هندسة مدنية ..م/ عمر الزريقي

البناء والتشيد...هندسة إنشائية مجموعة هندسية تابعة للقناة هندسة مدنية لتبادل الخبرات والمعلومات الهندسية ...يمنع انزال اي محتوى غير الهندسة وسوف يحظر اي عضو ينزل اي محتوى بغير الهندسة.. https://t.me/Engomar_alzoreiqi

لطة التصميمية المعتمدة للتقييم الفني واعتمادها.

داد مقاومتها للتفكك. v. المقاومة لفعل الرطوبة و المياه Resistance to Moisture Induced Damage ) ( بعض المخلوطات الأسفلتية عند تعرضها للرطوبة أو المياه يحدث لها فقد في قوة الربط أو الالتصاق بين سطح الركام و الأسفلت الصلب الرابط و تعتبر خواص الركام المستخدمة هي المسئولة عن هذا الفقد على الرغم من أن بعض أنواع الأسفلت الصلب تكون أكثر ميلاً لإحداث تلفيات الرطوبة . التقلع (Striping ) عن البعض الآخر ، و لعلاج هذه المظاهر تضاف مواد مقاومة للتقلع إلى المخلوط ( Anti-Striping Agents ). vi. قابلية المخلوط الأسفلتي للانحناء ( المرونة ) ( Flexibility ) تتمثل مرونة المخلوط الأسفلتي في مقدرته على الانحناء المرن بدون حدوث شروخ ، ومدى قابليته للتشكل الحادث له نتيجة الهبوط التدريجي لطبقات الأساس و التأسيس ويمكن الحصول على خلطة أسفلتية مرنة عن طريق زيادة نسبة الأسفلت و استخدام تدرج مفتوح للركام وهناك عوامل أخرى تؤثر على مرونة المخلوط الأسفلتي مثل سمك الطبقة الأسفلتية ودرجة الحرارة . vii. المقاومة للانزلاق (Skid Resistance ) وهي مقدرة سطح الرصف وخاصة وهو مبلل على توفير الاحتكاك الكافي بينه وبين الإطارات المقاومة لانزلاق المركبات . و هذه الخاصية مطلوبة بالنسبة للطبقة السطحية فقط حيث يجب أن يتم تصميم هذه الطبقة بحيث تعطي مقاومة كافية للاحتكاك للسماح بحدوث المناورة و الدوران الطبيعي و المساحة المسموحة للحركة بعد الفرملة . خصائص الركام مثل الملمس السطحي Texture ) ) و الشكل الحبيبي (Shape ) و الحجم ( Size ) و المقاومة للصقل Polish ) ) لها تأثير كبير على مقاومة الاحتكاك و بصفة عامة يمكن القول أن العوامل التي تزيد من مقاومته للانزلاق ، أيضاً يجب ألا يحتوي المخلوط الأسفلتي على محتوى زائد من الأسفلت الصلب بحيث يظهر على السطح (Flush ) ويحدث سطح تزحلق . viii. القابلية للتشغيلWorkability ) ) يجب أن يكون المخلوط الأسفلتي قابل للفرش و الدمك باستخدام مجهود معقول ولا توجد طريقة قياسية لتقييم و قياس قابلية المخلوط للتشغيل (( Workability أثناء مرحلة التصميم . مشاكل القابلية للتشغيل و الفرش غالباً ما تُكتشف أثناء عمليات الرصف ، وتظهر على سبيل المثال في حالة المخلوطات ذات الثبات العالي بسبب نوعية الركام أو تدرجه . و على أية حال فإنه يمكن إجراء تعديلات مناسبة وسريعة على تصميم المخلوط أثناء التنفيذ للتغلب على مشاكل التشغيل . من اهم تلك الفحوصات والتي تجرى على العينة المنفولة المأخوذة من الخلطة الاسفلتية بعد الفرد مباشرة وقبل الدحل والتي نوضحها كمايلي : 1. فحص الفصل للبيتومين: وهو فحص يتم فيه فصل مادة البتومين عن الحصمة وتحديد نسبتها في الخليط و من ثم يجري فحص التدرج الحجمي على الحصمة بعد غسيلها وتجفيفها للتأكد من مطابقة نسب تدرج مواد الحصمة في الخليط مع نسب تدرج الخلطة التصميمية المعتمدة وفي حال ظهور أي شذوذ في قيم تلك النسب يتم اشعار مشغل الخلاطة المركزية بتصويب وضع المناخل في المحاقين الساخنة أو ضبط توزين المواد فيها حسب التصميم المعتمد. 2. فحص قوالب مارشال: حيث تدمك الخلطة المنفولة في قوالب مارشال القياسية عدد 6 قوالب وبعدد ضربات حسب نوع السير فإن كان سير ثقيل تعتمد 75 ضربة لكل قالب على الوجهين وفي حال السير الخفيف تعتمد 50 ضربه. وبعد أن تبرد القوالب تستخرج الخلطة المدموكة منها والتي تسمى نماذج مارشال المدموكة والتي تأخذ شكل القلب الاسطواني حيث يتم توزينها في الهواء في الحالة الجافة والحالة المشبعة وفي الماء ليتم تحديد قيمة الوزن النوعي الجاف والتي تشكل مرجع أساسي لتحديد درجة الرك للطبقة الاسفلتية كما و يتم حساب نسبة الفراغات الهوائية والمعدنية من خلالها وأيضا تعتبر قيمة الوزن النوعي الجاف للخلطة الاسفلتية مؤشر أساسي في الكشف عن أي تغيير حدث في الخصائص الفيزيائية لمواد الخلطة وجودتها ولذلك يجب ان لا يكون الفرق بين قيمة كثافة مارشال اليومية وقيمة كثافة مارشال التي تم تحديدها في الخلطة التصميمية عن ± 0.05 وفي حال عدم حتقيق ذلك يستوجب التأكد من المواد الأولية للخلطة الاسفلتية (ركام و بيتومين) عن طريق اخذ عينات منها واجراء الفحوصات اللازمة عليها للوقوف على موضع الخلل ومعالجته اما باستبعاد المواد المخالفة في حال ان كمياتها كانت قليلة جداً أو إعادة تصميم خلطة اسفلتية جديدة تتناسب مع خواص تلك المواد. بعد ذلك يتم يتم غمر نماذج مارشال المدموكة في الماء على درجة حرارة 60 درجة مئوية وبعدها يستخرج 3 قوالب وتفحص بجهاز كسر مارشال لتحديد قيمة ثبات مارشال وقيمة الزحف اما باقي القوالب فتستخرج بعد 24 ساعة لتفحص أيضا في جهاز كسر مارشال لتحديد قيمة الثبات على مدة 24 ساعة ليتم بعد ذلك حساب وتحديد نسبة الفاقد في ثبات مارشال. اخيرا تجمع النتائج والقيم الحسابية للفحوصات ويتم عمل تقرير فني يلخص النتائج النهائية لتلك الفحوصات و مقارنتها مع قيم المواصفات الخاصة بها والواردة في تقريرالخ

لآتية : i. المقاومة للمشكلات الدائمة Resistance to Pavement deformation . ii. مقاومة الكلالة Fatigue Resistance . iii. المقاومة للشروخ في الأجواء الباردة Low Temperature Cracking . iv. المقاومة للعوامل الجوية Durability. v. المقاومة لفعل الرطوبة و المياه Resistance to Moisture Induced damage. vi. قابلية المخلوط الأسفلتي للانحناء ( المرونة) Flexibility. vii. المقاومة للانزلاق Skid Resistance. viii. القابلية للتشغيل Workability . i. المقاومة للتشكلات الدائمة Resistance to Pavement Deformation) ) يجب ألا يحدث تشوه أو إزاحة للرصيف الأسفلتي عند تعرضه للأحمال المرور وتظهر أهمية المقاومة للتشكلات الدائمة rutting ) ) بشكل واضح أثناء أشهر الصيف الحارة حيث تنخفض لزوجة الأسفلت الصلب و يتم مقاومة أحمال المرور في هذه الحالة عن طريق تداخل حبيبات الركام (Aggregate Structure ) ثبات المخلوط ( Stability )كما هو مقاس في طريقة فيم أو مارشال ليس معبراً بصورة أكيدة عن مقاومة المخلوط الأسفلتي للتشكلات الدائمة ، ومقاومة المخلوط للتشكلات الدائمة (Pavement Deformation ) يتم التحكم فيها عن طريق الاختيار الجيد لنوعية و تدرج الركام المستخدم ، ونسبة الأسفلت الصلب المستخدمة بحيث نحصل على نسبة فراغات هوائية مناسبة بالمخلوط . الدور الذي يلعبه كلاً من الركام و الأسفلت في مقاومة التشكلات للرصف يتم من خلال : 1) قوى الاحتكاك الداخلي (Internal Friction ) تنتج هذه القوى نتيجة للاحتكاك المتولد بين الحبيبات المتداخلة مع بعضها Interlocking ) ) وتعتمد هذه القوى على : • تدرج الركام ( Gradation ). • شكل الحبيبة (( Particle Shape . • الملمس السطحي للحبيبات ( Surface Texture ). • نسبة الأسفلت بالمخلوط ( .( Percent of Asphalt • كثافة المخلوط ( Density of Mix ). فقوى الاحتكاك الداخلي تزداد بزيادة مساحة التلامس بين الحبيبات و بخشونة سطح الحبيبات الركام المستخدم ، ويمكن القول بأنه مع أي نوع من الركام مستخدم فإن ثبات المخلوط يزداد مع زيادة كثافة المخلوط ، و الذي يتحقق من خلال التدرج المناسب للركام و الرمل الصحيح للطبقة مع ملاحظة أن زيادة نسبة الأسفلت تعمل على تقليل الاحتكاك بين حبيبات الركام مما يؤدي إلى نقص في ثبات المخلوط الأسفلتي . 2) قوى التلاصق ( ( Cohesion وهي القوى الرابطة ( Binding Force ) بين الأسفلت وبين حبيبات الركام وتتناسب هذه القوى طردياً مع : • معدل التحميل ( Rate of loading ). • سطح التحميل ( Loaded Area ). • لزوجة الأسفلت ( Viscosity of Asphalt ). بينما تتناسب هذه القوى عكسياً مع درجة الحرارة . تختلف قوى التلاصق بين الأسفلت و الركام باختلاف معدل التحميل و المساحة الواقع عليها الحمل أو اللزوجة للأسفلت ، وتزداد القوى المتلاصقة بزيادة نسبة الأسفلت حتى القيمة القصوى ( المثلى ) بعدها تبدأ القوى في النقصان مع زيادة نسبة الأسفلت ، كما تتأثر أيضاً هذه القوى باختلاف درجات الحرارة . ويمكن إجراء بعض الاختبارات الأخرى مثل اختبار الرصف الإستاتيكي أو الديناميكي Static or Dynamic Creep Tests ) ) وتكون أكثر مناسبة لتوقيع المشكلات الدائمة . ii. مقاومة الكلل ( Fatigue Resistance ) تعبر عن مقاومة الرصف الأسفلتي للشروخ عند تعرضه لأحمال متكررة غير منتظمة لفترة زمنية ، وطريقة مارشال وفيم لا يوجد بهما قياس مباشر لمقاومة الكلل . يتم تعيين مقاومة الكلل عن طريق تطبيق أحمال متكررة مركبة ( إما إجهاد مستمر أو انفعال مستمر ) على عينة الاختبار ومنها يتم تقدير عدد دورات تطبيق الحمل المسببة للانهيار ( الشروخ ) . تزداد مقاومة المخلو ط الأسفلتي للكلل عن طريق استخدام : • نسبة عالية من الأسفلت . • تدرج كثيف للركام ( ( Dense Graded. • تدرج جيد للركام (.( Well Graded فقد أظهرت الاختبارات أن نسبة الأسفلت من أهم العوامل المؤثرة على مقاومة المخلوط الأسفلتي للكلل ( Fatigue ) حيث وجد أنه كلما زادت نسبة الأسفلت كلما زادت مقاومة المخلوط ( Fatigue ) كما يجب أن يستخدم ركام جيد التدرج يتيح استخدام نسبة أسفلت عالية بدون حدوث نضح . iii. المقاومة للشروخ في الأجواء الباردة Low Temperature Cracking) ) وهذه خاصية هامة للمخلوط الأسفلتي في المناطق الباردة ، والشروخ التي تحدث للرصف الأسفلتي نتيجة الأجواء الباردة يتسبب فيها وبصورة أساسية خصائص الأسفلت الصلب المستخدم ، ولذلك فإن الاختيار المناسب لدرجة الأسفلت الصلب المستخدم Grade يقلل من حدوث هذا النوع من الشروخ. iv. المقاومة للعوامل الجوية ( Durability ) وتتمثل هذه الخاصية في قدرة المخلوط الأسفلتي على مقاومة التفكك Disintegration ) ) الناتج من تأثير العوامل الجوية ، والأحمال المرورية. ويمكن زيادة مقاومة المخلوط الأسفلتي للعوامل الجوية عن طريق : • زيادة نسبة الأسفلت. • استخدام ركام ذو تدرج كثيف . • عمل دمك جيد للطبقات الأسفلتية فتصبح غير منفذة للماء و بالتالي تز

عية الأمريكية لاختبار المواد تحت رقم (ASTM DISS9 ) . وطريقة مارشال المذكورة تطبق فقط على مخلوطات الرصف الأسفلتية على الساخن باستخدام الإسفلت الصلب و المعروف بدرجة الغرز أو اللزوجة وتحتوي على الركام بحجم حبيبات أقصى Maximum Size (1بوصة =25مم ) أو أقل. الطريقة يمكن استخدامها للتصميم المعملي و للتحكم في المخلوط الإسفلتي في الطبيعة . 5) خطوات طريقه مارشال لتصميم الخلطة الأسفلتية الساخنة i. تعين مختلف خواص العناصر الداخلة في تركيب الخلطة فالمواد العضوية يجب أن تكون جافه وذات تدرج حبيبي مناسب كما يجب أن يعرف الوزن النوعي للركام و البيتومين . ii. تحضير عينات لخمس خلطات أسفلتية بنسبة من الأسفلت تختلف الواحدة عن الأخرى بنسبة 0.5%. iii. يتم تسخين عينات الخلطات الأسفلتية الخمس إلى درجة حرارة (135-160)مْ. iv. تدمك العينات باستخدام طريقة مارشال للدمك بمدقة مارشال والتي وزنها 10 رطل وتسقط مسافة 18بوصة عدد الضربات لكل طبقة من الطبقات الخمس يعتمد على نوع الحركة في الطريق : • 35ضربة للطريق ذو الحركة المنخفضة. • 50 ضربة للطريق ذو الحركة المتوسطة. • 75 ضربة للطريق ذو الحركة العالية. ويتم حساب الكثافة لكل عينة . v. تغمر العينات المدموكة في حمام مائي حراري ( 60مْ ) لمدة 30 دقيقة ثم تعرض العينات لجهاز الثبات لمارشال وتسجيل أقصى حمولة تتحملها العينة قبل أن تنكسر وهي تعطي قيمة ثبات مارشال ثم تسجل قراءة عداد الهبوط عند أقصى حمولة للعينة كمقياس للانسياب في العينة وهو عبارة عن القيمة العظمى للتغير الظاهر في العينة لخلطة الانكسار . vi. عمل تحليل الفراغات لحساب نسبة فراغات الهواء والفراغات المملوءة بالأسفلت لكل عينة . vii. رسم العلاقات البيانية لنسبة البيتومين مع الآتي : • الكثافة . • الانسياب . • نسبة الفراغات الهوائية . • نسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت . viii. تعين نسبة الإسفلت المثالية في العلاقات المرسومة كالآتي : • نسبة الأسفلت التي تعطي قيمة ثبات عظمى . • نسبة الأسفلت التي تعطي الكثافة العظمى . • نسبة الأسفلت التي تكون عندها نسبة الفراغات الهوائية 4%. • نسبة الأسفلت التي تكون عندها نسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت 70%. ix. حساب نسبة الأسفلت المثالية المتوسطة من القيم الأربعة في الخطوات أعلاه . x. من الرسومات تعين قيم كل من الثبات و الانسياب ونسبة الفراغات الهوائية ونسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت المقابلة نسبة الأسفلت المثالية المتوسطة . xi. مقارنة القيم المستخلصة من الرسومات في الخطوة أعلاه بمواصفات مارشال القياسية فإذا أعطت قيمًا توافي بمواصفات مارشال القياسية فهي مناسبة للتصميم وإلا يجب تعديل التدرج الحبيبي وأشكال الحبيبات ومقاساتها . شكل (2-9) يوضح مخطط بياني للخطوات المعملية اللازمة لتصميم مارشال 6) الهدف من تصميم المخلوط الأسفلتي الهدف الرئيسي من تصميم المخلوطات الأسفلتية هو الحصول على خليط من الركام و الأسفلت يكون اقتصادياً و يحقق الأمان المطلوب في حدود المواصفات بالإضافة إلى إمكانية إنتاجه بجودة عالية ولتحقيق ذلك الهدف يجب أن يُراعى في هذا لتصميم ما يلي : • أن يحتوي المخلوط الأسفلتي على نسبة مناسبة و كافية من الأسفلت بحيث يكون لديه القدرة على المقاومة للعوامل الجوية. • ثبات كافي للمخلوط الأسفلتي بحيث يكون سطح الرصف قادر على تحميل الأحمال المرورية الواقعة عليه بدون حدوث أي تشكل أو إزاحة. • أن يحتوي المخلوط على نسبة فراغات مناسبة لإتمام بقية الدمك بواسطة الأحمال المرورية وتجنب حدوث نضح و نقص الثبات. • قابلية تشغيل كافية للمخلوط بحيث تسمح بإتمام عمليتي الفرش و الدمك بكفاءة عالية. 7) وظائف المخلوط الأسفلتي يمكن تحديد وظائف طبقة المخلوط الإسفلتي في مجموع طبقات إنشاء الطرق فيما يلي : i. عنصر إنشائي( Structural Element ) . ii. تعمل كأحد العناصر الإنشائية المكونة للطريق مع طبقة الأساس و الأساس المساعد وهي من أقواها حيث أنها الطبقة الأولى المعرضة للحمل المباشر . iii. طبقة عازلة للمياه ( Water Proofing Layer ). iv. توفر الحماية لطبقة الأساس حيث تمنع وصول مياه الأمطار إلى الطبقات التحتية و التي تؤدي إلى ظهور شروخ على الطريق مما يقلل العمر التصميمي للطريق . v. توفير سطح آمن ومريح لسير المركبات (( Safe and Comfort وتوفر هذه الطبقة سطح احتكاك ذو خشونة كافية لمنع الانزلاق و المناورة الآمنة للمركبات وفي نفس الوقت على درجة من النعومة و الاستواء يحقق معها عنصر الراحة لمستخدمي الطريق . 8) الخصائص المطلوبة عند تصميم المخلوط الأسفلتي المخلوط الأسفلتي الساخن له خصائص و متطلبات يجب مراعاتها أثناء التصميم و لكي تتحقق هذه الخصائص يجب أن تتحقق عناصر الجودة لمكونات المخلوط الأسفلت و يتم ذلك عن طريق التحكم في نوعية الأسفلت و نسبته و أيضاً يجب أن يكون الركام المستخدم ذو نوعية جيدة ومتدرجة. الخصائص المطلوبة للمخلوط الأسفلتي على الساخن HMA يمكن إجمالها في النقاط ا

لخاص بالرصف غالباً ما يكون من الأسفلت الأسمنتي (AC 60/70 ) وذلك لأعمال الرصف في درجات الحرارة المرتفعة و المتوسطة أما في حالة الأجواء الباردة فيفضل استخدام النوع (AC 80/100) و أيضاً يستخدم هذا النوع في حاله المرور الخفيف في الطرق الغير رئيسية و التي تتعرض لأحجام مرور خفيفة , وهناك ثلاث خصائص مهمة من خصائص الربط الأسفلتي التي تؤثر في أداء الخلطات الأسفلتية وهي • الحساسية نحو درجة الحرارة . • اللزوجة . • التقادم . 2) الركام يُقصد بالركام المواد الصلبة (Mineral Materials ) مثل الرمل و الزلط Gravel ) ) وكسر الأحجار ( Crushed Stone ) ويستخدم معه وسط رابط Binder ) ) مثل الماء , و البيتومين , و الأسمنت البورتلندي, و الجير , ... الخ لتكوين مخلوطات مركبة مثل ( الخرسانة الأسفلتية , و الخرسانة الأسمنتية ) ، يمثل الركام نسبه ( 92 – 96) % بالحجم من المخلوط الأسفلتي (HMA) ونسبة (80-70) % بالكجم من الخرسانة الأسمنتية ويستخدم أيضاً لطبقات الأساس و الأساس المساعد سواء للرصف المرن Flexible Pavement ) ) و الرصف الصلب Rigid Pavement ) ). 3) البودرة (Mineral Filler ) وهي المواد الناعمة الطبيعية أو ناتج طحن الأحجار الجيرية أو أي أحجار صلبة أخرى و التي تمر كلها من المنخل رقم (30) 0.60 جم وتفي بمتطلبات المواصفات و يجب أن تكون خالية من المواد الطينية أو أي مواد أخرى ضارة ، وذات تدرج محدد حسب الاستخدام . 2-3-4 تصميم الخلطة الأسفلتية ( Asphalt Mixes Design ) هناك عدة أنواع من الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال الطرق : 1) مراحل تصميم الخلطات الأسفلتية ( Phases of Asphalt Mixes Design ) يمر تصميم الخلطات الأسفلتية بعدة مراحل وهي كما يلي : i. اختيار المواد الحصوية بحيث يجب أن تستوفي خواص المقاومة و الصلابة و الديمومة و أن تكون مكعبية الشكل وزاوية و تشمل المقارنة بين مصادر الركام و النواحي الفنية و الجانب الاقتصادي. ii. اختبار التركيب الحبيبي و يفضل استخدام تدرج حبيبي كثيف من الركام مع مراعاة لنوع الركام حيث أن ثبات الخلطة يزداد مع زيادة أكبر قطر للركام الم ستخدم لكن يجب ألا يزيد أكبر قطر عن (3/1) سماكة الطبقة كما أن استخدام تراكيب حبيبية خشنة يقلل من نسبة البيتومين المستخدم . iii. تحديد نسبة الحصويات حيث أن نوع طبقة الرصيف وسمكها وطبيعة المواد ومكان توفرها يحدد التركيب الحبيبي وبناء عليه يتم تحديد كل نسبة من الحصويات ومصدرها . iv. تحديد الوزن النوعي للحصويات ويستخدم حساب نسبة الفراغات الهوائية في الخلطة . v. قيمة الوزن لنوعي للبيتومين وتعطي من قبل الجهة المصنعة له . vi. تحضير عينات لاختبار بعد تحديد طريقة لاختبار المعتمدة و القالب المستخدم وحجم العينة ودرجة الدخل وعادة يتم تحضير ثلاث عينات لكل نسبة بتيومين . vii. تحديد الكثافة ونسبة الفراغات للعينات . viii. تحديد نسبة البيتومين المثلى وهي تعتمد على شكل و طبيعة سطح الحبيبات و التدرج الحبيبي و مقدرة الحبيبات على التشرب و نوعية البودرة المستخدمة . ix. اختبار ثبات العينات بالطريقة المتبعة في التصميم . 2) طرق تصميم الخلطات الأسفلتية يتم تصميم الخلطات الأسفلتية بعدة طرق أهمها : i. طريقة مارشال ( Marshal Method). ii. طريقة فيم ( Havem Method ). iii. طريقة هبارد الحقلية ( Hubbard Method ). iv. طريقة الضغط الثلاثي المحاور ( .( Triuxial Method v. طريقة سوبر بيف ( Super Pave Method ). 3) تصميم الخلطة الأسفلتية الساخنة ( Hot Mix Design ) مقدمة مُنذ العام 1940 و المخلوطات الأسفلتية على الساخن (HMA) يتم تصميمها باستخدام طريقة مارشال أو طريقة فيم وكلتا الطريقتين تساعد القائمين على التنفيذ في معرفة نسبة الأسفلت المثلى التي يتم استخدامها و تعتمد كلتا الطريقتين على علاقات تجريبية ( Empirical) وذلك فإنه من المهم فهم أنه في حاله اختلاف الظروف المحيطة بالطريق أثناء الخدمة عن الظروف أثناء التصميم فإن المخلوط التصميمي قد يكون في هذه الحالة غير مناسب حتى ولو تم التصميم طبقاً للطريقة القياسية و لتعزيز ذلك المفهوم سنتناول طريقة مارشال لتصميم المخلوط الإسفلتي بالتفصيل و سيتم التطبيق على المخلوطات الكثيفة ( Dense Graded ). تُستخدم الخلطات الأسفلتية الساخنة في رصف الطبقة السطحية للطرق الهامة السريعة سواء كانت داخل المدن أو خارجها ( الطرق الخلوية ) و هذه الخلطة أثبتت أنها تتحمل أثقل أنواع المرور في حالة تصميمها وتجهيزها جيداً ثم وضعها على طبقة أساس. 4) طريقة مارشال لتصميم المخلوط الأسفلتي التطوير و التطبيق مفاهيم تصميم المخلوط الأسفلتي بطريقة مارشال تم تشكيلها عام 1939 عن طريق بروس مارشال (( Bruce Marshall وكان يعمل مهندس للبيتومين بقسم الطرق في ولاية المسيسبي بالولايات المتحدة الأمريكية وقام سلاح المهندسين الأمريكي فيما بعد بتحديث للطريقة ووضع محددات للتصميم (Design Criteria ) وتم اعتماد طريق مارشال كطريقة قياسية عن طريق الجم

c Asphalt ) عبارة عن خلطة من كسر الحجار الصغيرة (أقصى حجم 12 مم) ورمل خشن متدرج نظيف والبودرة و الأسفلت ، بحيث يحتوى على نسبة عالية من البودرة على الأقل 20% وتصل إلى %25 ، وكذلك تحتوي على نسبة عالية من الأسفلت تتراوح بين (7.5-7)% من أسفلت ذو درجة غرز AC 40/50 ويوجد نوع يحتوي على كمية أكبر من كسر الأحجار والنوع الآخر على كمية أقل من كسر الأحجار كالتالي: • نسبة الركام اكبر من 2 مم تتراوح بين 55-45))% للنوع الأول ، (40-30)% للنوع الثاني. • البودرة وهى حبيباتها أقل من 0.09مم أكبر أو تساوى 20%. • النسبة الباقية من الرمال الخشن النظيفة. 4) الأسفلت الناعم ( Sheet Asphalt or Rolled Asphalt ) يُعتبر من الأنواع المفضلة للاستخدام داخل المدن ، وهو يستعمل مثل الأسفلت المصبوب كطبقة سطحية على طبقة رابطة من الخرسانة الأسفلتية أو على طبقة أساس من الركام الصخري طبقاً للمواصفات المطلوبة. و تتكون الخلطة من الرمل بنسبة تتراوح بين (85-80)% وحبيبات الرمل من (2-0.09) مم ، والبودرة بنسبة تتراوح بين (20-15)% حبيباتها أقل من 0.09مم 5) الأسفلت الرملي ( Sand Asphalt ) يُستخدم في المناطق التي يتوفر فيها الرمل بكميات كبيرة و اقتصادية فإنه يتم تجهيز هذا النوع في محطات مركزية و استخدامه في طبقات السطح أو طبقات الأساس ويتكون من الرمال و البيتومين والبودرة ويتم تجهيز الأسفلت الناعم إلا أن التحكم في تدرج ومواصفات الرمل ليس بنفس العناية كما في حالة الأسفلت الناعم، و بالتالي تكون خلطة الأسفلت الرملي أقل كثافة وأقل من ناحية الثبات بالمقارنة بالأسفلت الناعم. 6) الخلطات الأسفلتية الساخنة ( Hot Mix Asphaltic Concrete ) تُستخدم الخلطات الأسفلتية الساخنة في رصف الطبقات السطحية للطرق الهامة السريعة سواء كانت داخل المدن أو الطرق الخلوية ، وهذه الخلطات أثبتت أنها تتحمل أثقل أنواع المرور في حالة تصميمها وتجهيزها جيداً ثم وضعها على طبقة أساس مناسبة. مكونات الخلطة الأسفلتية الساخنة يتكون المخلوط الأسفلتي على الساخن من ركام متدرج متجانس الخلط (خليط من كسر الأحجار المتدرجة والر مل والبودرة ) مغلف بطبقة من الأسفلت الصلب ولتجفيف الركام و الحصول على درجة سيولة كافية للأسفلت الصلب يتم تسخين كلا من الركام و الأسفلت الصلب قبل الخلط لضمان الحصول على درجة مناسبة من الخلط و التشغيل ومن هنا نشأت التسمية (الخلط الساخن Hot Mix). تتم عملية الخلط للركام و الأسفلت الصلب في محطات الخلط الأسفلتية (الخلاطة) كما هي موضحة في الصورة (2-3) ، حيث يسخن الركام في المجفف (Dryer) ، و الأسفلت في التنك الخاص به إلى درجات الحرارة المناسبة لإتمام عملية الخلط التي تتم في الخلاط ( Mixer ) وبعدها يتم نقل الخلطة إلى موقع الرصف حيث يتم فرشها على طبقة ذات سمك منتظم ومستوية عن طريق الفنشر ثم تدمك بواسطة معدات الدمك (الهراسات) للحصول على سطح مستوى ناعم وثابت. عيوب الخلطة الأسفلتية الساخنة توجد مجموعة من العيوب تؤدى إلى رفض الخلطة الأسفلتية الساخنة نوجزها في الآتي : • زيادة تسخين الخلطة زيادة تسخين الخلطة تؤدى إلى أكسدة أو تصلب الأسفلت مما يتسبب في ضعف الخلطة الأسفلتية الساخنة ويظهر ذلك من تصاعد دخان أزرق اللون من الخلطة ، فإذا تم قياس درجة الحرارة وكانت أعلى من المنصوص عليها يتم رفض الخلطة وعمل اللازم نحو إصلاح الحالة في محطة الخلط. • برودة الخلطة الخلطات الباردة تتسبب في تعطيل ماكينات الفرش والتسوية وتقل قابليتها للدمك ويجب رفضها إذا كانت درجة حرارتها أقل من المنصوص عليها والخلطة الباردة يمكن الاستدلال عليها من المظهر حيث تبدو متجمدة ويلاحظ عدم انتظام تغطية المواد الصلبة الخشنة بالأسفلت. • زيادة نسبة الأسفلت ويمكن ملاحظة ذلك بسهولة فيكون سطح الخلطة في سيارات النقل مستوى أو أفقي وليس هرمي الشكل ، كما يظهر ذلك خلف الفينشر أيضاً، ولابد من اختبار ذلك فوراً. • النقص في الأسفلت تظهر الخلطة بمظهر خشن مع عدم انتظام تغطية المواد الخشنة و اختفاء اللمعان بالخلطة وبعد الفرش تبدو من شكلها الجاف ولونها البني الذي يظهر على السطح مع صعوبة دكها بالهراسات. • عدم انتظام الخلط ويظهر ذلك من وجود بقع ضعيفة جافة ذات لون بني مختلط بأجزاء لامعة بها نسبة زائدة من الأسفلت. • زيادة نسبة الركام تبدو من مظهرها الخشن وعدم سهولة التشغيل و ظهورها كما لو كانت تحتوى على نسبة عالية من الأسفلت لصغر المساحة السطحية للركام الخشن. • زيادة نسبة المواد الناعمة تبدو الخلطة بلون بني مثل الخلطات التي تحتوى على نسبة أسفلت منخفضة ، وهى يمكن تمييزها من الفرق الواضح بينها وبين المخلوط المنتظم التدرج ، كذلك من سلوك المخلوط أثناء الفرش و الهرس أسفل الهراسات. 2-3-3 مكونات الخلطة الأسفلتية الساخنة تتكون الخلطة الأسفلتية من الأسفلت الصلب (أسفلت أسمنتي) كرابط أسفلتي ومن ركام (خليط من كسر الأحجار المتدرجة والرمل) والبودرة وهى كالآتي : 1) الرابط الأسفلتي الأسفلت ا

مؤشر أساسي في الكشف عن أي تغيير حدث في الخصائص الفيزيائية لمواد الخلطة وجودتها ولذلك يجب ان لا يكون الفرق بين قيمة كثافة مارشال اليومية وقيمة كثافة مارشال التي تم تحديدها في الخلطة التصميمية عن ± 0.05 وفي حال عدم حتقيق ذلك يستوجب التأكد من المواد الأولية للخلطة الاسفلتية (ركام و بيتومين) عن طريق اخذ عينات منها واجراء الفحوصات اللازمة عليها للوقوف على موضع الخلل ومعالجته اما باستبعاد المواد المخالفة في حال ان كمياتها كانت قليلة جداً أو إعادة تصميم خلطة اسفلتية جديدة تتناسب مع خواص تلك المواد. بعد ذلك يتم يتم غمر نماذج مارشال المدموكة في الماء على درجة حرارة 60 درجة مئوية وبعدها يستخرج 3 قوالب وتفحص بجهاز كسر مارشال لتحديد قيمة ثبات مارشال وقيمة الزحف اما باقي القوالب فتستخرج بعد 24 ساعة لتفحص أيضا في جهاز كسر مارشال لتحديد قيمة الثبات على مدة 24 ساعة ليتم بعد ذلك حساب وتحديد نسبة الفاقد في ثبات مارشال. اخيرا تجمع النتائج والقيم الحسابية للفحوصات ويتم عمل تقرير فني يلخص النتائج النهائية لتلك الفحوصات و مقارنتها مع قيم المواصفات الخاصة بها والواردة في تقريرالخلطة التصميمية المعتمدة للتقييم الفني واعتمادها. تحديد نسبة درجة الرك والسماكة للخلطة الاسفلتية المنفذة: من أجل الاعتماد النهائي لأعمال الخلطة الاسفلتية يتوجب تحديد درجة الرك للخلطة الاسفلتية المنفذة وتحديد سماكتها وهذا يتم عن طريق أخذ عينات لبيه (فحص الكور) من طبقة الاسفلت المنفذة حيث يتم تحديد سماكة الطبقة المنفذة من خلال قياس سماكة العينة اللبيه المؤخوذة من الطبقة وبعد ذلك يتم تجفيف العينات اللبيه بعد تنظيفها من مواد البيس كورس العالقه بها وازالة اي مواد مفككه منها ثم يتم توزينها في الماء وفي احلالة المشبعة والجافة ويتم حساب قيمة الوزن النوعي الجاف للعينات ثم تقسم تلك القيمة على قيمة الوزن النوعي الجاف لنموذج مارشال الذي تم تحديده سابقاً كما اسلفنا لنحصل على قيمة نسبة درجه الرك. يتم عمل تقرير ملخص لنتائج درجات الرك والسماكات ومقارنتها بالمواصفات الخاصة بها لتقييمها. 