X
تبلیغات
راهسازی - تهیه مصالح ومنابع قرضه راهسازی

راهسازی

راهسازی

تهیه مصالح ومنابع قرضه راهسازی

 



تهیه مصالح ومنابع قرضه راهسازی

( رشته زمین شناسی مهندسی مقطع کارشناسی ارشد )



استاد راهنما: جناب آقای دکتر محمد کشاورز


تهیه و تنظیم :  علیرضانقی زاده
                        

1390 بهار
فهرست مطالب
عناوین                                                                                      صفحه

مقدمه...........................................................................................3
روسازی راه.....................................................................................5-4
1)لایه های روسازی در راه ها...............................................................24-6     
1-1)بستر روسازی ...................................................................................................6                
                1-2)لایه زیراساس...................................................................................................7
                           1-2-1) انواع زیراساس بر اساس مصالح...........................................................................15-7
                            1-زیراساس شنی یا سنگی..................................................................................................8-7
                            2-زیر اساس مخلوطی.........................................................................................................9-8
                           3-زیر اساس تثبیت شده با مواد آهکی،قیری ،سیمانی..........................................................16-9
         1-3)لایه اساس...........................................................................................................24-17      
           3-1)انواع قشر اساس
   نقش مصالح خرده سنگی در راه........................................................28-25
             1  -نقش مصالح در زیراساس
             2- نقش مصالح در اساس
            3- نقش مصالح در روسازی

  ویژگیهای شن وماسه درآسفالت.............................................................32-29
            1  - مصالح  سنگی درشت دانه
             2- مصالح  سنگی ریز دانه
            3- مصالح  سنگی فیلر
نتیجه گیری.............................................................................................34-33





مقدمه:
هدف از روسازی راه احداث یک سطح صاف وهموار ودر عین حال با ایمنی کافی برای تردد وسائل نقلیه می باشد.درطراحی وساخت روسازی راه باید از مصالحی استفاده شود که بتواند وزن وسائل نقلیه را بدون تغییر شکل ونشست تحمل نمایید ودر هر شرایط جوی قابل استفاده باشد.
زمین در حالت طبیعی معمولا مقاومت کافی برای تحمل بارهای وارده از سوی چرخهای وسایل نقلیه سنگین نظیر کامیونها را ندارد وبار گذاریها در اینگونه خاکها موجب شکست برشی خاک وبوجود آمدن تغییر شکل های بیش ازحد در آن می شود.برای جلوگیری از شکست برشی خاک وبوجود آمدن تغییر شکلهای دائم وبیش از اندازه درآن ،باید از شدت تنش های قائم بر روی خاک کاسته شود.واین عمل با قراردادن لایه ای از مصالح مرغوب وبا مقاومت زیاد بر روی خاک انجام می شود.جنس وضخامت این لایه ها که به روسازی راه موسوم است باید طوری باشد که ضمن اینکه بتواند شدت تنش های قائم ناشی از تردد ترافیک را به میزان قابل تحمل خاک بستر روسازی (سابگرد-به سطح تمام شده زیرسازی راه یا جسم راه سطح سابگرید می گویند)کاهش دهد خود نیز قادر به تحمل نیروهای وارده به آن باشد.شدت تنش های قائم ناشی از وزن وسائط نقلیه که در اثر بارگذاری در سطح روسازی راه بوجود می آیددرنقاط مختلف ،متفاوت است.شدت این تنش ها در نقاط واقع در زیر سطح بارگذاری شده حداکثر است وبا ازدیاد فاصله این نقاط از سطح بارگذاری شده از شدت تنش های فشاری قائم (حباب های تنش) نیز کاسته میشوددرمواردی که ضخامت روسازی زیاد است واز چندین لایه با مصالح سنگی مرغوب ودارای مشخصات فنی مورد قبول طرح واجراء گردیده است.این چنین روسازی بدلیل داشتن مقاومت برشی بیشتر ،تمام بارگذاریهای اعمال شده ناشی از تردد ترافیک تحمل کرده وتنش قائم کمتری ورد حد قابل تحمل سطح سابگرید(سطح بستر روسازی راه) به زیرسازی وجسم راه وارد میگردد.بطوریکه حبابهای تنش در سطح سابگرید به حداقل وبه صفر میرسد.بنابرین نحوه قرارگیری لایه های روسازی راه بایستی طوری باشد که لایه های با مصالح مرغوبتر ومقاومتر درلایه های بالاتر روسازی قرارگیرند.زیرا در این نقاط شدت تنش های فشاری قائم وارد بر سطح روسازی بیشتر است واز مصالح با مرغوبیت ومقاومت کمتر در لایه های زیرین که میزان تنش ها در آنجا کمتر است استفاده شود. جنس وضخامت هر یک از لایه های روسازی بایستی طوری انتخاب شود که ضمن آنکه هر یک از این لایه ها بتواند در برابر تنش های وارد به آن مقاومت نماید.بایستی قادر باشدکه شدت این تنش ها را تا میزان تنش قابل تحمل برای لایه ای که در زیر آن قرار گرفته است کاهش دهد.بنابرین در نوع ومیزان مصالح مورد استفاده در راهسازی باید نهایت دقت وحساسیت به خرج داده شود تا در زیر بارهای ترافیکی وعوامل جوی ازجمله نفوذ آب ویخبندان بتواند مقاومت کافی داشته باشد.  

