آزمایش و تحقیق

دستگاه‌های غیر مخرب تعیین دانسیته روسازی

چگالی بهترین معیار سنجش کیفیت یک سطح راه تمام‌شده است که به متخصصان اطمینان می‌دهد که راه احداث‌شده حداقل تا عمر طرح و یا بیشتر از آن دوام می‌آورد. اندازه‌گیری چگالی مخلوط آسفالتی در حین عملیات تراکم، از این نظر که حاوی دو نکته مهم است، درنتیجه کار مؤثر است. اول اینکه این مطلب را مشخص می‌کند که در چه مرحله‌ای از عملیات تا رسیدن به چگالی تعیین‌شده، قرار داریم و از این نظر می‌تواند به‌عنوان نشانگری برای پیمانکار باشد که آیا نیاز به اقدامات تعدیلی برای رسیدن به چگالی نهایی می‌باشد یا نه و دوم اینکه به پیمانکار اطلاع می‌دهد که چه زمانی عملیات تراکم متوقف شود و ادامه عملیات در مراحل دیگر دنبال شود. در حال حاضر متداول‌ترین و البته دقیق‌ترین روش برای تعیین دانسیته در محل مخلوط آسفالتی در سطح کشور، روش مغزه گیری می‌باشد. روش معمول برای انجام این کار استفاده از مغزه گیر و آزمایش بر روی مغزه‌های به‌دست‌آمده است. اما این روش که به‌صورت سنتی سالیان متمادی است که در کشور اجرا می‌شود دارای معایب عمده‌ای است که چند مورد آن شامل:

  • ایجاد خرابی در سطح روسازی
  • هزینه نسبتاً بالا
  • عدم تکرارپذیری برای یک نقطه خاص
  • عدم توانایی ثبت تغییرات متغیرهایی نظیر وزن مخصوص واقعی برای یک نقطه خاص
  • صرف وقت زیاد

بنا بر دلایل ذکرشده، انجام آزمایش بروش مغزه گیری با روش‌های دیگر جایگزین می‌شود. ازجمله زمان‌بر بودن منجر به این مسئله می‌شود که نقاط ضعف لایه اجراشده به‌سرعت مشخص نشود و لذا اقدامات اصلاحی مربوط به رویه در زمان مناسب صورت نمی‌گیرد.

در راستای بهینه نمودن روند انجام آزمایش‌های بالا می‌توان از آزمایش‌های غیر مخرب استفاده کرد. این نوع آزمایش‌ها در سطح روسازی ایجاد خرابی نمی‌کنند، هزینه انجام آنها کمتر می‌باشد، تکرارپذیرند و به علت عدم ایجاد خرابی به‌وسیله آنها به‌راحتی می‌توان تغییرات متغیرهای دلخواه نقطه موردنظر را نیز ثبت کرد، که در حال حاضر شامل دو روش هسته‌ای و غیرهسته‌ای می‌باشند.

تعیین چگالی مخلوط آسفالتی به روش هسته‌ای

یکی از آزمایش‌هایی که در تعیین دانسیته لایه‌های سنگدانه ای کاربرد دارند، آزمایش هسته‌ای می‌باشد که از آن می‌توان در تعیین چگالی و رطوبت خاک استفاده کرد. برای هرکدام از موارد مورداستفاده در روسازی یعنی اندازه‌گیری چگالی به روش هسته‌ای روش‌های خاصی وجود دارد که در چند دهه اخیر موردتحقیق بوده‌اند و دستگاه‌های خاصی که ثمره این تحقیقات می‌باشند از فن‌آوری ویژه‌ای سود می‌برند. نکته مهم در این دستگاه‌ها آن است که رسیدن به‌دقت موردنیاز آزمایش‌های روسازی، به این بستگی دارد که چشمه رادیواکتیو از چه نوع باشد و در ضمن متغیرهای هندسی دستگاه باید تطبیق کافی با آزمایش‌های روسازی و شرایط انجام آنها داشته باشند.

اندازه‌گیر هسته‌ای ارزان‌تر و سریع‌تر از روش مغزه گیری است، اما بااین‌حال معایب زیادی نیز دارد. اولین و بارزترین ضرر آن استفاده از یک منبع رادیواکتیو است که مسلماً نیاز به تنظیمات زیاد و تعلیم تخصصی نیروی کارآزموده دارد. عیب دیگر آن شامل کسب مجوز و نوسازی تجهیزات، آموزش تکنسین‌ها و کارکردن نه چندان ساده و جاسازی تجهیزات آن می‌باشد.

نقاط قوت دستگاه چگالی سنج هسته‌ای

  • بر اساس مقایسه‌های صورت گرفته توسط مراکز و مؤسسات، دقت دستگاه هسته‌ای از دستگاه‌های غیرهسته‌ای بیشتر است.
  • شرایط تغیرات دما و تغییرات رطوبت بر روی عملکرد دستگاه تأثیری نمی‌گذارد.

