تعیین قابلیت نفوذ قیر

طول مسافتی که یک سوزن استاندارد تحت اثر باری معادل 100 gr در مدت 5 ثانیه در قیر با درجه حرارت 25 درجه سانتیگراد نفوذ می نماید. در شرایط خاص می توان میزان بار زمان بارگذاری و درجه حرارت را تغییر داد.

به این ترتیب مشخص می شود که هر قدر قیر نرم تر باشد قابلیت نفوذ آن بیشتر و سنگین تر باشد باید از قیر با درجه نفوذ کمتر استفاده نمود در عملیات راه سازی معمولا" از قیرهایی که درجه نفوذ آنها بین 30 تا 500 باشد استفاده می کنند قیرهایی که درجه نفوذ از آنها 80 باشد در آسفالت هایی نظیر بتن آسفالتی و قیرهایی با درجه نفوذ بیشتر 80 باشد در آسفالت هایی نظیر بتن آسفالتی و قیرهایی با درجه نفوذ 20 تا 50 استفاده می کنند و به طور کل آسفالت هایی که با قیرهای خالص ساخته می شوند بایستی به طور گرم پخش و کوبیده شوند.

شرح مراحل آزمایش

قیر مورد نظر را ابتدا در یک قوطی کوچک گرم نموده  کاملا" به هم می زنیم و آن را داخل ظرف نمونه ریخته و سپس آن را در یک حمام آب به مدت 1 تا 5/1 ساعت قرار داده تا خنک شود سپس آن را در دستگاهی به نام دستگاه تعیین قابلیت نفوذ قرار داده و سوزن دستگاه را روی قیر طوری تنظیم می کنیم که نوک سوزن  و نوک تصویر آن در سطح براق قیر روی یکدیگر منطبق گردند.

پس از تنظیم نوک سوزن روی سطح قیر درجه دستگاه را صفر نموده و آزمایش را بارگذاری و رها کردن سوزن شروع می نماییم پس از زمان مشخص شده قرار درجه دستگاه را قرائت می کنیم و حاصل  را به عنوان درجه نفوذ قیر مورد آزمایش گزارش می کنیم .

تعیین درجه اشتعال قیر

از آنجایی که قیر های خالص و قیرهای قطران و بخصوص قیرهای مخلوط مواد آتشگیر می باشند کار کردن با آن ها در درجات بالا خالی از خطر نبوده و احتمال آتش گیری انها وجود دارد برای تعیین نقطه اشتعال از دستگاه مذکور استفاده می گردد .

چنانچه قیر مورد آزمایش جامد یا نیمه جامد باشد آن را تا 176 درجه سانتیگراد گرم و ذوب نموده و سپس ظرف قیر دستگاه را از قیر مذاب مورد ازمایش پر نموده و می گذاریم تا در درجه حرارت محیط خشک شود ضمنا"  باید توجه داشته باشیم که سطح قیر عاری از حباب هوا بوده و آن را از گرد و غبار و خاک محفوظ نگهداریم .

قیر را در شروع آزمایش با سرعت 7/16 درجه سانتیگراد گرم نموده و هنگامی که درجه حرارت قیر به حدود 56 درجه سانتیگراد مانده به نقطه اشتعال رسید سرعت گرم کردن را   5 سانتیگراد کاهش داده تا درجه حرارت قیر به حدود 28 درجه سانتیگراد مانده به نقطه اشتعال برسد.از این پس در ازای هر 3 درجه سانتیگراد افزایش حرارت بایستی یکبار شعله را به آرامی در مسیر دایره شکل به شعاع 150 mm در صفحه ی که حداکثر فاصله آن از قسمت فوقانی نمونه 2mm باشد بگذاریم به طوری که زمان عبور شعله از روی سطح قیر حدود 1 ثانیه می باشد.

عمل گرم کردن را به همین نحو ادامه می دهیم و آزمایش شعله را نیز مرتبا" تکرار می کنیم تا شعله ای در یک نقطه از سطح قیر تشکیل شود درجه حرارتی که در آن این شعله ظاهر گردیده را نقطه اشتعال گویند چنانچه شعله تشکیل شده در نقطه اشتعال پایدار که حداقل 5 ثانیه دوام داشته باشد تشکیل شود درجه حرارتی که ترمومتر در این حالت نشان می دهد یادداشت نموده و به عنوان نقطه سوختن قیر گزارش می نماییم .

لازم به تذکر است که در روش استفاده از دستگاه رو بسته چون در حالی که نمونه ضمن گرم شدن هم زده می شود در این صورت حنی مقادیر جزیی بخارات قابل اشتعال قیر مورد آزمایش جمع آوری شده از این جهت درجه اشتعالی که در این روش تعیین می شود تا حدودی کمتر از درجه اشتعالی است در ظرف روباز به دست آید.