 روسازی راه
در راههای پرتردد  وبا آمد وشد زیاد، لایه های بالایی روسازیها بخصوص لایه رویه از مصالح قیری (آسفالت) ویا بتنی ساخته می شود بنابرین جنس وضخامت رویه سیستم روسازی که از مصالح  قیری یا سیمانی ساخته می شود باید طوری انتخاب شود که در برابر تنش های کششی افقی بوجود آمده در آنها مقاومت کند وترک برندارد چون درغیر اینصورت در اثر بارگذاری ، روسازی راه را تغییر شکل داده ودر آنها تنش های کششی وفشاری افقی بوجود می آید وهرگاه شدت تنش های کششی افقی در یک رویه روسازی از میزان استقامت کششی مصالح سنگی آن لایه بیشتر باشد موجب شکست وترک خوردن آن لایه می شود ونهایتا موجب اضمحلال روسازی راه میگردد.وایمنی تردد وسائط نقلیه نیز به مخاطره می افتد.
عوامل جوی بخصوص آب ،یخبندان وتغییر درجه حرارت بطور مستقیم یا غیر مستقیم بر روسازی راه اثر کرده وموجب تخریب وخرابی آن می شود.بنابرین روسازیها بایستی طوری طرح واحداث شود واز مصالحی استفاده شود که بتواند در برابر عوامل جوی مقاومت کرده خراب نشود.اگر این کار بدرستی انجام نگیرد با نفوذ آب مقاومت مصالح سنگی روسازی وبخصوص خاک بستر کاهش یافته وتوان باربری راه کم شده وتحت اثر بارهای وارده ناشی از تردد ماشین آلات از بین می رود.
اگر ضخامت کل روسازی بطور صحیح انتخاب واجرا نشود وروسازی بر روی خاکهای مشکل آفرین از جمله خاک قابل تورم(PIزیاد)ساخته شود.با نفوذ آب به زیر روسازی متورم شده وآب موجود در منفذ مصالح منجمد شده وباعث تخریب روسازی خواهد شد.تغییرات زیاد درجه حررات نیز ممکن است مجب خرابی روسازی شود.در درجه حررات های بالا رویه های آسفالتی بیش از حد نرم شده وممکن است در اثر تردد وسائل نقیله سنگین ،تغییر شکل بیش از حد بدهد ودر درجه حررات های پائین نیز این نوع روسازیها منقبض شده وممکن است ترک بخورد.
لایه های زیر اساس واساس از مصالح سنگی دانه ای وبدون موادریزدانه  چسبنده (زهکش ونفوذپذیر)تشکیل می شوند.این مصالح معمولا یا بصورت شن وماسه طبیعی از بستر رودخانه ها ویا معادن شن وماسه کوهی بدست می آیند.یا از خرد کردن سنگ لاشه در سنگ شکن ها تهیه می شوند .مصالح شکسته وگوشه دار  دارای مقاومت وباربری بیشتری نسبت به مصالح گرد طبیعی  هستند.
هر چقدر مقاومت خاک بستر روسازی راه (سابگرید)کمتر ،وزن وتعداد وسائل نقلیه ای که از راه عبور خواهند کرد بیشتر باشد بایستی تعداد وضخامت لایه های روسازی راه بیشتر انتخاب شده وجنس آنها نیز مرغوب تر باشد.وسیستم روسازی راهها معمولا از سه لایه متمایز زیر اساس ،اساس ورویه آسفالتی تشکیل می شوند.


 
رویه(توپکا)                            ضخامت5-4سانتیمتر      
آستر(بیندر)                            ضخامت8-4سانتیمتر      
اساس راه                            ضخامت20-10سانتیمتر      
زیر اساس                                     متغییر     

                                                       
                                                                     بدنه راه
                    

                               بستر راه
                                                                            شکل(1-1)لایه مختلف راه


















 1-لایه های روسازی  در راه ها

در راهسازی معمولا روسازی از چندین لایه مختلف تشکیل می شود که تعداد ،ضخامت ،جنس وابعاد و دانه بندی لایه ها تابعی از مقاومت خاک بستر ،ترافیک روی جاده ،شرایط جوی ،مصالح موجود در محل وشرایط اقتصادی می باشد. در شرایط معمول روسازی راههای با آمد وشد زیاد  از سه لایه متمایز به شرح ذیل که بر روی لایه متراکم شده خاک بستر روسازی (سابگرید) قرار میگیرد ،تشکیل می شوند.(شکل 1-2)
اساس(بیس)
زیر اساس (ساب بیس)
رویه آسفالتی



1-1)بستر روسازی(سابگرید)
به سطح تمام شده زیرسازی راه ،سابگرید(بستر روسازی راه) می گویند.ولایه متراکم شده بستر روسازی راه،لایه ای است از خاک زمین طبیعی که مواد آلی وخاک نباتی ومواد مضر پاک شده (برداشته شده) وبا حداقل تراکم 85 درصد کوبیده شود.این لایه آخرین لایه خاکی زیرسازی است که ریخته شده وکوبیده می شود.