نقاط ضعف دستگاه چگالی سنج هسته‌ای

  • کار با این دستگاه‌ها نیاز به آموزش ویژه کاربران دارد.
  • خطر تشعشعات مضر به دلیل وجود منبع رادیواکتیو همیشه وجود دارد و هیچ‌گاه حتی سازنده در مورد بی‌خطر بودن دستگاه در این زمینه تأکیدی نداشته است و نیز ذکر این مطلب ضروری است که کاربر این دستگاه بعد از مدت‌زمان مشخصی کار با دستگاه باید تعویض شود.
  • برای کار با این دستگاه‌ها نیاز به مجوز کار با دستگاه می‌باشد.
  • وزن دستگاه هسته‌ای در مقایسه با دستگاه‌های دیگر غیرهسته‌ای بالاتر است (لااقل ۲ برابر) و بدیهی است که این اختلاف وزنی هنگامی‌که روزانه صدها برداشت صورت می‌گیرد قابل‌توجه است.
  • دستگاه‌های هسته‌ای نیاز به یک زمان گرم شدن اولیه برای شروع به‌کار دارند درحالی‌که این زمان برای دیگر دستگاه‌های غیرهسته‌ای به‌اندازه زمان روشن شدن دستگاه است.
  • زمان برداشت برای تکمیل یک آزمایش در محوطه کار برای این دستگاه بیشتر از زمان برداشت برای دستگاه‌های غیرهسته‌ای می‌باشد.
  • عدم توانایی در سنجش چگالی مخلوط‌های به‌صورت مغزه (آزمایشگاهی یا برداشت از محل) از دیگر نکات منفی کار  با این دستگاه است.
  • صاحب‌نظران صنعت روسازی و کاربران دستگاه‌های تعیین چگالی مخلوط‌های آسفالتی، به دلائل فوق‌الذکر و مخصوصاً خطر منبع رادیواکتیو دستگاه علاقه‌مند به استفاده از تجهیزات جایگزین برای این دستگاه می‌باشند.

۳

تعیین دانسیته مخلوط آسفالتی به‌وسیله روش غیرهسته‌ای(دستگاه PQI)

نشانگر کیفیت روسازی ابزاری است به‌منظور تعیین سریع درجه تراکم روسازی، که به کمک آن مشخص می‌شود آیا آسفالت اجراشده به میزان تراکم مناسب رسیده است یا نه. این وسیله برای مقایسه با تکنولوژی ­ های حال حاضر در تعدادی از قراردادها مورد آزمایش واقع‌شده است.

این وسیله به‌دفعات زیاد در آمریکا مورداستفاده قرارگرفته است و منابع زیادی تصدیق کرده‌اند که این دستگاه، در کنترل کیفیت مخلوط ­ های آسفالتی بسیار مؤثر بوده است. بر اساس اطلاعات موجود، این سیستم در ۱۲ کشور و ۱۴۵ ایالت به فروش رسیده است.

تجربیات حاصله راجع به این سیستم حاکی مطالب زیر است:

  • کار کردن و استفاده از دستگاه ساده است.
  • محدودیت حمل‌ونقل برای دستگاه وجود ندارد.
  • کار با دستگاه نیاز به آموزش محدود و ساده ­ ای دارد.
  • سبک است.
  • در مدت‌زمان کوتاهی چندین اندازه ­ گیری صورت می‌گیرد.
  • به‌سرعت به اطلاعات حاوی میزان و کیفیت تراکم دست ­ یابی حاصل می‌شود.
  • در مورد اینکه آیا لایه به‌صورت یکنواخت متراکم شده است، تشخیص حاصل می‌شود و امکان اصلاحات سریع فراهم می‌شود.

۱-۱

تکنولوژی اندازه‌گیری

دستگاه تعیین مقدار چگالی واقعی را با اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی انجام می‌دهد. مقاومت الکتریکی آسفالت تابع ثابت دی‌الکتریک آن است. سیستم (PQI ­)، یک مدار الکتریکی فراهم می‌کند که این مدار یک ولتاژ فرکانس رادیویی تولید می‌کند که به یک الکترود حسی اعمال می‌شود و الکترود حسی یک میدان الکتریکی در مصالح روسازی ایجاد می‌کند. یک الکترود حسی دوم پاسخ‌های دی‌الکتریک از مصالح روسازی را اندازه‌گیری می‌کند. یک تحلیلگر داده، چگالی مصالح روسازی را بر اساس مقاومت جریان مختلط مصالح روسازی تعیین می‌نماید.دستگاه تعیین مقدار چگالی واقعی را با اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی انجام می‌دهد. مقاومت الکتریکی آسفالت تابع ثابت دی‌الکتریک آن است. سیستم (PQI ­)، یک مدار الکتریکی فراهم می‌کند که این مدار یک ولتاژ فرکانس رادیویی تولید می‌کند که به یک الکترود حسی اعمال می‌شود و الکترود حسی یک میدان الکتریکی در مصالح روسازی ایجاد می‌کند. یک الکترود حسی دوم پاسخ‌های دی‌الکتریک از مصالح روسازی را اندازه‌گیری می‌کند. یک تحلیلگر داده، چگالی مصالح روسازی را بر اساس مقاومت جریان مختلط مصالح روسازی تعیین می‌نماید.

