آب و رطوبت یکی از عواملی است که باعث آسیب ها و خرابی های مختلف در آسفالت می شود. آب  به پوشش غشای قیر روی سطح سنگدانه نفوذ می کند، سپس در محل اتصال سنگدانه های آسفالتی که دلیل اصلی آسیب آب به آسفالت است، جایگزین آن می شود. با این حال، اثرات متعدد توسط آب دوستی سنگدانه های معدنی تعیین می شود. چسبندگی سنگدانه های آسفالتی یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی بسیار پیچیده است که به طور کامل درک نشده است. بنابراین، تنها چندین نظریه برای تجزیه و تحلیل و توضیح آن استفاده می شود، مانند نظریه چسبندگی مکانیکی، نظریه انرژی سطحی و نظریه قطبی. از نظر تئوری، مقدار چسبندگی بین سنگدانه ها، قیر و آب توسط ترمودینامیک به شرح زیر است:

 

– بین سنگدانه و آسفالت

① چسبندگی مکانیکی حدود ۵ کیلوکالری بر مول است (متغیر با دما و معمولا کمتر از ۵ کیلو کالری در مول، ۱ کیلوکالری = ۴.۱۸۶۸ ژول)

② واندروالس حدود ۵ کیلوکالری بر مول است

– بین سنگدانه ها و آب

① پیوند هیدروژنی حدود ۱۰ کیلو کالری بر مول است

 

② واندروالس حدود ۵ کیلوکالری بر مول است

از مقادیر چسبندگی بالا که توسط ترمودینامیک بدست آمده است، میزان چسبندگی بین سنگدانه ها و آسفالت نسبتاً پایین است که به راحتی می توان آن را با سنگدانه ها و آب با ارزش چسبندگی بالاتر جایگزین کرد. هنگامی که آب وارد سطح مشترک سنگدانه های آسفالت می شود، آسفالت را جایگزین کرده و از آن جدا می کند. تحقیقات نشان داده است که در سازه روسازی آسفالتی به سختی می توان لبه ها و گوشه های تیز سنگدانه را با آسفالت کاملا پوشاند. در این قسمت ها غشای قیر بسیار نازک است. ضخامت نازک ترین مکان فقط چند مولکول عرض دارد، بنابراین به راحتی می توان باعث ترک شده و آب به آن وارد شود. عریان شدگی آسفالت عموماً در وهله اول از پایین لایه آسفالت و به تدریج به سمت بالا اتفاق می افتد. آسیب آب در پایین لایه آسفالت اساسی تر از لایه های رویی است.

تا کنون، برخی از خرابی های اولیه آسفالت به طور موثر با بهبود تکنیک ها حل یا کنترل شده است. بهبود تکنیک‌های ساخت زیرپایه و پایه باعث می‌شود که مشکلاتی مثل ترک‌های طولی و فرورفتگی آسفالت به طور موثر کنترل شود. برخی از تکنیک‌ها با هدف بهبود پایداری مخلوط آسفالت در دمای بالا، مانند قیر اصلاح شده AkaBit AD یا استفاده از افزودنی آنتی استریپر(ضد عریان شدگی)، باعث می‌شوند که شن زدگی و جدا شدگی آسفالت  به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

در طول سالیان متمادی، محققان بین‌المللی روش‌های زیادی را برای ارزیابی آسیب آب  و رطوبت به آسفالت ارائه کرده‌اند که به دو دسته تقسیم می‌شوند:

(۱) مخلوط آسفالت شل شده را برای مدتی در آب در دمای معمولی یا دمای جوش خیس کرده و سپس نتایج را ارزیابی می کنند.

(۲) خواص نمونه های آسفالت را قبل و بعد از خیساندن در آب مقایسه و ارزیابی می کنند.

یکی از راه های ارزیابی میزان آسیب آب به آسفالت با استفاده از تست TSR است. آزمون نسبت استحکام کششی (TSR ) را به عنوان شاخص های ارزیابی خسارت آب به آسفالت در نظر می گیرند. TSR بین نمونه های اشباع شده با آب و نمونه های اصلی می تواند نشان دهنده پایداری آسفالت در برابر آب برای روسازی ۴ ساله باشد. TSR نمونه‌ها پس از چرخه انجماد و ذوب با آزمایش می‌تواند پایداری آسفالت سطحی را در برابر آب در بازه ی ۴ تا ۱۲ ساله را نشان دهد. مقدار بحرانی TSR   ۰.۷ تنظیم شده است. یعنی اگر TSR<0.7 پایداری آسفالت در برابر آب ناکافی در نظر گرفته می شود. به طور کلی مخلوط آسفالتی TSR<0.65 پایداری آب ضعیفی دارد و مخلوط آسفالتی TSR>0.75 پایداری آب خوبی دارد.

 

 

یکی از محصولاتی که مستقیما برای رفع مشکل عدم پایداری آسفالت در برابر آب تولید می شود، قیر اصلاح شده  AkaBit AD است. این محصول با بهبود چسبندگی بین قیر و سنگدانه ها قابلیت افزایش TSR آسفالت را در بازه ی ۱۵ تا ۲۵% دارد و همچنین باعث تامین دوام رطوبتی آسفالت می شود.

برای مشاهده اطلاعات محصول AkaBit AD کلیک کنید.

 

منبع

  Lijun SUN, General damage characteristics for asphalt pavement,2016