آزمایش تعیین طرح اختلاط آسفالت

منظور از طرح اختلاط آسفالت تعیین و مشخص نمودن معیارهایی است که بر اساس آن بتوان اولا"در کارگاه آسفالت تهیه نمود و ثانیا" بر اساس همان معیارها آسفالت پخش شده در سطح راه را کنترل نمود :

الف – وزن مخصوص واقعی آسفالت متراکم شده

ب – درصد حجمی فضای خالی آسفالت متراکم شده

ج – تاپ فشاری  آسفالت متراکم شده

د – درصد حجمی فضای خالی مصالح سنگی در آسفالت متراکم شده

با استفاده از طرح تهیه شده در کارگاه آسفالت تهیه می شود و آسفالت پخش شده در سطح راه را نیز مورد آزمایش قرار می دهند و وزن مخصوص میزان تاپ فشاری درصد فضای خالی و نیز درصد قیر و دانه بندی آن تعیین می شود و با آنچه در طرح آمده است مقایسه می گردد ناگفته نماند که دانه بندی آسفالت تهیه شده در کارگاه بوده که فرمول کارگاه نامیده می شود ایندانهبندی قبلا" توسط پیمانکار مربوطه پیشنهاد می گردد و در آزمایشگاه بر اساس فرمول کارگاه ارائه شده طرح مارشال مصالح مورد عمل تعیین می گردد.

مراحل آزمایش

ابتدا با توجه به فرمول کارگاه پیشنهاد شده 21 نمونه 1200 گرمی از مصالح مورد آزمایش که همگی دارای دانه بندی وسط حدود مجاز فرمول کارگاه باشند تهیه می کنند این نمونه ها که در ظروف فلزی قرار دارند به مدت 24 ساعت در آون 170-140 درجه سانتی گراد قرار می دهند تا تمامی دانه ها تا حد مورد نیاز گرم شوند سپس به 18 نمونه که جمعا" 6 سری سه تایی مس شوند قیر 100-85 یا 70-60 که قبلا" تا 137 درجه سانتی گراد گرم شده است اضافه می کند به نمونه ها به ترتیبی قیر اضافه می نمایند که مجموعا" 6 سری سه تایی که درصد قیر آنها نسبت به مخلوط به ترتیب از 4 . 5/4 . 5 . 5/5 .6 و 5/6 درصد باشد تهیه گردد یکسری نمونه سه تایی هم به عنوان ذخیره در آون نگه می دارند تا چنانچه یکی از نمونه ها خراب شد یا نقصی در آن پدیدار گشت مورد استفاده واقع شود.

بدین ترتیب سه نمونه با درصد قیر 4 و 3 نمونه با درصد قیر 5/4 و سه نمونه با درصد قیر 5 و غیره تهیه می شود.

درتهیه نمونه ها بایستی نهایت دقت به عمل آید که خللی در آسفالت تهیه شده وارد نشود به این ترتیب مه نمونه مصالح گرم که از آون خارج می شود بایستی  بلافاصله وزن شده و به آن قیر مورد لزوم را اضافه نموده  و سپس سریعا" در حالی که ظرف حاوی مخلوط روی یک بخاری برقی قرار دارد مخلوط نموده و نمونه مخلوط شده را سپس در قالب مخصوص مارشال ریخته و به کمک چکش مخصوص که 10 پوند وزن دارد و از ارتفاع 18 اینچی سقوط می کند می کوبند به نحوی که یکباره 75 ضربه به یک طرف و به طرف دیگر نمونه وارد گردد سپس پس از سرد شدن  نمونه ها روی آن آزمایشات وزن مخصوص تاپ فشار تغییر شکل نسبی و درصد فضای خالی انجام می دهند البته در این ازمایش فقط به چگونگی تعیین وزن مخصوص آسفالت می پردازیم .

تعیین وزن مخصوص آسفالت

در طرح مارشال وزن مخصوص واقعی آسفالت به کار می رود و برحسب تعریف وزن مخصوص واقعی آسفالت عبارت است از نسبت وزن آسفالت مورد آزمایش در هوا به حجم واقعی آن وزن مخصوص واقعی آسفالت با توجه به شکل و حالت ظاهری آن به سه روش تعیین می شود :

1-روش اندود نمودن با موم یا پارافین

2-روش معمولی

3-روش محاسبه ای

طرز عمل در روش مارشال روی تمامی نمونه ها به روش 1 یا 2 آزمایش وزن مخصوص واقعی انجام می دهند .