2-3-2 أنواع الخلطات الأسفلتية تتعدد أنواع الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال إنشاء الطرق وتتراوح بين : 1) الخلطات الأسفلتية الباردة ( Cold Bituminous Mix). 2) الماكدام المسقى بالأسفلت ( .( Penetration Macadam 3) الأسفلت المصبوب (الماستيك) ( Mastic Asphalt ). 4) الأسفلت الناعم ( .( Sheet Asphalt or Rolled Asphalt 5) الأسفلت الرملي ( Sand Asphalt ). 6) الخلطات الأسفلتية الساخنة ( .( Hot Mix Asphaltic Concrete 1) الخلطات الأسفلتية الباردة ( Cold bituminous Mix ( تُستخدم الخلطات الأسفلتية الباردة في أعمال ترميم الطرق في حالة وجود الحفر و المطبات التي تتكون في أسطح الطرق ، كما يمكن استخدامه كطبقة رابطة أو طبقة سطحية في حالة الطرق الثانوية ، ويلزم عمل طبقة دهان للسطح في هذه الحالة (حالة استخدامها كطبقة سطحية) لوجود فراغات في السطح ، نظراً لأن الأسفلت السائل هو الذي يستخدم في هذا النوع من الرصف ويكون تدرج المواد مفتوح في هذه الحالة لكي يسمح بتبخر المذيب الموجود في الأسفلت ، وطبقة الدهان تتكون من الأسفلت السائل والرمل والسن. مميزات الخلطات الأسفلتية الباردة استخدام المواد المحلية مع معدات بسيطة بالمقارنة بالخلطات الساخنة وكذلك عدم الحاجة إلى تسخين الركام مما يوفر التكاليف وتعتبر ملائمة لأعمال الصيانة و الترميمات وتغطية الطرق ذات المرور الخفيف. عيوب الخلطات الأسفلتية الباردة سطح غير ناعم ويلزم تغطية بطبقة دهان. 2) الماكدام المسقى بالأسفلت ( Penetration Macadam ) تُستعمل هذه الطريقة كطبقة سطحية في حالات المرور المتوسط إلا أنها تُستعمل على نطاق واسع كطبقة أساس لجميع درجات المرور ، وبصفة خاصة الثقيل عندما يتم وضع طبقة سطحية أعلاها. وتتكون هذه الطريقة من طبقة من الأحجار الصلبة المكسرة الغليظة تفرش ثم تسقى بالأسفلت الأسمنتي الساخن للعمل كمادة رابطة لهذه الأحجار ثم يتلو تلك الطبقة طبقة أخرى أو أكثر من الأحجار ذات أحجام أقل من المستعملة في الطبقة السابقة لها على أن تسقى كل طبقة بالأسفلت الصلب. مزايا هذه الطريقة أنها قد لا تحتاج إلى معدات كثيرة حيث أنه يمكن فرش الأحجار المكسرة وتوزيع الأسفلت يدوياً ولذلك تفضل هذه الطريقة في المناطق التي تتوفر فيها الأحجار و الأيدي العاملة بأجور مناسبة. عيوب هذه الطريقة أهم العيوب لعدم استخدام هذه الطريقة هو الاستهلاك الضخم من الأحجار في سبيل الحصول على حجمين أو أكثر من الحبيبات. ويُراعى ألا يزيد سمك الطبقة عن أقصى حجم للأحجار بمقدار كبير ، وكثيراً ما يصعب الحصول سطح مستوى ومنتظم بسبب كبر حجم الأحجار ، وفى حالة وضع هذا النوع على تربة أساس ذات ليونة عالية فإنها يفضل فرش طبقة من الرمال أو المواد الرفيعة بسمك حوالي 10 سم تمنع غرز الأحجار في التربة. 3) الأسفلت المصبوب (الماستيك) ( Masti

صمة بعد غسيلها وتجفيفها للتأكد من مطابقة نسب تدرج مواد الحصمة في الخليط مع نسب تدرج الخلطة التصميمية المعتمدة وفي حال ظهور أي شذوذ في قيم تلك النسب يتم اشعار مشغل الخلاطة المركزية بتصويب وضع المناخل في المحاقين الساخنة أو ضبط توزين المواد فيها حسب التصميم المعتمد. 2. فحص قوالب مارشال: حيث تدمك الخلطة المنفولة في قوالب مارشال القياسية عدد 6 قوالب وبعدد ضربات حسب نوع السير فإن كان سير ثقيل تعتمد 75 ضربة لكل قالب على الوجهين وفي حال السير الخفيف تعتمد 50 ضربه. وبعد أن تبرد القوالب تستخرج الخلطة المدموكة منها والتي تسمى نماذج مارشال المدموكة والتي تأخذ شكل القلب الاسطواني حيث يتم توزينها في الهواء في الحالة الجافة والحالة المشبعة وفي الماء ليتم تحديد قيمة الوزن النوعي الجاف والتي تشكل مرجع أساسي لتحديد درجة الرك للطبقة الاسفلتية كما و يتم حساب نسبة الفراغات الهوائية والمعدنية من خلالها وأيضا تعتبر قيمة الوزن النوعي الجاف للخلطة الاسفلتية مؤشر أساسي في الكشف عن أي تغيير حدث في الخصائص الفيزيائية لمواد الخلطة وجودتها ولذلك يجب ان لا يكون الفرق بين قيمة كثافة مارشال اليومية وقيمة كثافة مارشال التي تم تحديدها في الخلطة التصميمية عن ± 0.05 وفي حال عدم حتقيق ذلك يستوجب التأكد من المواد الأولية للخلطة الاسفلتية (ركام و بيتومين) عن طريق اخذ عينات منها واجراء الفحوصات اللازمة عليها للوقوف على موضع الخلل ومعالجته اما باستبعاد المواد المخالفة في حال ان كمياتها كانت قليلة جداً أو إعادة تصميم خلطة اسفلتية جديدة تتناسب مع خواص تلك المواد. بعد ذلك يتم يتم غمر نماذج مارشال المدموكة في الماء على درجة حرارة 60 درجة مئوية وبعدها يستخرج 3 قوالب وتفحص بجهاز كسر مارشال لتحديد قيمة ثبات مارشال وقيمة الزحف اما باقي القوالب فتستخرج بعد 24 ساعة لتفحص أيضا في جهاز كسر مارشال لتحديد قيمة الثبات على مدة 24 ساعة ليتم بعد ذلك حساب وتحديد نسبة الفاقد في ثبات مارشال. اخيرا تجمع النتائج والقيم الحسابية للفحوصات ويتم عمل تقرير فني يلخص النتائج النهائية لتلك الفحوصات و مقارنتها مع قيم المواصفات الخاصة بها والواردة في تقريرالخلطة التصميمية المعتمدة للتقييم الفني واعتمادها. تحديد نسبة درجة الرك والسماكة للخلطة الاسفلتية المنفذة: من أجل الاعتماد النهائي لأعمال الخلطة الاسفلتية يتوجب تحديد درجة الرك للخلطة الاسفلتية المنفذة وتحديد سماكتها وهذا يتم عن طريق أخذ عينات لبيه (فحص الكور) من طبقة الاسفلت المنفذة حيث يتم تحديد سماكة الطبقة المنفذة من خلال قياس سماكة العينة اللبيه المؤخوذة من الطبقة وبعد ذلك يتم تجفيف العينات اللبيه بعد تنظيفها من مواد البيس كورس العالقه بها وازالة اي مواد مفككه منها ثم يتم توزينها في الماء وفي احلالة المشبعة والجافة ويتم حساب قيمة الوزن النوعي الجاف للعينات ثم تقسم تلك القيمة على قيمة الوزن النوعي الجاف لنموذج مارشال الذي تم تحديده سابقاً كما اسلفنا لنحصل على قيمة نسبة درجه الرك. يتم عمل تقرير ملخص لنتائج درجات الرك والسماكات ومقارنتها بالمواصفات الخاصة بها لتقييمها. هم جداً أن يتواجد فريق متخصص لضبط جودة مواد الخلطة الاسفلتية من خلال توفير مختبر موقعي مجهز لتلك الغاية يساعد الفريق الفني المختص على إجراء جميع الفحوصات اللازمة بشكل دوري للتحقق من جودة الخلطة الاسفلتية.إن الفحوصات التي يجب اجراءها على عينات الخلطة الاسفلتية تستدعي الدقة المتناهية في الأجهزة المخبرية وفي أداء الفني الفاحص لذا يتوجب عمل معايرة الأجهزة المخبرية قبل الشروع في استخدامها. من اهم تلك الفحوصات والتي تجرى على العينة المنفولة المأخوذة من الخلطة الاسفلتية بعد الفرد مباشرة وقبل الدحل والتي نوضحها كمايلي : 1. فحص الفصل للبيتومين: وهو فحص يتم فيه فصل مادة البتومين عن الحصمة وتحديد نسبتها في الخليط و من ثم يجري فحص التدرج الحجمي على الحصمة بعد غسيلها وتجفيفها للتأكد من مطابقة نسب تدرج مواد الحصمة في الخليط مع نسب تدرج الخلطة التصميمية المعتمدة وفي حال ظهور أي شذوذ في قيم تلك النسب يتم اشعار مشغل الخلاطة المركزية بتصويب وضع المناخل في المحاقين الساخنة أو ضبط توزين المواد فيها حسب التصميم المعتمد. 2. فحص قوالب مارشال: حيث تدمك الخلطة المنفولة في قوالب مارشال القياسية عدد 6 قوالب وبعدد ضربات حسب نوع السير فإن كان سير ثقيل تعتمد 75 ضربة لكل قالب على الوجهين وفي حال السير الخفيف تعتمد 50 ضربه. وبعد أن تبرد القوالب تستخرج الخلطة المدموكة منها والتي تسمى نماذج مارشال المدموكة والتي تأخذ شكل القلب الاسطواني حيث يتم توزينها في الهواء في الحالة الجافة والحالة المشبعة وفي الماء ليتم تحديد قيمة الوزن النوعي الجاف والتي تشكل مرجع أساسي لتحديد درجة الرك للطبقة الاسفلتية كما و يتم حساب نسبة الفراغات الهوائية والمعدنية من خلالها وأيضا تعتبر قيمة الوزن النوعي الجاف للخلطة الاسفلتية

لى للمحتوى البيتوميني للخليط, يعاد تحضير ستة قوالب مارشال لتلك النسبة بنفس الطريقة السابقة مخبرياً ويتم إجراء الفحوصات المطلوبة (الكثافة النوعية، ثبات مارشال والزحف) ويتم حساب نسب الفراغات المعدنية والهوائية للتأكد من دقة اختيار النسبة المثلى للمحتوى البيتوميني للخلطة الاسفلتية التصميمية. اعتمد بعد ذلك الخلطة الاسفلتية التصميمية للعمل بها كخلطة اسفلتية تشغيلية ويتم عمل خلطة تجريبية في الخلاطة المركزية ويجرى عليها جميع الفحوصات المطلوبة لاعتمادها النهائي . يتوجب مراقبة جودة المواد المورده للخالطة الاسفلتية من خلال أخذ عينات دورية وإجراء الفحوصات المخبرية التي تؤكد صالحية خصائص المواد لتحقيق قيم الخلطة الاسفلتية التصميمية وفي حال ظهور اختلاف واضح في قيم بعض الخصائص الفيزيائية لتك المواد مثل الوزن النوعي والامتصاص أو تدرج المواد الحجمي ناتج المحاقين الساخنة يعاد تصميم خلطة اسفلتية جديدة تتناسب قيمها مع الخصائص الجديدة للمواد المستخدمة في الخلطة. أعمال تنفيذ الخلطة الاسفلتية الساخنة: إن تنفيذ الخلطة الاسفلتية الساخنة يتطلب توفير معدات خاصة وظروف جوية مناسبة لهذا الغرض والتي سنستعرضها كما يلي : الفرادة الاسفلتية وهي الآله الرئيسية في أعمال تنفيذ الخلطة الاسفلتية وهي تقوم بفرد الخلطة الاسفلتية على شكل طبقة متجانسة الخلط ومتساوية السطح و ذات سماكة ثابتة حسب المطلوب . مدحلة الحديد وهي الآله التي تقوم بدحل الخلطة الاسفلتية مباشرة بعد فردها باستخدام الرج . المدحلة المطاطية (الكاوتشوك) وهي المدحلة التي تقوم باستكمال عملية الدحل بدون رج وذلك للحصول على سطح ناعم ومصمت . أما الظروف الجوية قيجب ان لا تقل درجة حرارة الجو عن 6 درجات مئوية وهي في صعود وأن لا تكون الأجواء ماطرة أو مغبرة جداً أو هناك رياح نشطة جداً تؤثر على عملية تنفيذ الخلطة الاسفلتية. أما عملية التنفيذ للخلطة الاسفلتية فتبدأ بتوريد الخلطة الاسفلتية من الخلاطة المركزية الاسفلتية عن طريق شاحنات كبيرة وذات عدد كافي لضمان عدم انقطاع التوريد للخلطة الاسفلتية للموقع و لتأمين عملية رصف متواصلة تقلل من فواصل اللحام البارده العرضية والطولية, حيث تبدأ تلك الشاحنات بتفريغ حمولتها بالتتابع في خزان الفرادة ومن ثم تبدأ عملية فرد الخلطة الاسفلتية بعد تحديد ارتفاع واستوائية بلاطة الفرادة للحصول على السماكة المطلوبة للطبقة الاسفلتية والاستوائية العرضية كما ويتم خلال عملية الفرد التدقيق المتواصل على سماكة الخلطة من خلال غرز قضيب معدني طوله 1.5 متر ومحدد عليه قياس السماكة المطلوبة للخلطة الاسفلتية قبل الدحل والتي عادة تكون 1.3 من سماكة طبقة الاسفلت النهائية المطلوبة بعد الدحل. كما ويجب الاخذ بعين الاعتبار بأن عملية فرد الخلطة الاسفلتية تبدا دائما من أخفض نقطة وصعوداً إلى الأعلى في حالة تنفيذ الطرق ذات الميول الطولية التي يزيد الميل فيها عن 1 %. الفرادة الاسفلتية بعد اتمام عملية الفرد بنجاح يبدأ عمل مدحلة الحديد مباشرة وهنا يجب التدقيق على درجة حرارة الخلطة الاسفلتية والتي يجب ان لا تقل عن 120 درجة مئوية، اما بالنسبة لعدد التمريرات لمدحلة الحديد الازمة على الخلطة الاسفلتية يجب أن تحدد مسبقاً من خلال عمل مقطع تجريبي للخلطة الاسفلتية وتحديد عدد التمريرات المناسبة لمدحلة الحديد لتحقيق درجة الرك المطلوبة ويحذر من المبالغة في استخدام مدحلة الحديد وزيادة عدد التمريرات عن ماهو مطلوب وذلك حتى لا يحدث تكسير وتهشيم للحصمة في الخلطة الاسفلتيهةوالذي يؤثر سلباً على سلوكها وشاغليتها في الخلطه. إن بداية عمل مدحلة الكاوتشوك يجب أن لا يتأخر بعد اتمام مدحلة الحديد عملها وفي حالات الجو البارد نسبياً يفضل استخدام الزيت النباتي في عملية ترطيب عجلات المدحلة بدلاً من الماء. الفحوصات المخبرية ومتابعة جودة الخلطة الاسفلتية: إن متابعة جودة الخلطة الاسفلتية هي من أهم الخطوات التي يجب القيام بها لضمان خلطة اسفلتية ذات أداء جيد ودميومة تشغيلية تتناسب مع العمر الافتراضي للخلطات الاسفلتية المنفذة وهذا بحد ذاته عنصر مهم في الناحية الاقتصادية لتكلفة الصيانة الدورية لها. وعليه فمن الم هم جداً أن يتواجد فريق متخصص لضبط جودة مواد الخلطة الاسفلتية من خلال توفير مختبر موقعي مجهز لتلك الغاية يساعد الفريق الفني المختص على إجراء جميع الفحوصات اللازمة بشكل دوري للتحقق من جودة الخلطة الاسفلتية.إن الفحوصات التي يجب اجراءها على عينات الخلطة الاسفلتية تستدعي الدقة المتناهية في الأجهزة المخبرية وفي أداء الفني الفاحص لذا يتوجب عمل معايرة الأجهزة المخبرية قبل الشروع في استخدامها. من اهم تلك الفحوصات والتي تجرى على العينة المنفولة المأخوذة من الخلطة الاسفلتية بعد الفرد مباشرة وقبل الدحل والتي نوضحها كمايلي : 1. فحص الفصل للبيتومين: وهو فحص يتم فيه فصل مادة البتومين عن الحصمة وتحديد نسبتها في الخليط و من ثم يجري فحص التدرج الحجمي على الح

كل ما نسبته في الخليط ما بين 3.5 % إلى 5.5 % عادة ، حيث تعتمد تلك النسب على نوعية الركام المستخدم و درجة امتصاصه ومدى نعومة تدرج الخليط. إن وظيفة البيتومين في الخلطة الاسفلتية هو ربط جزيئات خليط الحصمة مع بعضها البعض لتصبح كتلة واحدة مترابطة ومتماسكة بعد خلطها ودمكها مع بعضها ويتاثر البيتومين (الاسفلت) بشكل كبير عند تعرضه للأجواء والظروف الخارجية و تفاوت درجات الحرارة والرطوبة و مياه الأمطار و تراكم الثلوج والإنجماد والتي تحدث مع تقلب فصول السنة كما ويتأثر البيتومين بالأكسدة الطبيعية لمكوناته والتي تزداد نسبتها بالتقادم لعمر الخليط البيتوميني حيث يفقد البيتومين بشكل تدريجي لزوجته و من ثم تبدأ الخاصية الترابطية (BONDING AGENT) بالتدني والتي تؤثر بشكل رئيسي على درجة مرونة الخلطة البيتومينية وأداءها وعمر الخدمة لها. وللبيتومين أيضاً فحوصات أولية تحدد فيه خصائصه الفيزيائية والكيميائية ودرجة الغرز وغيرها والتي يوصى باجراءها بشكل دوري للتاكد من درجة أداء البيتومين في الخلطة الاسفلتية حيث يفيد ذلك في معرفة تقريبية عن عمر و ديمومة الخلطة الاسفلتية. تصميم الخلطات الاسفلتية وطرقها: هناك عدة طرق لتصميم الخلطات الاسفلتية منها مثال طريقة مارشال Marshall Method وطريقة فيم Hveem Method و طريقة السوبر بيف Superpave Method وهي طريقة حديثة, أما الطريقتان الأوليتان فهما تعتمدان على التجربة. أما السوبر بيف فهي طريقة تعتمد على النظرية والتجربة بنفس الوقت وهناك عده فروقات أخرى في كيفية اختيار مواد الخلطة وطرق اجراء التجربة وظروف التجارب نفسها.