرام وبغض النظر عن طريقة تثبيت الإبرة ، يجب أن يكون الوزن الكلي للإبرة والمحور معاً 50.000 ± 0.1جرام .
كما يجب أن توفر أوزان 50.000 ± 0.05 جرام و 100 ± 0.05 جرام لكي تكون هناك أحمال كلية تساوي 100جرام و200جرام ( 0.9 نيوتن و2 نيوتن ) اعتماداً على ظروف الاختبار المطلوب تطبيقها .

الإبرة
تصنع الإبرة من قضيب مطبّع ( مغطس ) وصلب تماماً لا يصدأ ذي درجة حرارة 440ْم أو مساوٍ له ، ويكون طـولها 50 مـم ( 2 بوصة ) تقريباً وقطرها 1.00 إلى 1.02 مم ( 0.039 إلى 0.040 بوصة) على أن تكون إحدى نهايتيها مستدقاً على شكل مخروط بزاوية تتراوح بين 8.7 إلى 9.7 درجة من بعد الطول الكلي ذي القطر الكامل للإبرة ، كما يجب أن يتطابق محوره مع محـور الإبـرة في حـدود 0.0127 مم ( 0.0005 بوصة ) على الأكثر ، وبعد القطع يجب تجليخ نهاية المخروط لتكون مخروطاً ناقصاً ويكون قطر قاعدته الصغرى بين 0.14 إلى 0.16 مم ( 0.0055 إلى 0.0063 بوصة) كما يجب أن يكون المقطع مربعاً عند اتصاله بمحور الإبرة في حدود درجتين ويكون الحرف حاداًّ وخالياً من الرايش .
عند قياس ملمس السطح للمخروط المستدق ـ باستخدام المواصفة القياسية رقم (B46.1) التابعة للمعهد الوطني الأمريكي للتقييس _ يكون المتوسط الحسابي لارتفاع وعورة السطح من 0.2 إلى 0.3 ميكروميتر ( 8 إلى 12 ميكروبوصة ) .
يتراوح طول الجزء المعرض من الإبرة عند تركيبها في طـرف جهاز الغرز أو في الجلبة ما بين 40 إلى 45 مم تقريباً (1.57 إلى 1.77بوصة ) , وعند تثبيت الإبـرة في الجلبـة التي تكـون عبـارة عـن قضيب أسطواني قطره 3.2 ± 0.05 مم ( 0.126 ± 0.002 بوصة ) وبطول 38 مم (1.5 بوصة ) تقريباً مصنوعة من صلب لا يصدأ أو من النحاس الأصفر بحيث تثبت فيه الإبرة بإحكام ومتحدة معه في المحور, ويكون وزن الجلبة والإبرة معاً 2.50 ± 0.05 جرام ( يسمح بوجود ثقب في نهاية الجلبة للتحكم في الوزن ) .

الوعاء
يصنع الوعـاء الذي تختبر فيه العينة من المعدن أو الزجاج على شكل أسطواني وتكون قاعدته مسطحة ، والوعاء الذي يستخدم للمواد التي تكون درجة الغرز لها 200 أو أقل يجب أن يكون له سعة 3 أوقيات ( 90 مليليتر ) ، ويجب أن تكون أبعاده الداخلية كما يلي : القطر 55مم (2.17 بوصة ) والعمق 35 مم (1.38 بوصة ) .

الحمـام المـائي :
يجب الاحتفاظ بدرجة حرارة الحمام المائي بحيث لا تتغيير عن أكثر من 0.1م5 ( 0.2 ف5 ) من درجة حرارة الاختبار ، ويجب ألا يقل حجم الماء عن 10 لتر ، كما يجب أن يكون ارتفاع الحمام بحيث يكون الرف المثقب على بعد 50مم على الأقل فوق قاع الحمام ، ويكون مستوى سطح الماء أعلى من قمة الرف المثقب بـ 150 مم على الأقل ، ويجب عدم السماح بتلوث الحمام المائي بالزيت أو الطين ، ويمكن استخدام محلول الملح في الحمام المائي لتعين درجات الحرارة المنخفضة . إذا كانت اختبارات درجة الغرز ستتم بدون نقل العينة من الحمام المائي ، فيجب تزويده برف قوته كافية لتحمل جهاز الغرز .