                                                                           لایه رویه
                                           لایه اساس
              لایه زیراساس                  
                                                   لایه زیر
 بستر روسازی                                                      
  (سابگرید)                                                     
                                                          شکل(1-2)  لایه های مختلف روسازی(طباطبایی)




1-2) لایه زیراساس((sub base:

   لایه زیر اساس لایه ای است  از مصالح نسبتا مرغوب بامشخصات فنی مناسب وضخامت معین  که  روی خاک بستر  روسازی (سابگرید)  قرار می گیرد. لایه زیر اساس در راههایی که آمد وشد وسائل نقلیه در آنها زیاد بوده ویا مقاومت خاک بستر روسازی  کم است بکار می رود. این لایه معمولا از مصالح سنگ شکسته ویا شن وماسه طبیعی که دارای مشخصات فنی مورد قبول می باشد ،ساخته می شود.
عواملی که در انتخاب نوع مصالح  زیر اساس دخیل اند عبارتند از:
1-شرایط جوی منطقه
2-نوع وجنس زمین طبیعی منطقه(میزان مقاومت بستر روسازی)
3-مصالح قرضه موجود درمحل
4-میزان ترافیک موجود بر روی راه
5-وضع اقتصادی پروژه
1-2-1) انواع زیراساس براساس مصالح مورد استفاده:

1-زیر اساس شنی یا سنگی  :چنانچه مصالح  شن وماسه ویا مصالح کوهی  با مشخصات فنی مورد نیاز پروژه در محل موجود باشد از این مصالح بعنوان مصالح زیراساس استفاده می نمایند.
مصالح مورد استفاده برای زیر اساس باید دارای مشخصات زیر باشد:
1-1)جنس مصالح:
مصالح مصرفی برای زیر اساس شنی یا سنگی بهتر است از مصالح تونان رودخانه ای  یا معادن شن وماسه کوهی یا سنگ لاشه شکسته  از جنس سنگهای آذرین با میزان سیلیس  بالا ویا از سنگهای رسوبی (از جمله سنگهای آهکی وماسه سنگ ها) وسنگهای دگرگونی( از جمله کوارتزیت ،هورنفلس،مرمر ) بامقاومت بالا ،بدون تخلخل وبدون هوازدگی  استفاده شودو بایستی از مصرف  سنگهای رسی ،مارنی ،شیلی،مادستون ها ،آهکهای با سیمان رسی ،شیست ها ،اسلیت ها وسایر سنگهای ورقه ای با شیستوزیته وسنگهای حاوی رسوبات تبخیری وسنگهای آتش فشانی حاوی خلل وفرج وتخلخل زیاد اجتناب گردد.
1-2)دانه بندی مصالح: 
دانه بندی مصالح مصرفی که با روش آشتو T27 تعیین میگردد باید در محدوده یکی از دانه بندیهای داده شده در جدول شماره(1-1)باشد.وضمنا درصد عبوری از الک نمره 200(075/0 میلیمتر) نباید بیشتر از 3/2 درصد عبوری از الک نمره 40 (425/0 میلیمتر) باشد.


جدول شماره (1-1)-دانه بندی مصالح قشر زیراساس
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
     I    II    III    IV    V    VI      
50         میلی متر    100    100    -    -    -    -      
25       میلی متر    -    95-75    100    100    100    100      
5/9      میلی متر    65-30    75-40    85-50    100-60    -    -      
75/4     میلی متر    55-25    60-30    65-35    85-50    100-55    100-70      
2          میلی متر    40-15    45-20    50-25    70-40    100-40    100-55      
425/0     میلی متر    20-8    30-15    30-15    45-25    50-20    70-30      
075/0     میلی متر    8-2    20-5    15-5    20-5    20-6    25-8     


1-3)ارزش ماسه ای:
ارزش ماسه ای (SE) که از انجام آزمایش آشتوT176  بر روی مصالح رد شده از الک نمره 4(75/4 )بدست  می آید،نباید از 25 درصد کمتر باشد.
1-4)درصد سایش :
درصد سایش که با روش لوس آنجلس (آشتوT96) بر روی مصالح درشت دانه بدست میاید نباید از 50 درصد تجاوز نماید.
1-5)توان باربری:
توان باربری اشباع شده مصالح (CBR) که با روش آشتو(T193) در آزمایشگاه بر روی نمونه هایکه با تراکم 100درصد وبه روش آشتو( (T180 انجام می شود  نباید از 20 درصد کمتر باشد. 
       
1-6)درصد تراکم(DC):
درصد تراکم طبق روش آشتو (T191)بایستی صددرصد باشد .یعنی دانسیته صحرایی بدست آمده بایستی لااقل برابر 100 درصد دانسیته ماکزیمم آزمایشگاه (طبق روش آشتوT180 ) باشد.
                                                                                                                 دانسیته صحرایی
                                                                                                 100      دانسیته آزمایشگاهی
                                                                                                             
2-زیراساس مخلوطی:  دربعضی موارد به دلیل عدم وجود معادن شن وماسه ومصالح سنگی کوهی  در نزدیکی پروژه وبدلیل مسافت زیاد ویا عدم تطبیق با مشخصات فنی پروژه  ،مشکلات عدیده ای از نظر اقتصادی وفنی برای تهیه مصالح وجود دارد که در چنین مواردی میتوان از مصالح قرضه موجود در محل که مصرف  آن بعنوان قشر زیر اساس به تنهایی مناسب نمی باشد ،استفاده نموده وبا مخلوط کردن آن با درصدی از مصالح منتخب ،مشخصات آن را تغییر داده تامصالح مخلوط، مشخصات فنی مورد نظر را تامین نماید .
مصالح مصرفی بایستی عاری از هرگونه مواد آلی ،لجنی باشد واز مصالح مورد اختلاط نمونه برداریهای طبق روش آشتوT87  برداشته می شود سپس تحت آزمایش دانه بندی (آشتوT27)وحدود اتربرگ قرار گیرد ونتایج حاصله از آزمایش دانه بندی  بایستی درمحدوده دانه بندی استاندارد قرار گیرد وحدود اتربرگ  ازجمله حد روانی(LL) وشاخص خمیری(PI) نباید بترتیب از 25 درصد و6درصد  تجاوز کند.