وأهم هذه الفروقات هو كيفية دمك العينات ففي طريقة مارشال يتم دمك القوالب بالصدم أما في طريقة السوبر بيف فيتم دمك العينات بطريقة التأرجح بالضغط الساكن وتعتبر أكثر تمثيلاً للواقع. ولكن الطريقة الأكثر شيوعاً هي طريقة مارشال والتي سنقوم باستعراض خطواتها ومراحلها. التصميم بطريقة مارشال كما اسلفنا يعتمد على التجربة في تحديد نسبة البيتومين المثلى والتي يتحقق عندها افضل قيم للخصائص الأساسية للخلطة وهي الفراغات الهوائية و الفراغات المعدنية وكثافة مارشال وثبات مارشال والزحف. مراحل وخطوات تصميم الخلطة الاسفلتية بطريقة مارشال : تحديد الخلاطة المركزية الاسفلتية والتي ستكون مصدر لانتاج الخلطة الاسفلتية الساخنة مع التاكد من معايرة موازينها و سعتها. أخذ عينات من الحصمة المشونه داخل المحاقين الباردة للخلاطة لاجراء الفحوصات الاولية المطلوبة للتأكد من صالحية المواد وجودتها . أخذ عينات من الحصمة في المحاقين الساخنة للخلاطة ويفضل أخذ ثالث عينات من كل محقان من ثالث خلطات متتالية. أخذ عينات من البيتومين (الاسفلت) من صهريج الخلاطة. ثم نبدأ بإجراء الفحوصات اللازمة على المواد التي تم احضارها من الخلاطة المركزية وبعد ذلك يبدأ الإعداد لتصميم الخلطة الاسفلتية والذي يعتمد على معرفة التدرج الحجمي للمحاقين الساخنة والوزن النوعي لها حيث نبدأ بالخطوات التالية: تصميم خليط الحصمة الخشنة والناعمة ( COMBINED AGGREGATE )عن طريق تحديد النسب الملائمة لانتاج خليط متجانس تكون قيم تدرج الحصمة للمار من المناخل المطلوبة ضمن المدى المحدد لكل منخل فيها حسب المواصفات القياسيه المعتمدة. عمل قوالب مارشال من الخليط التصميمي للحصمة بعدة نسب من البيتومين ( 6 قوالب لكل نسبة بيتومين ) حيث يتم خلط الحصمة والبيتومين في مختبر مجهز بالأدوات اللازمة لفحوصات الخلطة الاسفلتية والتي أهمها جهاز دمك مارشال حيث يدمك الخليط على درجة حرارة (155 درجة مئوية) وبواقع 75 ضربة لكل وجه من قالب المارشال اذا كان التصميم لخلطة اسفلتية للسير الثقيل ويمكن أن يكون عدد الضربات أقل حسب تصنيف قوة السير (ثقيل ، متوسط , خفيف) ثم تترك القوالب لتبرد حتى درجة حرارة ( 21 درجة مئوية). يتم تحديد الوزن النوعي لكل قالب مدموك حيث يتم حساب الفراغات الهوائية و الفراغات المعدنية لكل مجموعة قوالب تمثل نسبة بيتومين معينة تم خلطها مع الحصمة. يتم بعد ذلك فحص القوالب بجهاز فحص ثبات مارشال وقيمة الزحف بعد غمرها بالماء لمدة نصف ساعة. يتم توثيق جميع النتائج في جدول ويتم رسم منحنيات العلاقة ما بين كل من قيمة الفراغات الهوائية والفراغات المعدنية وثبات مارشال والزحف وكثافة مارشال مع نسب البيتومين ليتشكل لدينا خمسة منحنيات. يتم اختيار النسبه المثلى للبيتومين من خلال تحقيقها لأفضل قيمة للفراغات الهوائية وأفضل قيمة لثبات مارشال بشرط تحقيق باقي القيم (الفراغات المعدنية، الزحف) للمواصفات القياسية المطلوبة كما ويوصى الأخذ بعني الإعتبار بحساب نسبة البيتومين الفعال في الخلطة الاسفلتية وهي النسبة التي تحدد المحتوى البيتوميني اللازم لتشغيل الخلطة الاسفلتية كرصفة مرنة مثالية وتأمين تغليف بيتوميني تام لجميع جزيئات الحصمة في الخليط مما يزيد من كفاءة أداء الخلطة الاسفلتية و دميومتها. بعد ايجاد وتعيين النسبة المث

6- يوضع الركام الساخن في الخلا طة ويخلط جيداً ، ثم تحفر حفرة في الركام ويضاف الإسفلت الساخن بالكمية المحددة ، وتخلط المكونات حتى تصبح جميع الحبيبات مغلفة بالإسفلت . 4- دك العينات : ينظف القالب ومطرقة الدك ثم يسخنان إما في ماء مغلي أو لوحة معدنية ساخنة في درجة حرارة 93.3 – 148.9 مْ ، وتوضع العينة في القالب وتدك بالسكين 15 مرة حول محيط القالب و 10 مرات في القالب داخل الحلقة ، وترفع الحلقة ويجعل سطح العينة على شكل كروي ثم تعاد الحلقة ويوضع القالب على القاعدة الخشبية وتدك العينة 75 أو 50 ضربة ( حسب نوع المرور لطبقة الرصف ) من المطرقة التي تسقط من ارتفاع 457.2 ملم ، على أن يكون محور المطرقة عمودياً قدر الإمكان على مستوى القاعدة ، ثم يقلب القالب والعينة ويعاد الدك بنفس عدد الضربات . إذا كانت عينات الخلطة الإسفلتية ممثلة لعينة مأخوذة من الموقع تكون درجة حرارة الخلطة عند الدك 135 مْ . ويرفع القالب ويوضع فوق الحلقة ويطرق طرقاً خفيفاً جداً يكفي لإخراج العينة في الحلقة ، ثم ترفع الحلقة من العينة وتوضع العينة على أرضية صلبة مستوية لمدة ليلة ثم توزن وتقاس أبعادها . 5- طريقة الفحص : 1- تغمر العينات التي تم دكها وبردت وتم اختبار كثافتها في حمام مائي لمدة 30 – 40 دقيقة عند درجة حرارة 60 ± 1 مْ للإسفلت المحول . 2- ينظف رأس الكسر والقضبان ويشحن القضيبان على القضبان حتى تنزلق في الجزء العلوي بسهولة وتكون درجة حرارة رأس الكسر 21.1 – 37.8 وذلك بغمره في حمام مائي . 3- تخرج العينة من الحمام وتوضع في الجزء السفلي من رأس الكسر ويوضع الجزء العلوي فوق العينة ويوضع الجميع على جهاز الكسر ، ثم يوضع جهاز قياس الانسياب على أحد القضيبين ويضبط على الصفر ويثبت جهاز القياس جيداً أثناء الاختبار . 4- يشغل المحرك ( آلياً أو يدوياً ) بسرعة ثابتة مقدارها 50.8 ملم لكل دقيقة حتى يصل المؤشر ( قراءة العداد الخاص Proving Ring ) إلى أقصى قراءة ويبدأ بالرجوع . أقرأ مقياس الضغط وحول القراءات إلى وحدات الضغط وسجل قراءة الانسياب حالما يصل الحمل إلى الحد الأقصى ويبدأ بالرجوع ، يجب ألا يستغرق الاختبار أكثر من 30 ثانية من لحظة وضع العينة في رأس الكسر حتى النهاية ، ويسجل الانسياب حسب العداد 0.01 ملم أو 0.254 . 5- إذا تم الفحص على عينات يختلف ارتفاعها عن 63.5 ملم تضرب القراءة في معامل التصحيح كما هو مذكورة في الجدول رقم ( 15 ) . 6- الحسابات : 1- يتم حساب كثافة العينات باستخدام الطريقة القياسية لعينات خلطة إسفلتية مدكوكة كما تم ذكره سابقاً في المواصفة ( AASHTO T-166 – ASTM D 2725 ) ، ويتم حساب معدل الكثافة لكل ثلاث عينات على نسبة الإسفلت الواحدة ثم نرسم الشكل الذي يبين العلاقة بين نسبة الإسفلت ( على محور السينات ) والفراغات الهوائية ( % ) والفراغات في الركام المملوءة بالإسفلت ( % ) . 