مقاييس لدرجة الحرارة :
المقاييس الآتية متوافقة مع متطلبات مواصفات جمعية اختبار المواد الأمريكية المطلوبة :
5-1 للاختـبارات عند درجة حرارة 25 5م ( 77 5ف ) يستخدم مقياس ( ASTM ) سايبولت للزوجة 17م أو
(17ف) ذو مدى بين 19 إلى 27 5م ( 66 إلى 80 5ف) ويجب أن يغمر المقياس في الحمام 150±15مم .
5-2 للاختبارت عند درجة حرارة صفر 5م ( 32 5ف ) و 4 5م (39.2 5ف) يستخدم المقياس الدقيق 63 5م ( أو 563ف ) ذو مدى بين (-8 5م إلى + 32 5ف ) ويجب أن يغمر المقياس في الحمام 150 ± 15 مم .
5-3 للاختبارات عند درجة حرارة 46.1 5م (115 5ف) يستخدم المقياس الدقيق 64 5م ( أو 64 5ف ) ذو مدى بين 25 إلى 555م ( 77 إلى 131 5ف ) ، ويجب أن يغمر المقياس في الحمام 150± 15 مم .
بما أن دقة نتائج الاختبار تعتمد على حالات الحرارة المتحكم فيها بدقة ، لذا يجب معايرة المقياس المستخدم في الحمام المائي بواسـطة ( اختبار التفتيش ومـعايرة المقـاييس محـفـورة الساق ذات السائل داخـل الزجاج الموضح في المواصفـة ( ASTM E 77 ) ).

طبق النقـل الخـاص بالوعــاء :
عنـد استخدامه يجب أن يكون طبق النقل الخاص بالوعاء أسطواني بقاع مسطح مصنوع من زجاج أو معـدن أو بلاستيك كما سيزود الوعاء ببعض الوسائل التي سوف تؤمن قوة تحمله وتمنع اهتزازه ، ويكون له قطر داخلي بمقدار 90مم ( 3.5" ) على الأقل ويكون العمق الذي يعلو القاع الحامل بمقدار 55مم ( 2.17" ) على الأقـل .

أداة توقيت :
لأجهزة الغرز يدوية التشغيل يمكن استخدام أي أداة توقيت مناسبة مثل جهاز كهربائي أو ساعة إيقاف أو جهـاز آخـر مزود بزنبرك بشرط أن يكون مدرجـاً إلى 0.1 ثانية أو أقل ، وتكون الأجهزة ذات دقـة فـي حـدود ± 0.1 ثانية لفترة 60 ثانية ، ويمكن أيضاً استخدام عداد ثواني مسموع مضبوط ليعطي دقة كل 0.5 ثانية ، ويجب أن تكون فترة الـ 11 عدة تستغرق زمن قدرة ± 0.1ثانية وإذا كان هنا جهاز توقيت أتوماتيكي متصل بجهاز الغرز فيجب أن يكون معايراً بدقة ليعطي فترة الاختبار المرغوبة في حدود ± 0.1 ثانية .

تجهيز العينة :

يتم تسخين العينة مع الحرص على عدم تعرضها لتسخين موضعي عالي حتى تصبح سائلة ، ثم مع التقليب المستمر ترفع درجة حرارة العينة الأزفلتية بحيث لا تتجاوز 100ْم أعلى من درجة الطراوة . أما درجة حرارة عينة قطران الرصف فيجب ألا تتجاوز 56ْ م (100 ْ ف ) أعلى من درجة الطراوة المعينة بواسطة طريقة اختبار درجة الطراوة للمواد البيتومينية ( طريقة الحلقة والكرة ) مع تجنب احتواء العينة على فقاقيع هوائية , ثم تصب العينة في الوعاء بحيث يكون عمقها بعد تبريدها إلى درجة حرارة الاختبار يزيد بـ 10مم على الأقل عن العمق المتوقع لاختراق الإبرة ، ويجب أن تصب عينات منفصلة عند كل تغيير في ظروف الاختبار .

يغطى كل وعـاء ومحتوياته كحماية ضد الغبار ويترك ليبرد في الهواء عند درجة حـرارة لا تزيـد عـن 29.5ْ م ( 85 ْ ف ) و لا تقل عن 21ْ م (70ْ ف) , ولمدة لا تقل عن 2/1 1ساعة (ساعة ونصف) و لا تزيد عن ساعتين في حالة إذا ما كانت العينة في وعاء سعته 175مليلتر (6 أوقيات ) ، ولمدة لا تقل عن ساعـة ولا تزيـد عن 2/1 1 ساعـة ( ساعة ونصف ) في حالة إذا مـا كانت العينة فـي وعاء سعته 90 مليلتر ( 3 أوقيات ) ، ثم توضع العينة في الحمام المائي الذي يكون في درجة الحرارة المعينة للاختبار فوق طبق النقل ( إذا تم استخدامه ) وتترك لمدة لا تقل عن 2/1 1ساعة ( ساعة ونصف ) و لا تزيد عن سـاعتين فـي حالة إذا ما كانت العينة في وعاء سعته 175 مليلتر ( 6 أوقيات ) ، ولمدة لا تقل عن ساعة ولا تزيـد عـن 1.5 ساعة (ساعة ونصف الساعة ) في حالة إذا ما كانت العينة في وعاء سعته 90 مليلتر ( 3 أوقيات ) .

طريقة إجراء الاختبار

ما لم يذكر خلاف ذلك يوضع وزن مقداره 50 جرام فوق الإبرة ليصبح الحمل الكلي 100 جرام للإبرة وملحقاتها ، وإذا تمت الاختبارات وجهاز الغرز مغمورٌ في الحمام فيوضع وعاء العينة مباشرة على قائم الغمر لجهاز الغرز ، أما إذا تمت الاختبارات والعينة في الحمام وجهاز الغرز خارجه فيوضع الوعاء على الرف المزود به الحمام في الخطوات السابقة ، ويجب ترك الوعاء مغموراً تماماً أثناء الاختبار ، وإذا تم الاختبار باستخدام طبق النقل وجهاز الغرز خارج الحمام ، توضع العينة في طبق مملوء بالماء من الحمام إلى عمق يسمح بتغطية تامة لوعاء العينة ، ثم يوضع طبق النقل المحتوي على العينة على قائم جهاز الغرز ويتم عمل الاختبار في الحال ، وفي كل حالة تضبط الإبرة المحملة بالثقل المعين ليتم تلامسها مع سطح العينة ، ويمكن الوصول إلى هذا بتطابق طرف الإبرة مع صورتها المنعكسة على سطح العينة وذلك باستعمال مصدر ضوئي موضوع في مكان ملائم (ملحوظة 4 ) ، وتؤخذ قراءة المؤشر أو يضبط المؤشر على الصفر ثم تطلق الإبرة بسرعة لمدة الزمن المحدد ، ويضبط الجهاز لقياس المسافة المخترقة ويتم ملاحظة وعاء العينة عند استخدام الإبرة ، وإذا لوحظت أي حركة للوعاء فيجب إهمال هذه النتيجة وإعادة التجربة .

يجب تسجيل ما لا يقل عن ثلاث قيم غرز عند نقاط على سطح العينة بحيث لا يقل بعدها عن جدار الوعـاء عن 10 مم (8/3 بوصة ) ، ولا يقل البعـد بينهما عن 10 مم (8/3 بوصة ) ، وإذا تم استخدام طبق النقل يعاد الطبق والعينة للحمام المائي بعد كل غرز ، وقبل كل اختبار يتم تنظيف الإبرة بقطعة قماش نظيفة مغمورة ومبللة بالتولين أو أي مذيب آخر مناسب لإزالة كل البيتومين اللاصق ثم تجفف بقطعة قماش جافة نظيفة ، وتستخدم ثلاث إبر على الأقل لقيم الغرز التي تزيد عن 200 ، مع تركها في العينة حتى إتمام الغرز .

اللزوجة الحركية للأزفلت ( Kinematic Viscosity of Asfalt )

اللزوجة الحركية للأزفلت ( Kinematic Viscosity of Asfalt )

المواصفات الفنية : ( AASHTO T 201 )

المجال

1-تغطي هذه الطريقة عمليات تحديد اللزوجة الحركية للأزفلت السائل (البيتومين) وزيوت الطرق والجزء المتبقي من تقطير الأزفلت السائل ( البيتومين ) وجميعها عند درجة حـرارة 60ْ م (140ْ ف) , وكـذلك الأزفلت شـبه الصلب عـند 135ْ م (275ْ ف ) (ملحوظة 1 ) وذلك للزوجة تتراوح بين 6 إلى 100.000 سنتي ستوك CST )) .
2-يمكن استخدام الناتج من هذه الطريقة لحساب اللزوجة عندما تكون كثافة المادة المختبرة معلومة عند درجة حرارة الاختبار أو يمكن حسابها .
ملحوظة (1) تصلح هذه الطريقة للاستخدام عند درجات حرارة أخرى ولكن الدقة المقبولة المعطاة في حالة تطبيق هذه الطريقة عـلى الأزفلت السائل وزيوت الطريـق عند 60ْ م (140ْ ف) وكذلك على الأزفلت شبه الصلب عند 135ْ م (275ْ ف ) فقط وفي حدود اللزوجة من 30 إلى 6000 سنتي ستوك (CST) .

ملخص الطريقة

يقاس الزمن اللازم لانسياب حجم معين من السائل خلال مسار دقيق لمقياس لزوجة شعري ذي أنبوبة شعرية معايرة ، وذلك تحت ضغط قابل للتكرار بدقة وعند درجة حرارة متحكم فيها إلى حد كبير ، وتحسب اللزوجة الحركية بعد ذلك بضرب زمن الانسياب بالثواني في معامل معايرة مقياس اللزوجة .
 

تعريفات

1-اللزوجة الحركية :
هي نسبة معامل اللزوجة إلى كثافة السائل ، وهي مقياس لمقاومة تدفق السائل تحت تأثير الجاذبية .
وحدة اللزوجة الحركيـة في النظام المتــري الفرنسي هي 1 سم 2 /ث وتسمى ستوك (1ستوك) ، أما فـي النظام المتري العالمي فإن وحـدة اللـزوجة الحركية هي 1 م2/ث وهي تكافئ 10٤ ستوك . والوحدة المستخدمة كثيراً هي سنتي ستوك حيث يمكن كتابة ( 1 سنتي ستوك = 10-2 ستوك ) .
2-الكثافة
هي كتلة وحدة الحجوم من السائل وهي تساوي 1 جم/سم3 في النظام المتري الفرنسي وتساوي 1كجم/م3 في النظام الدولي للوحدات .
3-اللزوجة
تسمى النسبة بين إجهاد القص المؤثر ومعدل القص بمعامل اللزوجة ، وبذا يكون هذا المعامل مقياساً لمقاومة الانسياب للسائل وهو يسمى عموماً لزوجـة السائل ، ووحدة اللزوجـة في النظـام الفـرنسي المتـري هي 1جم/سم .ث ( 1 داين ث/سم2) وتسمى بـويز ( Poise ) بينما وحدة اللزوجـة في النظام الدولي للوحدات هي 1 نيوتن ث/م2 وهي تكافئ 10 بويز وغالباً ما تستخدم وحدة سنتي بويز ( 1 سنتي بويز = 10 –2 بويز ) .

الأجهزة المستخدمة :

1-أجهزة لقياس اللزوجة ( VISCOMETERS)
تستخدم مقاييس اللزوجة من الطراز الشعري وهي تصنع من زجاج البورسيليكات الملدن وهي مناسبة لهذا الاختبار وتتضمن مايلي :
– مقياس اللزوجة من نوع( كانون – فينسك ) للسوائل المعتمة .
– مقياس اللزوجة من نوع ( زيتفوس ) ذو الذراع المستعرض .
– مقياس اللزوجة من نوع ( لانتز – زيتفوس ) .
– مقياس اللزوجة المطابق للمواصفات البريطانية المعدل ذو الانسياب العكسي وهو على شكل أنبوبة .

2-أجهزة قياس درجة الحرارة ( THERMOMETERS ) :
تتميز مقاييس درجة الحرارة الخاصة باللزوجة الحركية و المعايرة طبقاً لمواصفات الجمعية الأمريكية لاختبار المواد بمدى 58.6 إلى 561.4م (137.5 إلى 5142.5ف) و 133.6 إلى 5136.4م (5272.5 إلى 5277.5ف) وتطابق متطلبات المقاييس أرقام 547م و 5110م (547ف و 5110ف ) على الترتيب .
ويسمح باستخدام وسائل أخرى لقياس درجات الحرارة شريطة أن تكون دقتها وحساسيتها تساوي إن لم تزد عن تلك المقاييس المبينة في المواصفات المذكورة .

تم تقنين مقياس درجة الحرارة ( المقاييس ) 47 ْم و 110 ْم ( 47ف و110ف) طبقاً لمواصفات الجمعية الأمريكية عند ( الغمر الكلي ) وهذا يعني أن الغمر حتى قمة عمود الزئبق مع بقاء الجزء المتبقي من الساق وغرفة التمدد بقمة مقياس درجة الحرارة معرضة لدرجة حرارة الغرفة ، ولا يوصى بإجراء الغمر الكلي لمقاييس درجة الحرارة , فإذا غمرت مقاييس درجة الحرارة تماما فلابد من تحديد التصميمات اللازمة لكل مقياس على حدة وذلك على أساس المعايرة تحت ظروف الغمر التام لها . وإذا غمر مقياس درجة الحرارة تماماً في الحمام أثناء الاستخدام فسيكون ضغط الغاز في غرفة التمدد أعلى أو أقل منه أثناء المعايرة مما قد يؤدي إلى قراءات مرتفعة أو منخفضة على مقياس درجة الحرارة .
وقد وضعت المواصفات الخاصة بالجمعية الأمريكية لاختبار المواد بيانات خاصة بالطرق الفنية لمعايرة مقاييس درجة الحرارة .

مقياس اللزوجة من نوع (كانون – فينسك) المستعرض

 مقياس اللزوجة من نوع ( زيتفوس ) ذو الذراع

 مقياس اللزوجة من نوع ( لانتز – زيتفوس )

  مقياس اللزوجة ذو الانسياب العكسي

3-الحمام المائي :
يكون الحمام مناسباً لغمر مقياس اللزوجة (VISCOMETER) بحيث لا يقل منسوب أعلى خزان السائل أو قمة القناة الشعرية ( أيهما أعلى من الآخر ) عن 20 مم أسفل منسوب الحمام العلوي مع توخي سهولة رؤية مقياس اللزوجة ومقياس درجة الحرارة ، ويراعى أن تكون مرتكزات مقياس اللزوجة ثابتة أو أن يكون مقياس اللزوجة جزءاً متكاملاً مع الحمام ، ويجب أن تكـون كفـاءة التقليب والتـوازن بين مقـدار الحرارة المفقودة ومقـدار الحرارة الداخلة بحيث لا تتغير درجة حرارة المـادة الوسيطة عن± 0.03ْ م (± 0.05ْ ف ) على امتداد طول مقياس اللزوجة أو من مقياس لزوجة لآخر في مواضع مختلفة من الحمام .
يعتبر الماء المقطر سائلا مناسباً للحمام لإجراء الاختبار عند 60ْ م (140ْ ف ) ، وقد وجـد أن الزيت الأبـيض (USP) ذو درجة الوميض الأعلى من 215ْم (420ْ ف ) مناسب لإجـراء الاختبـار عنـد 135ْم ( 275ْ ف ) ، وتحدد درجة الوميض طبقاً لاختبار درجة الوميض ودرجة الاشتعال بطريقة طبق كليفولاند المفتوح (AASHTO T48).

4-أجهزة التوقيت :

أداة التـوقيت :
تستخدم ساعة إيقاف أو أي وسيلة توقيت مزودة ببيان تشغيل ومدرجة بأقسام تعادل 0.1ث أو أقل وتكون دقتها في حدود 0.05٪ عند اختبارها عبر فترات لا تقل عن 15 دقيقة .

أداة توقيت كهربائية
وهي تستخدم فقط بالدارات الكهربائية التي يصل التحكم في تردداتـها إلى دقة 0.05 ٪ أو أفضل من ذلك .
وقد تلاحظ أن التيارات الكهربائية المترددة التي يكون التحكم في تردداتها متقطعا وليس مستمراً ( كما هو الحال في أكثر نظم القدرة شيوعاً ) تؤدي إلى أخطاء كبيرة خاصة خلال فترات التوقيت القصيرة عند استخدامها لتشغيل أدوات التوقيت الكهربائية .

5-إعداد العينة

يراعى اتباع الإرشادات التالية وذلك لتقليل الفقد في المكونات المتطايرة وللحصول على نتائج يمكن الاعتماد عليها وهي :
5 – 1 – 1 الطريقة المستخدمة للأزفلت السائل ( البيتومين ) وزيت الطرق .
5 – 1 – 1 – 1 تترك العينات التي تم استلامها كما هي حتى تصل إلى درجة حرارة الغرفة .
5 –1 – 1 – 2 يفتح وعاء العينة وتخلط العينة جيداً بالتقليب لمدة 30 ثانية مع مراعاة عدم إيجاد هواء محبوس بـها , وإذا كانت العيـنة لزجة بدرجة تصعب على هذا التقليب فلا بأس من وضع العينة داخل وعاء محكم تمامـاً في حمام أو فرن ذي درجة حرارة ثابتة عند 63±3ْ م ( 145 ± 5ْ ف ) حتى تصبح سائلة بالقدر الكافي للتقليب .
5 – 1 – 1 – 3 يتم صب العينة في مقياس اللزوجة فوراً ، أما إذا كان إجراء الاختبار سيتم فيما بعد فيتم صب حوالي 20 مليلتر داخل وعاء أو عدة أوعية نظيفة جافة ذات سعة 30 مليلتر تقريباً ثم يغلق الوعاء أو الأوعية بإحكام فوراً بغطاء يمنع دخول الهواء .
5 – 1 – 1 – 4 في حالة المواد ذات اللزوجة الحركية الأكبر من 800 سنتي ستوك عند 60ْم (140ْف) يجرى تسخين العينة التي حجمها 20 مليلتر داخل الوعاء المحكم في فرن أو حمام ذي درجة حـرارة تساوي 63± 3ْ م ( 145 ± 5ْ ف ) حتى تصبح سائلة بالقدر الكافي لتنقل بسهولة داخل مقياس اللزوجة ويجب ألا تزيد فترة التسخين عن 30 دقيقة .

5 – 1 – 2 الخطوات المتبعة للأزفلت شبه الصلب ( ASPHALT CEMENT ) .
5 – 1 – 2 – 1 يتم تسخين العينة بالعناية اللازمة لتجنب التسخين الموضعي الزائد حتى تصبح سائلة بالقدر الذي يكفي لصبها ثم تقلب العينة بين الحين والآخر للمساعدة في انتقال الحرارة ولضمان التجانس الجيد.
5 – 1 – 2 – 2 ينقل ما لا يقل عن 20 مليلتر في الوعاء المناسب ليبدأ التسخين حتى تصل درجة الحرارة إلى 135 ± 5.5ْ م ( 275± 10ْ ف ) ، ويستمر التقليب بين الحين والآخر لتجنب التسخين الموضعي الزائد مع مراعاة عدم احتباس الهواء .

خطوات الاختبار

تختلف قليلاً التفاصيل اللازمة لإجراء الاختبار تبعاً لنوع مقياس الزوجة المستخدم من حيث تعليمات الاستخدام للنوع المختار من مقياس اللزوجة ، وعلى أي حال لابد من اتباع الطريقة المبينة بالبنود (6-2) إلى (6-8) في جميع الحالات .

يحفظ الحمام عند درجة حرارة الاختبار في حدود ± 0.03ْ م ( ± 0.05ْ ف ) ، وتجرى التصحيحات اللازمة ( إن وجدت لجميع قراءات مقياس درجة الحرارة ) .

يتم اختيار مقياس لزوجة نظيف وجاف بحيث يعطي زمن انسياب أكبر من 60 ثانية ثم يسخن مسبقاً إلى درجة حرارة الاختبار .

يملأ مقياس اللزوجة بالطريقة المبينة طبقاً لتصميم الجهاز.

يترك مقياس اللزوجة الممتلئ في الحمام مدة كافية حتى يصل إلى درجة حرارة الاختبار.

يبدأ في انسياب الأزفلت في مقياس اللزوجة.

يجرى قياس الزمن اللازم لمرور الحافة المتقدمة للسطح الهلالي للسائل من العلامة الأولى إلى العلامة الثانية بدقة 0.1 ثانية ، فإذا قل زمن الانسياب عن 60 ثانية لابد من اختبار مقياس لزوجة آخر ذو قناة شعرية يقل قطرها عن الأولى ثم تكرر العملية .

بعد الانتهاء من الاختبار ينظف مقياس اللزوجة جيداً بشطفه عدة مرات بمذيب مناسب يكون قابلاً للامتزاج التام بالعينة ثم يعقبه شطف بمذيب متطاير تماماً وتجفف الأنبوبة بإمرار تيار هواء بطيء مرشح ومجفف خلال القناة الشعرية لمدة دقيقتين أو حتى يزول كل أثر للمذيب ، ولابد من تنظيف الجهاز دورياً بمحلول حمض الكروميك لإزالة الرواسب العضوية ثم يشطف بعد ذلك بالماء المقطر والأسيتون الخالي من الرواسب ويجفف أخيراً بهواء جاف مرشح .

الحسابات

تحسب اللزوجة الحركية لأقرب ثلاث أرقام صحيحة باستخدام المعادلة التالية :
اللزوجة الحركية ( سنتي ستوك ) = م . ز
حيث :
م = ثابت المعايرة لمقياس اللزوجة ( VISCOMETER ) ( سنتى ستوك / ث )
ز = زمن الانسياب ( ث ) .

التقرير
لابد دائماً من تسجيل درجة حرارة الاختبار مع النتائج فمثلاً : اللزوجة الحركية عند 60ْ م (140ْ ف ) تساوي 75.6 سنتي ستوك .

درجة الدقة

يبين الجدول أدناه معيار الحكم على مدى قبول نتائج اختبارات اللزوجة بهذه الطريقة . 

يراعى أن القيم المعطاة بالعمود الثاني هي معاملات التباين التي وجد أنها تلائم مواد وظروف الاختبار المبين في العمود الأول ، وتعتبر القيم المعطاة في العمود الثالث هي الحدود التي يجب ألا يتجاوزها الفرق بين نتيجتين لاختبارين تم إجراؤهما على النحو الصحيح .

أ – تمثل هـذه الأرقام على الترتيب الحدود لنسبة انحراف معياري واحـد (1S٪) أو انحرافين (D2S٪) كما هو مبين في مواصفات الآشتو (R2) .
ب – مبنية على أساس أن لها درجات حرية تقل عن 30 درجة .
جدول (12) مدى قبول اختبارات تعيين اللزوجة الحركية

المعــايرة :
تتم معايرة مقياس اللزوجة الروتيني باستخدام سوائل اللزوجة القياسية ليتم اختبار سائل اللزوجة _ قياساً من جـدول (3) _ له زمن انسياب لا يقـل عـن 200ث وذلك عنـد درجة حـرارة المعايرة وتفضل أن تكون 537.8م ( 5100ف ) ويحدد زمن الانسياب لأقـرب 0.1 ثانية , ثم يحسب مقياس اللزوجة (ب) كما يلــي :
ب = ز / ن
حيث إن
ز = لزوجة السـائل القياسي ( سنتي ستوك ) .
ن = زمن الانسياب ( ثانيــة ) .
ويلاحظ أن ثابت مقياس اللزوجة لا يعتمد على درجة الحرارة لأنواع مقاييس اللزوجة التالية :

- زيتفوس ذو الذراع المستعرض .

- ولانتز – زيتفوس (BS-IP-RF) ذو الأنبوبة على شكل حرف (U) .

ويتميز مقياس اللزوجة للسوائل المعتمة (طراز كانون – فينسك) بأن له حجماً ثابتاً للعينة التي يتم ملؤها عند درجة حرارة الملء , فإذا اختلفت درجة حرارة الاختبار عن درجة حرارة الملء يتم حساب ثابت مقياس اللزوجة كما يلي :
ثابت مقياس اللزوجة (ب) = ب م ( 1 + م ( هـ ح – هـ ل )) .
حيث :
ب م = ثابت مقياس اللزوجة عند ملئه واختباره عند نفس درجة الحرارة .
هـ = درجـة الحرارة .
م = معامل يعتمد على درجة الحرارة .
ح ، ل = تشير الأولى (ح) إلى درجة حرارة الاختبار بينما تشير الثانية (ل) إلى درجـة حرارة الماء على الترتيب .
ويحسب الثابت الذي يعتمد على درجة الحرارة باستخدام المعادلـة التــاليـة :

معايرة مقياس لزوجة روتيني بمقياس لزوجة قياسي .
يتم اختبار أي زيت بترولي له زمن انسياب لا يقل عن 200 ثانية ويختار كذلك مقياس لزوجة قياسي معلومة قيمة الثابت "ب" لـه ، فيكون مقياس اللزوجة هـذا هو مقياس اللزوجة الرئيسي الذي تمت معايرته بطريقـة " الزيادة أو المضاعفة " باستخدام مقاييس لزوجة ذات أقطار كبيرة على التعاقب ابتداءً بالماء المقطر باعتباره المعيار القياسي الرئيسي للزوجة ، أو مقياس لزوجة روتيني من نفس النوع والذي تمت معايرته بالمقارنة بمقياس اللزوجة الرئيسي ، وتوجد مقاييس لزوجة معايرة متوفرة عند عدد من الموردين التجاريين .

يركب مقياس اللزوجة القياسي ومقياس اللزوجة المطلوب معايرته مع بعضهما البعض بداخل نفس الحمام ثم يحدد زمن انسياب الزيت بالطريقة المبينة بالبند السادس .

يحسب الثابت ( ب ) كما يلي: 

فحوصات الاسفلت والخلطات الاسفلتية اختبارات الاسفلت السائل

فحوصات الاسفلت والخلطات الاسفلتية

اختبارات الاسفلت السائل

 - أخذ عينات ممثلة للمواد الاسفلتية Sampling Bituminous Materials

المواصفات الفنيـة : ( AASHTO T-40 )
تنطبق هذه الطريقة على كيفية أخذ عينات ممثلة للمواد الاسفلتية سواء أكانت من النوع السائل أو النصف صلبة أو الصلبة من موقع التصنيع أو محطة التزويد أو عند نقطة الشحن وعند موقع العمل ، وتؤخذ العينات إما من التنكات أو الأكوام الاحتياطية أو العربات أو من الحاويات المستخدمة للتخزين أو لشحن المواد الاسفلتية . ولأخذ عينات ممثلة للمواد لها نفس أهمية إجراء الاختبارات عليها يجب اتخاذ كل الاحتياطات اللازمة للحصول على عينات ممثلة للطبيعة الحقيقية للمادة وكذلك للحالة الملازمة للمواد .
بحيث يكون حجم المواد السائلة كالاتي :

أ - لتر واحد للاختبارات المعملية الروتينية للمستحلبات .
ب- لتر واحد من تنكات التخزين لكل صمام لأخذ العينات .
ج – لتر واحد من البراميل أو الأسطوانات .
د - يكون حجم العينات النصف صلبة أو الصلبة كالآتي :

واحد كيلو جرام من البراميل أو الأسطوانات أو القوالب .

واحـد كيلو جرام من المواد ناتج التكسير أو المسحوقة والموجودة في الأكوام الاحتياطية أو العبوات .

- درجة الوميض ودرجة الاشتعال بطريقة طبق كليفلاند المفتوح .

المواصفات الفنيـة : ( AASHTO T-48 )
تصف هذه الطريقة خطوات اختبار تحديد درجة الوميض ودرجة الاشتعال بطريقة طبق كليفلاند المفتوح للمنتجات البترولية والسوائل الأخرى ماعدا الوقود والمواد التي لها درجة وميض في الطبق المفتوح أقل من 79ْ م .

وصف طريقة إجراء التجربة .
يملأ طبق الاختبار بالعينة إلى المنسوب المحدد وتزاد درجة حرارة العينة بسرعة مبدئياً ثم بمعدل بطيء ثابت كلما اقتربت لنقطة الوميض ، ويمرر لهب اختبار صغير على فترات محددة عبر الطبق ، وتسجل أدنى درجة حـرارة يحدث عندها التبخر فوق سطح السائل والذي يبدأ بعده الوميض عند تعرض البخار للهب الاختبار ، ولتحديد نقطة الاشتعال يستمر الاختبار حتى يسبب تعريض لهب الاختبار احتراق الزيت ويستمر الاحتراق لمدة 5 ثوان على الأقل .
تسجل حرارة نقطة الوميض عند قراءتها على مقياس درجة الحرارة بمجرد ظهور الوميض عند أي نقطة على سطح الزيت مع عدم خلط الوميض الحقيقي مع اللهب الأزرق المحيط بلهب الاختبار . ويستخدم لإجراء الاختبار طبق كليفلاند المفتوح ، ويتكون من طبق الاختبار ولوحة التسخين ولهب الاختبار وسخان كما في الشكل