 3-زیر اساس تثبیت شده با مواد آهکی ،قیری،سیمانی:
در صورتی  که  مصالح  موجود در محل ویا خاک بستر روسازی  راه دارای مشکلاتی همانند تورم خاک، روانگرایی ... باشد می توان با استفاده از آهک ،قیر یا سیمان  اصلاح ومصالح را تثبیت نمود که شرح مختصری در مورد هرکدام ارائه می شود.
3-1)زیر اساس تثبیت شده با آهک:
مصالح موجود در محل با آهک زنده مخلوط  ودر روی بستر روسازی راه وابعاد هندسی مورد نظر پخش وسپس آبپاشی وکوبیده می شود وتاثیر آهک در اختلاط با مصالح محل ،در دو مرحله بشرح ذیل است.
-یون های کلسیم موجود در آهک توسط ذرات رسی موجود در مصالح ،جذب شده ودر نتیجه غشاء آب موجود در سطح ذرات رسی کاهش می یابد.وسپس این ذرات با هم جمع شده وبه گروههای درشت تبدیل میگردد.و در نتیجه این فعل وانفعال این است که حد خمیری (PL) خاک افزایش وحد روانی(LL)  آن کاهش می یابد  وبالاخره شاخص خمیری (PI) خاک نیز کاهش می یابد.
-در مرحله دوم که درواقع زمان گیرش وسفت شدن مخلوط است ونسبتا به کندی صورت میگیرد در این مرحله آلومینات وسیلیکات کلسیم هیدراته تشکیل میگردد وبا عث استحکام ومقاومت آن در طول زمان می شود.
در این مصالح مخلوط ،مواد مصرفی باید عاری از هرگونه مواد آلی ولجنی بوده و دانه های آن نباید بزرگتر از 63 میلی متر(5/2 اینچ) باشد.واز خاکهای مورد مصرف بایستی طبق روش آشتو(T87)نمونه برداری کرده ونمونه های حاصله بایستی تحت آزمایشهای دانه بندی (آشتوT88) وحدود اتربرگ (آشتوT91-90-89) قرارگیرد.مقدار آهک مصرفی بهتر است  بین 3تا 7 درصد وزن خشک مصالح مصرفی باشد.
مصالح مصرفی باید بر روی بستر روسازی را ه  ریسه وروی آن شیارهای  به منظور پخش آهک ،ایجاد گردد.وآهک بوسیله پخش کننده های مکانیکی بر روی مصالح بطور یکنواخت پخش میگردد.واختلاط باید بلافاصله پس از پخش آهک بر روی مصالح صورت گیرد ومصالح مصرفی وآهک بایستی بوسیله تیغه گریدر مخلوط گرددومخلوط حاصله بوسیله آبپاشی ،مرطوب میگردد.(درحد رطوبت بهینه) ومخلوط مرطوب بوسیله غلطک های مناسب کمپکت میگردد.

3-2)زیر اساس تثبیت شده با سیمان:
مصالح موجود در محل در روی بستر روسازی راه (سابگرید) با سیمان پرتلند مخلوط شده وبه ابعاد هندسی مورد نظر پخش وسپس آبپاشی وکوبیده می شود وتاثیر سیمان  در اختلاط با مصالح موجود در محل سبب کاهش غشاء آب موجود در سطح ذرات خاک شده  وموجب  افزایش استقامت و مقاومت آن  میگردد.ومصالح که برای ساختن زیر اساس سیمانی استفاده می شود دانه بندی آن در محدوده دانه بندی مندرج  در ذیل بوده وحد روانی وشاخص خمیری آن به شرح ذیل است.
-حد روانی (LL ) کمتر از 40 درصد باشد.
-شاخص خمیری (PI) کمتر از 18 درصد باشد.
-مصالح مصرفی برای زیر اساس سیمانی از خاکهای موجود در محل ویا خاکهای تامین شده از محل قرضه ویا مخلوطی از این دو تهیه میشود. ومصالح مصرفی باید عاری از هرگونه مواد آلی ولجنی بوده ودانه های آن نباید بزرگتر از75 میلی متر باشد.                               جدول شماره (3-1)
 
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
75 میلیمتر(3اینج)
75/4 میلیمتر(شماره4)
425/0 میلیمتر(شماره 40)
075/0 میلیمتر(شماره200)    100
100-55
100-15
50-0              
از خاکهای مورد مصرف باید طبق  روش آشتو(T87) نمونه برداری کرده ونمونه های حاصله بایستی تحت آزمایشهای دانه بندی (آشتوT27) وحدود اتربرگ قرار گیرد ونتایج حاصله باید با مشخصات فنی داده شده در بالا مطابقت نماید.
مقدار سیمان مصرفی بین 6تا 10 درصد وزن خشک مصالح مصرفی  می باشد.(طرح اختلاط سیمان با مصالح)
مصالح مصرفی بایستی بر روی بستر روسازی راه ریسه وروی آن شیارهایی به منظور پخش سیمان ایجاد گردد.وسیمان بوسیله پخش کننده های مکانیکی بر روی مصالح بطور یکنواخت پخش میگردد.ومصالح مصرفی وسیمان بوسیله تیغه گریدر بایستی مخلوط ومیکس گردد.ومخلوط حاصله بوسیله آبپاشی مرطوب میگردد.(رطوبت در حدود رطوبت بهینه بدست آمده در طرح اختلاط)ومخلوط مرطوب بوسیله غلطک های مناسب بایستی کوبیده گردد واز لایه کوبیده شده قشر زیر اساس مورد نظر بایستی آزمایشهای دانسیته صحرایی (درجا) طبق روش آشتو(T191)انجام گیرد ودانسیته درجا بدست آمده باید لااقل برابر 100 درصد دانسیته ماکزیممی باشد که طبق روش آشتو (T134)در آزمایشگاه انجام شده است.

 3-3)زیر اساس تثبیت شده با قیر:
مصالح موجود در محل  در روی سابگرید (بستر روسازی راه) با قیر مخلوط وبه ابعاد هندسی مورد نظر پخش وسپس کمپکت  وکوبیده می گردد.وقیر علاوه بر چسباندن دانه های مصالح به یکدیگر سبب افزایش مقاومت آن وغیر قابل نفوذ نمودن دانه ها در مقابل اب نیز  میگردد ومصالح مصرفی برای  قشر زیر اساس  قیری  از خاکهای موجود در محل  ویا خاکهای تامین شده از محل  قرضه ویا مخلوطی از این دو ،تهیه می گردد ومصالح مصرفی باید عاری از هرگونه مواد آلی ولجنی  بوده ودانه های آن نباید بزرگتر از 63 میلیمتر (5/2اینچ)  باشد .واز خاکهای مورد مصرف باید طبق روش آشتو T87 نمونه برداری کرده ونمونه های حاصله باید تحت آزمایشهای دانه بندی (آشتوT88) وحدود اتربرگ  قرار گیرد . ومقدار قیر مورد اختلاط معمولا بین 4تا7 درصد وزن خشک مصالح مصرفی می باشد .و در صورتیکه مصالح مصرفی درصد بالایی از دانه های درشت باشد. مقدار قیر مصرفی کم ودر صورتیکه مصالح مصرفی دارای درصد بالایی از دانه های ریز باشد.مقدار قیر مورد اختلاط زیاد خواهد بود.
مصالح مصرفی باید بر روی بستر روسازی  راه  ریسه و روی آن شیارهایی برای پخش قیر انجام نمود وقیر بوسیله پخش کننده های خودرو  بر روی مصالح بطور یکنواخت پخش می گردد واختلاط قیر با مصالح بطور یکنواخت پخش میگردد.واختلاط قیر با مصالح باید بلافاصله (مانند سیمان وآهک) پس از پخش قیر صورت گیرد ومصالح مصرفی وقیر باید بوسیله تیغه گریدر مخلوط  ومیکس گرددوعمل اختلاط باید آنقدر ادامه یابد تا اینکه رنگ تمامی مخلوط یکنواخت شود وپس از اختلاط کامل ،غلطک زنی با غلطک های 10تا12 تن چرخ فلزی ویا چرخ لاستیکی آغاز میگردد.
از لایه کوبیده شده  قشر زیر اساس قیری آزمایشهای وزن مخصوص حقیقی طبق روش آشتو(T166) انجام می گیرد وسپس براساس مقدار قیر تعیین شده در طرح اختلاط یک نمونه مخلوط به وزن5/7 کیلوگرم تهیه می شود وسپس نسبت به تعیین وزن مخصوص این نمونه استاندارد به روش آشتو(T167) در آزمایشگاه اقدام می گردد.با استفاده از وزن مخصوص حقیقی (درجا) ووزن مخصوص استاندارد (آزمایشگاهی)،تراکم نسبی لایه کوبیده شده زیراساس قیری طبق روش آشتو (T230)تعیین میشود وتراکم نسبی مخلوط کوبیده شده نباید از 95 درصد کمتر باشد. حداکثر ضخامت هر لایه کوبیده شده از قشر زیر اساس قیری برابر با 15 سانتی متر می باشد.درصورتیکه ضخامت کل محاسبه شده از 15سانتیمتر  تجاوز نماید باید مصالح در 2 یا چند لایه پخش وکوبیده شود.
95%100      وزن مخصوص نمونه درجا   =تراکم نسبی  مخلوط قیری
                                      وزن مخصوص نمونه استاندارد 
                               در آزمایشگاه