  • ناحیه اتصال به زمین
  • ناحیه دریافت الکتریکی
  • ناحیه برداشت تغییرات چگالی

۲

جمع‌بندی کلی از دیدگاه کاربران دستگاه‌های غیر مخرب غیرهسته‌ای تعیین دانسیته روسازی

در مورد دستگاه‌های الکترومغناطیسی استفاده از سیگنال‌های الکترومغناطیسی این مزیت را نسبت به دستگاه ­ های هسته ‌ ای دارد که نیاز به آموزش‌های ویژه کاربر، مدرک یا مجوز کار با دستگاه و خطر تشعشعات رادیواکتیو را منتفی می‌سازد. اما بااین‌حال قبل از پذیرفتن هر تکنولوژی جدیدی برای تعیین چگالی مخلوط آسفالتی، نیاز مبرم به ارزیابی آن در دو وضعیت آزمایشگاهی و میدانی تحت شرایط کنترل‌شده وجود دارد.

گرچه هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر دقت دستگاه چگالی سنج هسته‌ای مورداستفاده را نداشتند اما از طرف دیگر مزایای مرتبط نبودن با قواعد مربوط به منابع رادیواکتیو دستگاه هسته‌ای و نیز توانایی برداشت چندتایی در مدت‌زمان کوتاهی، آنها را برای کنترل کیفیت چگالی روسازی در طول دوره ساخت موردتوجه بیشتر قرار می‌دهد.

کالیبراسیون این دستگاه‌ها برای مصالح شرایط محلی دررسیدن به نتایج صحیح بسیار مهم می‌باشد. در هر جای ممکن، کالیبراسیون با استفاده از یک مقطع آزمایش باید صورت گیرد. اما فرضیات موجود بر اساس اطلاعات و تجربیات در دسترس در مورد مصالح محلی و مصرفی می‌تواند به میزان قابل‌توجهی در افزایش دقت و صحت نتایج تأثیرگذار باشد.

هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر، تجهیزات مناسبی برای کنترل چگالی مخلوط آسفالتی در طول دوره اجرا می‌باشند. هر دو دستگاه قابلیت برداشت نتایج سریع به‌منظور تعیین نقاط با چگالی کم و داده‌های پرت و همچنین انجام اقدامات اصلاحی رادارند.

تغییرات در میزان رطوبت، دانه‌بندی، منبع تأمین مصالح و اختلاف دمای بین مصالح مرجع و روسازی که مدنظر اندازه‌گیری است، بر روی درستی قرائت‌ها تأثیر می‌گذارند.

سازندگان دستگاه PQI توصیه کرده‌اند در صورت بالا بودن درصد آب موجود در مخلوط، برداشت و قرائت صورت نگیرد. این در حالی است که عدد خاصی را برای میزان H2o بالا توصیه نکرده‌اند ولی بنا بر نتایج و مشاهدات آزمایشگاهی این عدد بالاتر از ۵ درصد به نظر می‌رسد.

عدد H2o نشان داده‌شده در نمایشگر دستگاه شاخص خوبی برای تعیین حد رطوبت به نظر می‌رسد.

در بیشتر موارد کاهش دما باعث افزایش در مقدار چگالی محاسبه‌شده توسط دستگاه PQI می‌شود و (دال‌های سرد چگالی بالاتری داشتند).

ضروری است که دستگاه با یک مقطع روسازی (یا دال) که چگالی آن مشخص است و از همان مصالحی که برای روسازی هدف، مدنظر ساخته‌شده، کالیبره شود. بر اساس نتایج مطالعات میدانی ۲۰۰۱، نتیجه گرفته شد که به‌منظور استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری غیرهسته‌ای برای به‌دست آوردن چگالی روسازی، ضروری است تا کالیبراسیون تجهیزات بر مبنای مقادیر چگالی شناخته‌شده و مصالح مشابه به‌کاررفته در روسازی انجام شود. با توجه به اینکه، این عمل در عملیات میدانی مشکل می‌باشد، بنابراین کارایی و استفاده هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر در مقوله سنجش چگالی روسازی برای پذیرش کیفیت (QA) خود را نمایان می‌کند.

بازخورد فوری به‌دست‌آمده توسط هر دو این تجهیزات، کمک به تشخیص مکان‌های با چگالی پایین در روسازی می‌باشد و سپس عملیات اصلاح به‌منظور روسازی یکنواخت انجام شود.

و در پایان، فراموش نکنیم که تنها روش کاملاً صحیح و مطمئن برای تعیین چگالی قطعی روسازی، مغزه گیری و تعیین چگالی مغزه‌ها در آزمایشگاه می‌باشد.

کانال تلگرام عمران آنلاین
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن