خواص الخلطة الاسفلتية ذات التدرج المفتوح المعدلة بمواد مستدامة

رند اليساريخواص الخلطة الاسفلتية ذات التدرج المفتوح المعدلة بمواد مستدامة  الماجستير في الهندسة       المدنية

الخلاصة

في العقود الاخيرة, تم تطوير مفهوم استخدام طبقات الطريق التي تساعد في الحد من مشاكل الحوادث والضوضاء, وكذلك مشاكل تجمع المياه على سطح الطريق. لذلك فقد اصبح من الشائع في الوقت الحاضر استخدام الجيل الجديد من الخلطات الاسفلتية ذات التدرج المفتوح OGFC. يمثل هذا النوع من الخلطات الاسفلتية طبقة اكساء تفرش فوق سطح الطريق القديم. يتميز هذا النوع من الخلطات الاسفلتية بتدرجها الخشن وكون المواد الناعمة فيه شبه معدومة او قليلة, والذي يوفر نسبة فجوات عالية لهيكل الخلطة. يساعد هذا النوع من الخلطات الاسفلتية في تحسين المشاكل المتعلقة بالامان للطريق فضلا عن المشاكل البيئية والضوضاء. بالرغم من ذلك, فان محتوى الفجوات العالي لهذا النوع من الخلطات يجعلها اكثر عرضة للتاكل, فضلا على انه قد يصاحب هذا النوع من الخلطات حصول ظاهرة الانعزال Draindown نتيجة لنسب الاسفلت التصميمية العالية, اضافة الى المشاكل المتعلقة بالتشوه الدائم. لذلك يلجأ الباحثين الى استخدام الاسفلت المحسن لغرض تحسين اداء هذا النوع من الخلطات وزيادة عمرها الخدمي.

في الوقت الحاضرازداد مفهوم استخدام المواد المعاد تدويرها التي تحقق مبدأ الاستدامة وذلك لغرض تقليل الكلف والمحافظة على الموارد الطبيعية وتقليل مشاكل التلوث البيئي. لذلك يهدف هذا البحث الى دراسة تأثير استخدام مواد التحسين المعاد تدويرها على خواص الاسفلت وبالتالي على اداء الخلطة الاسفلتية. تضمنت الخطوة الاولى في هذا البحث تحديد الخلطة غير المحسنة ذات نسبة الاسفلت المثلى OAC والتي مثلت خلطة التحكم في عموم البحث CM, وبالاعتماد عليها فقد تمت عملية التحسين ومقارنة النتائج النهائية. الخطوة الثانية شملت اعداد الاسفلت المحسن وتحسين الخلطة ذات التدرج المفتوح وذلك باتباع مرحلتين للتحسين. شملت المرحلة الاولى استخدام مادتي البولي ايثيلين منخفض الكثافة w-LDPE  ورماد القصب المتطاير RFA بشكل منفصل وبمعدل ثلاث نسب لكل مادة ( 2%, 4%, 6%) و( 6%, 12%, 18%) على التوالي تم حساب كل نسبة كجزء من وزن الاسفلت. المرحلة الثانية تضمنت استخدام مزيج من كلتا المادتين السابقتين بنسب (6+6)%, (12+4)%, (18+2)% من وزن الاسفلت ايضاً. ثم تم اجراء الفحوصات الفيزيائية للاسفلت المحسن وغير المحسن والتي شملت: الاختراق, نقطة الليونة, مؤشر الحساسية لدرجة الحرارة و فحص الفقدان بالحرارة Loss on heat. بعد ذلك تم تصميم الخلطات المحسنة واجراء مجموعة من الفحوصات الحجمية, الوظيفية والميكانيكية عليها.

          اظهر استخدام مواد التحسين بشكل عام تحسناً في الخواص الفيزيائية للمادة الاسفلتية. حيث ادت جميع المواد المستخدمة الى تقليل قيم كل من الاختراق, الاستطالة, وحساسية الاسفلت لدرجة الحرارة. كذلك ادى استخدام المحسنات الى زيادة حدود كل من نقطة الليونة, اللزوجة, ومقدار مقاومة الاسفلت للتاكسد, وبنسب معينة اعتماداً على المادة المستخدمة.

          ايضا اظهر استخدام مواد التحسين تأثيرا ايجابيا على اداء الخلطة ذات التدرج المفتوح خاصة استخدام مادة البولي ايثيلين في حالة النفاذية Permeability, قوة الشد غير المباشر ITS, التاكل Cantabro, عمق التخدد Rut depth يتبعه التحسين باستخدام المزيج من البولي ايثيلين والرماد المتطاير. في حين اظهر استخدام الرماد المتطاير بشكل منفصل اضعف اداء للخلطة الاسفلتية. بلغ مقدار التحسين في اداء الخلطة 50%, 55%, 46%, و 30% للنفاذية, قوة الشد غير المباشرة, التاكل و عمق التخدد على التوالي, بالاضافة الى تحسين الخصائص الاخرى. مما سبق فقد تبين ان استخدام المواد المعاد تدويرها جيد لاغراض تحسين الاسفلت وبالتالي الخلطة الاسفلتية ذات التدرج المفتوح.