2- يتم إجراء الحسابات الخاصة بالفراغات في الركام والفراغات الهوائية ، ويتم عمل أشكال تبيت العلاقة بين نسبة الإسفلت ( محور السينات ) والفراغات الهوائية ( % ) والفراغات في الركام المملوءة بالإسفلت ( % ) . 3- ترسم العلاقة بين نسبة الإسفلت ومعدل القوة ( ثبات مارشال ) ( ثلاث عينات ) ، ويرسم شكلاً يبين العلاقة بين نسبة الإسفلت ومعدل الانسياب ( ثلاث عينات ) . 4- يتم تحديد نسبة الإسفلت التي تحقق أعلى كثافة وأعلى ثبات ( قوة ) وفراغات هوائية عند منتصف المواصفات . أي إذا كانت المواصفات للفراغات الهوائية 3 – 5 % تكون النقطة التي يتم تحديد نسبة الإسفلت عندها لشكل الفراغات الهوائية هي 4 % . ثم يوجد معدل هذه القراءات الثلاثة لنسب الإسفلت ويدقق إذا كانت هذه النسبة ( معدلها ) تحقق شروط الانسياب المطلوبة والفراغات المعدنية المطلوبة . وإذا لم تحقق الشروط فيعدل في اختيار هذه النسبة بالزيادة أو النقصان حتى الوصول إلى النسبة التي تحقق الشروط المطلوبة . 7- التقرير : يتضمن التقرير نوع العينة والقوى المصححة والانسياب كمعدل لثلاث عينات لكل نسبة إسفلت ، ويتم رسم العلاقات البيانية السابقة ، ويتضمن التقرير درجة حرارة الاختبار ونوع العينة ( مختبر أو من الموقع ) . *مكونات الخلطة الاسفلتية (خليط الحصمه والبيتومين). اما خليط الحصمه فهو من الحصمه الطبيعية المكسرة المتدرجة الحجم وغالبا ما يكون التدرج الحجمي لتلك الحصمة ما بين مقاس الحجم 1.5 انش وحتى المقاس 75 مايكرون حيث يتحدد المقاس الحجمي الأكبر المستخدم في الخليط حسب سماكة الطبقة الاسفلتية. يجب ان تكون الحصمة المستخدمة في الخليط ذات جودة عالية يتم التاكد منها عن طريق اجراء الفحوصات الأولية والتي تبين مدى مقاومتها للظروف الجوية والاحتكاك والتآكل ونسبة الطين والأملاح وامتصاص الماء والمواد العضوية وغيرها والتي تم تحديد قيم عليا ودنيا لها لتكون الفيصل في الحكم على مدى صالحية و جودة الحصمة المنوي استخدامها في الخلطة الاسفلتية. اما البيتومين (الاسفلت) والذي يش

هندسة مدنية ..م/ عمر الزريقي: تصميم الخلطات الإسفلتية باستخدام جهاز مارشال AASHTO T -245-7 . تحدد هذه الطريقة تصميم الخلطات الإسفلتية في المختبر باستخدام طريقة مارشال . والهدف الرئيسي لتصميم الخلطة هو إيجاد خليط اقتصادي من المواد ذو تدرج ، ونسبة إسفلت تعطي الخليط الخواص الآتية : ‌أ ) نسبة الإسفلت كافية لضمات الديمومة والمرونة في الخلطة . ‌ب ) قوة كافية لمقاومة الانسياب توفي بمتطلبات المرور بدون حدوث أي تشوهات . ‌ج ) فراغات هوائية كافية في الخليط الكلي المدكوك تسمح باستيعاب الإسفلت وإبقاء جزء من الفراغات مملوءة بالهواء حتى إذا دكت الخلطة تحت تأثير السير تحرك الإسفلت إلى الفراغات الهوائية الباقية ، وإذا لم تتوفر الفراغات ينزف الإسفلت ويصعد للسطح ، أما إذا كانت الفراغات الهوائية كثيرة فتصبح الخلطة مسامية ويدخلها الهواء ويتسببان في تخريبها . ‌د ) القابلية لسهولة التعامل معه . 2- الأجهزة : 1- قوالب أسطوانية قطرها 101.6 ملم وارتفاعها 76.2 ملم مع قاعدة متحركة وحلقة إضافية لها نفس قطر القالب ، وتوضع فوق القالب لزيادة ارتفاعها وليستوعب الخلطة قبل الدك . 2- جهاز لإخراج العينة من القالب وهو على شكل قرص قطره 100 ملم وسمكه 13 ملم . 3- مطرقة مؤلفة من قرص معدني دائري منبسط مثبت في وسطه عمود حديدي وتنزلق على العمود حلقة وزنها 4536 جم تسقط من ارتفاع 457.2 ملم . 4- قاعدة دك خشبية أبعادها 203.2 × 203.2 × 457.2 ملم مغطاة بلوحة معدنية بأبعاد 304.8 × 304.8 × 25.4 ملم ، وتكون القاعدة من خشب زان ، ومثبتة على أرضية خرسانية بزوايا حديدية ، ويكون الغطاء المعدني ثابتاً على القاعدة الخشبية ، ويجب أن تكون مستوية وقطعة الخشب رأسية على الشاقول . 5- أداة لمسك القالب والحلقة والقاعدة وتثبيتهما أثناء الدك . 6- رأس الكسر ( Breaking Head ) مؤلفة من قطعتين عليا وسفلى للعينة ، وكل واحدة على شكل نصف أسطوانة قطرها 50.8 ملم ، ترتكز القطعة السفلى على قاعدة مستوية ويبرز منها عند رؤوس الشكل الأسطواني قضيبان حديديان رأسيان . وعند وضع القطعة العليا من رأس الكسر فوق السفلى يدخل القضيبان العموديان في الحلقتين الموجودتين في القطعة العليا . 7- رافعة تحميل – مثبته على إطار معدني ومتحركة إلى أعلى حركة منتظمة تبلغ عند التشغيل 50.8 ملم / الدقيقة . 8- حلقة قياس قوة الضغط ( Proving Ring ) بقدرة 2276 كجم مثبت في وسطها مؤشر قياس يعطي أرقام تحول فيما بعد إلى قوة حسب نوع الحلقة حيث يجب عمل معايرة لها لتحديد دقتها . 9- جهاز لقياس الانسياب أو الحركة الرأسية أثناء الضغط موصول بعداد ينزلق في داخل أحد القضبان الرأسية المثبتة في رأس الكسر ، وعادة يصفر هذا العداد عندما تكون العينة الإسفلتية بين فكي رأس الكسر ، ويجب أن تكون دقة هذا العداد هي 0.25 ملم ( 0.01 بوصة ) لكل تقسيم من تقاسيم العداد . 10- أفران أو لوحات ساخنة من أجل تسخين الركام والإسفلت والقوالب والمطرقة وأية أدوات تستعمل في الخلط ، ويجب أن يتم التحكم بوسائل التسخين حتى تبقى درجة الحرارة حسب المطلوب . 11- خلاطة ميكانيكية قادرة على خلط المواد بشكل منتظم وبشكل تصبح معه كل حبات المواد مغلفة بالبيتومين . 12- حمام مائي عمقه 150 ملم وبع جهاز للتحكم في درجة الحرارة لإبقائها عند 60 ± 1 م ْ ، ويزود الحمام برف به ثقوب يرتفع عن قاعدة الحمام مقدار 50.8 ملم . 13- حمام هوائي من أجل استعماله لمخلوط الإسفلت المحلول Asphalt Cut Back ، ويعطي حرارة مقدارها 25 ± 1 مْ . 14- أدوات متفرقة مثل أوعية لتسخين الركام وأوعية لتسخين الإسفلت ، ومقلاة ، ودورق ، وعلب ، وأدوات خلط مثل المسطرين والسكين ، وموازين حرارة لتحديد حرارة الركام والإسفلت ، والخلطة تتراوح قدراتها من 9.9 – 240 مْ وموازين عادية وأخرى دقيقة ، وقفازات وطباشير وملعقة ومغرفة . 3- تحضير العينات : 1- تحضر ( 3 ) عينات لكل نسبة من نسب الإسفلت ( تمثل محاولة واحدة ) . 2- يجفف الركام في درجة حرارة ( 105 – 110 مْ ) حتى ثبات الوزن ، ثم يفصل الركام بعد تبريده على المناخل 25 ، 19 ، 9.5 ، 4.75 ، 2.36 ، 1.18 ملم . 3- تحدد درجة الحرارة اللازمة لتسخين الإسفلت للخلط بأنها التي تجل لزوجة الإسفلت 170 ± 20 سنتي ستوك (CST) أمام الحرارة اللازمة للدك فهي التي تكون فيها اللزوجة مقدارها 280 ± 30 سنتي ستوك (CST) . 4- يتم اختيار الوزن من كل مقاس من المقاسات المفصولة حسب نسبة هذا المقاس من الوزن الكلي وبحيث يكون الوزن الكلي للركام للعينة الواحدة ما يقارب 1200 جم بحيث يعطي هذا الوزن بعد خلطه بالإسفلت ودكه عينة ارتفاعها 63.5 ± 1.27 ملم وقطرها 101.6 ملم . وتحضر 3 عينات من هذا الوزن لكل نسبة إسفلت ، فإذا كان هناك أربع نسب من الإسفلت فإنه يتم تحضير 12عينة . 5- تسخن عينات الركام في الفرن لدرجة حرارة لا تزيد عما حدد في الفقرة 3 – 3 بأكثر من 28 مْ ، و 25 مْ للإسفلت الإسمنتي والمحلول على التوالي .