نکته: لایه زیر اساس از مصالح سنگی بدون مواد چسبنده (کمتر و و در حد مورد قبول) تشکیل می شوند و این مصالح معمولاً یا بصورت شن و ماسه طبیعی از بستر رودخانه ها(توونان رودخانه ای) و یا معادن شن و ماسه بدست می آیند و یا از شکستن سنگ در کارخانجات سنگ شکن تهیه می شوند.
مصالح سنگی که برای  ساختن لایه های  زیر اساس واساس بکار میروند باید مشخصات فنی  بشرح ذیل  داشته  باشند.
1-دانه بندی    6-شکل دانه ها
2-سختی                                                                 7-نفوذپذیری
3-دوام (مقاومت واستقامت)    8-شکستگی
4-خواص خمیری                                                     9-تراکم   
5-تمییزی
1-دانه بندی:
دانه بندی مصالح سنگی (شنی) یکی از مهم ترین عواملی است که بر روی مقاومت وقدرت باربری آنها تاثیر دارد ودانه بندی مصالح شنی با انجام آزمایش دانه بندی و رسم منحنی دانه بندی تعیین میشودوبخشی از مصالح شنی که از الک شماره 200 (075/0 میلیمتر) رد می شود.قسمت ریزدانه وآنچه که بر روی این الک باقی می ماند قسمت درشت دانه مصالح نامیده می شود.
    جدول شماره (3-2)-دانه بندی مصالح قشر زیراساس
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
     I    II    III    IV    V    VI      
75         میلی متر    -    -    -    -    -    100      
5/62         میلی متر    -    -    -    -    -    100-15      
50         میلی متر    -    100    100    -    -    -      
5/27         میلی متر    100    -    -    -    -    -      
25       میلی متر    -    95-75    100    100    100    100      
5/9      میلی متر    65-30    75-40    85-50    100-60    -    -      
75/4     میلی متر    55-25    60-30    65-35    85-50    100-55    100-70      
2          میلی متر    40-15    45-20    50-25    70-40    100-40    100-55      
425/0     میلی متر    20-8    30-15    30-15    45-25    50-20    70-30      
075/0     میلی متر    8-2    20-5    15-5    20-5    20-6    25-8     

2- شکستگی: مصالح سنگی شکسته شده استقامت و قدرت باربری بیشتری نسبت به مصالح رودخانه ای (با همان دانه بندی) دارند زیرا دانه های مصالح سنگی شکسته شده دارای گوشه های تیز و سطحی ناصاف (مضرس و زبر) بوده و از این نظر دانه های این نوع مصالح بهتر در یکدیگر قفل و بست شده (فی بالا) و دارای زاویه اصطکاک داخلی (φ) بیشتری نسبت به مصالح با دانه های گرد گوشته هستند در مواردی که به مصالح شکسته شده دسترسی نباشد می توان از مصالح سنگی رودخانه ای شکسته شده استفاده کرد و هر اندازه دانه های مصالح سنگی رودخانه ای بیشتر شکسته شوند به همان اندازه مقاومت و قدرت باربری آنها بیشتر خواهد بود.
- میزان شکستگی مصالح سنگی (بالای الک نمره 4) با انجام آزمایش تعیین درصد شکستگی بدست می آید و طبق آیین نامه سازمان برنامه باید بیش از 50 درصد وزنی مصالح لایه اساس که روی الک شماره 4 باقی می ماناد لااقل در یک جبهه شکستگی باشد.
3- خصوصیات خمیری:
خصوصیات خمیری بخش ریزدانه مصالح شنی( دانه های رد شده از الک شماره 40) اثر قابل ملاحظه ای بر مقاومت مصالح دارد.
خصوصیات خمیری بخش ریزدانه مصالح سنگی با انجام آزمایش حدود اتربرگ تعیین می شود و هر اندازه مصالحی، خمیری تر باشد حد روانی (LL) و دامنه خمیری (PT) آن بیشتر است. و هر اندازه دامنه خمیری مصالح بیشتر باشد مقاومت برشی آن کمتر خواهد شد و ضمناً هر اندازه مقدار ریزدانه مصالح بیشتر باشد تأثیر دامنه خمیری (PT) در کاهش مقاومت برشی مصالح بیشتر است. بنابراین نباید مصالحی که در لایه های زیر اساس و اساس و رویه شنی بکار می رود. بیش از حد مجاز خمیری باشد و در جدول 3-4 حدود مجاز LL و PT مصالح شنی نشان داده شده است.
                                            جدول شماره (3-4) خصوصیات خمیری مصالح راه
 
آئین نامه    خصوصیات خمیری    لایه زیر اساس    لایه اساس    رویه شنی      
سازمان بودجه    حد روانی    25    25    35      
     دامنه خمیری    6    غیر خمیری    4-9      
اشتو    حد روانی    25    25    35      
     دامنه خمیری    6    6    4-9     
4- سختی: مصالح شنی لایه های زیر اساس، اساس و رویه شنی باید در برابر وزن وسائل نقلیه سنگین و همچنین وزن غلتک ها، مقاومت کافی داشته و نباید در اثر تنش های ناشی از وزن آنها شکسته و خرد شوند (دانه بندی به هم می خورد).
سختی مصالح سنگی با انجام آزمایش سایش لوس آنجلس تعیین می شود.
نحوه آزمایش: مقدار معینی از نمونه مصالح سنگی (دانه درشت- شنی) به داخل استوانه فلزی دستگاه حاوی تعداد معینی گوی فلزی به قطر و وزن معین ریخته شده و با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه، 500 بار حول محور استوانه چرخانده می شود و این عمل سبب خرد شدن و سائیده شدن مصالح مورد آزمایش می شود و هر اندازه سختی دانه های مصالح شنی و سنگی بیشتر باشد میزان خرد و سائیده شدن آن کمتر خواهد بود.
پس از اتمام آزمایش، قسمت خرد و سائیده شده مصالح با استفاده از الک شماره 12 (mm7/1) از بقیه مصالح، جدا می شود و درصد سائیدگی مصالح بشرح ذیل بدست می آید:                 
 100 ×     وزن بخش عبوری  از الک نمره 12  = درصد سائیدگی
                                                            کل وزن نمونه مورد آزمایش
طبق آئین نامه های سازمان برنامه و آشتو حداکثر میزان سائیدگی مصالح لایه های زیر اساس و اساس و رویه شنی به 50 درصد محدود می شود.


 

5- تمیزی:
مصالح سنگی که برای لایه های زیر اساس، اساس و رویه شنی بکار می رود باید تمیز و عاری از هر گونه مواد خارجی و مضره از قبیل مواد آلی، سنگهای نرم و کم دوام باشد.
- برای تعیین تمیزی مصالح سنگی از آزمایش هم ارز ماسه ای (SE) استفاده می شود و این آزمایش مقدار نسبی خاک رس و مواد ریزدانه مصالح را تعیین می نماید.
- آزمایش SE بر روی مصالح سنگی رد شده از الک نمره 4 در آبی که حاوی محلول استوک است، انجام می شود.
                             جدول شماره (3-5)میزان هم ارز ماسه ای مصالح (سازمان بودجه)
 
نوع راه    حداقل هم ارز ماسه(%)      
     لایه زیر اساس    لایه اساس      
راههای اصلی    50    25      
راههای فرعی    30    25     

6- نفوذپذیری:
لایه رویه آسفالت روسازی ها باید حتی الامکان در برابر آبهای سطحی ناشی از بارندگی، غیرقابل نفوذ باشد و شیب عرضی مناسب داشته باشد تا آبهای سطحی در سیستم روسازی راه نفوذ ننماید و نفوذ آب در سیستم روسازی رده سبب کاهش مقاومت مصالح شده و از قدرت باربری روسازی می کاهد.
- در مناطقی که میزان بارندگی زیاد است باید لایه اساس نفوذپذیری کافی داشته باشد تااین لایه بتوانند آبهایی را ک در روسازی نفوذ می کند زهکشی کرده و آن را به جویبارها و کانالهای طرفین شانه راه هدایت نماید.
- در مواردی که لایه اساس از مصالح درشت دانه با دانه بندی باز تشکیل می شود و امکان بالا آمدن دانه های ریز لایه زیر آن (لایه زیراساس یا خاک سا بگرید) وجود داشته باشد باید از یک لایه حفاظتی که بین لایه اساس و لایه زیراساس قرار می گیرد، استفاده شود و این لایه حفاظتی که به لایه فیلتر موسوم است از حرکت دانه های ریزلایه زیراساس و یا خاک بستر روسازی راه (سا بگرید) که موجب مسدود شدن حفرات لایه اساس با دانه بندی باز می شود جلوگیری می نماید و این لایه فیلتر که معمولاً ضخامت برابر با 5 تا 10 سانتی متر دارد و از جنس ماسه با دانه های بین mm 3-2 تشکیل می شود.
K =                                                       جدول 3-6-حدود ضرایب نفوذ پذیری مصالح مختلف
 
نوع مصالح    ضریب نفوذپذیری      
مصالح شنی با دانه بندی یکنواخت    30000-300      
مصالح شنی خوب دانه بندی شده    300-3      
ماسه رس دار یا لای دار     0001/0-01/0      
لای متراکم شده    00006/0-006/0      
رس متراکم شده    0001/0      
مصالح آسفالتی    003/0-3     

= L طول نمونه (cm)
= A سطح مقطع (cm2)
= Q مقدار آب عبور (دبی) cm3/sec
= h فشار ثابت (cm) ( ارتفاع آب)
= K نفوذپذیری (cm/sec)


7- تراکم (DC) : مقاومت و قدرت باربری لایه های زیراساس، اساس و رویه شنی تابعی از تراکم آنها است و این لایه ها باید در ضخامت های کم (حدود 15 تا 20 سانتی متر) پخش و با درصد رطوبت بهینه، کوبیده و کمپلکس شوند.
    100×     دانسیته صحرایی(dγ)     = DC
                                                            آزمایشگاهی(dmaxγ)
8- روشهای تعیین مقاومت خاک بستر روسازی راه (سابگرید) – آزمایش های مختلفی برای تعیین مقاومت و استقامت خاک بستر روسازی راه وجود دارد که عبارتند از:
الف- آزمایش فشاری سه محوری : برای اندازه گیری استقامت برشی خاکها بکار می رود. : 𝛕 = C+dn tg 𝛗
ب- آزمایش CBR خاکها در محل
مقاومت خاک در حالت طبیعی تعیین می شود (در سطح متراکم شده سابگرید)
ج- آزمایش صفحه
د- آزمایش برش مستقیم
                       جدول شماره (3-7)حداقل درصد تراکم لایه های روسازی(سازمان برنامه)
 
نوع راه    درصد تراکم (آزمایش اشتو اصلاح شده)      
     لایه زیر اساس    لایه اساس    رویه شنی      
راههای اصلی    100    100    -      
راههای فرعی درجه یک    100    100    100      
راههای فرعی درجه دو    95    100    100      
راههای روستایی    -    95    95     

3 ) لایه اساس: قشری از مصالح سنگی با مشخصات فنی معین و به ضخامت محاسبه شده مشخص که بر روی قشر زیراساس به منظور تحمل بارهای وارده از جانب قشر رویه آسفالت قرار گیرد، لایه اساس نامیده می شود.
3 -1) انواع قشر اساس: با توجه به نوع زمین و شرایط جوّی و مصالح موجود در محل و میزان بار وارده و تعداد آمد و شد وسائل نقلیه و همچنین وضع اقتصادی می توان از انواع اساس بشرح ذیل استفاده نمود:
1- اساس شنی و یا سنگی
2- اساس ماکادامی
3- اساس سیمانی
4- اساس بتنی
5- اساس قیری
3-1-1) اساس شنی و یا سنگی: اساس شنی و یا سنگی استخوان بندی است از مصالح سنگی با مشخصات فنی معین که به ابعاد هندسی مورد نظر بر روی لایه زیر اساس و یا بستر روسازی راه (سابگرید) قرار گرفته و با رطوبت بهینه کوبیده شود (مصالح بیس)
مصالح تهیه شده باید بدون مواد آلی و گیاهی باشد و مشخصات فنی این مصالح به شرح ذیل است:
1- دانه بندی مصالح مصرفی باید با یکی از دانه بندیهای مندرج در جدول های زیر مطابقت نموده و پیوسته و یکنواخت باشد (جدول 12-2-1 و جدول 3-2).
2- حد روانی (LL) و تام خمیری PT به ترتیب نباید از 25 ردصد و 6 درصد تجاوز نماید.
3- SE نباید از 35 درصد کمتر باشد.
4- حداقل 50 درصد مصالح مانده روی الک شماره 4 (75/4 میلی متر) باید در یک جبهه شکسته شده باشد (شکستگی طبیعی ملاک عمل نمی باشد)
5- درصد سایش به روش لوس آنجلس نباید از 45 درصد تجاوز نماید.
6- درصد افت وزنی مصالح با آزمایش آشتو (T104) با سولفات سدیم در 5 نوبت نباید کمتر از 12 درصد تجاوز نماید.
7- تحمل باربری اشباع شده مصالح (CBR) در آزمایشگاه بر روی نمونه هایی که با تراکم 100 درصد انجام می شود نباید از 80 درصد کمتر باشد.
 
3 -1-2) اساس ماکادامی: مصالح مصرفی شامل دو نوع و با مشخصات فنی زیر می باشد:
1- مصالح درشت دانه سنگی (ماکادام)- از شکستن سنگ کوهی یا سنگهای بزرگ قطعه رودخانه ای تهیه می شود باید کاملاً سخت، محکم، با دوام و عاری از هر گونه لای و رس بوده و با مشخصات زیر مطابقت نماید.
1-1: دانه بندی مصالح درشت دانه مصرفی که با روش آشتو (T27) تعیین می گردد باید با یکی از دانه بندیهای جدول( ب- 1-1 )منطبق باشد.
                 جدول شماره (ب-1-1) دانه بندی مصالح اساس ماکادامی(نشریه 101)
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
     I    II      
75         میلی متر    100    -      
63         میلی متر    100-90    100      
50         میلی متر    70-35    100-90      
38         میلی متر    15-0    70-35      
25       میلی متر    -    15-0      
19      میلی متر    5-0    -      
5/12     میلی متر    -    5-0     

1-2 سایش مصالح درشت دانه با آزمایش لوس آنجلس از 45 درصد تجاوز ننماید.
1-3 درصد افت وزنی مصالح بعد از 5 نوبت آزمایش با سولفات سدیم نباید از 12 درصد تجاوز نماید.
1-4 دانه های سست و سبک وزن و تجزیه شده و شکننده و پولکی و سوزنی موجود در مصالح درشت دانه نباید مجموعاً از 8 درصد تجاوز نماید.
1-5 در دو جبهه یا بیشتر (به غیر از شکستگی طبیعی) مصالح درشت دانه مانده روی الک شماره 4 حداقل شکستگی داشته باشد.
2- مصالح ریز دانه: برای پر کردن فضای خالی قشر اساس ماکادامی بعد از پخش و کوبیدن مصرف می شود و شامل ماسه طبیعی یا ماسه شسته و یا مخلوطی از آنها است که باید با مشخصات زیر مطابقت نماید:
2-1 دانه بندی این مصالح که به روش آشتو (T27) تعیین می شود باید با دانه بندی جدول زیر منطبق باشد.

                            جدول شماره (ب-1-2)-دانه بندی مصالح ریزدانه(نشریه101)
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
5/9         میلی متر    100      
75/4         میلی متر    100-85      
150/0         میلی متر    30-10     

2-2- حد روانی (LL) و تام خمیری (PT) مصالح نباید به ترتیب از 30 درصد و 6درصد تجاوز نماید.
2-3 ارزش ماسه ای (SE) حداقل 30 درصد باشد.
3 -1-3) اساس سیمانی: مصالح شنی و یا سنگی با مشخصات فنی معین تهیه و بر روی بستر راه حل و با سیمان پرتلند مخلوط و به ابعاد هندسی مورد نظر پخش و سپس آبپاشی و کوبیده می شود.
- مصالح مصرفی برای اساس سیمانی از بستر رودخانه، معادن شن و ماسه طبیعی و یا از سنگ کوهی شکسته شده، تهیه می گردد و این مخلوط باید تمیز و عاری از مواد آلی و گیاهی بوده و با مشخصات فنی مندرج در زیر مطابقت و برابری نماید:
1- دانه بندی مصالح مصرفی باید با یکی از دانه بندیهای مندرج در جدول 12-2-3 ب مطابقت نموده و همواره پیوسته و یکنواخت باشد.
2- حداقل 25 درصد مصالح مانده روی الک نمره 4 (75/4 میلی متر) باید در یک جبهه شکسته شده باشد (شکستگی طبیعی ملاک عمل نمی باشد).
3- ارزش ماسه ای (SE) نباید از 30 درصد کمتر باشد.
4- افت وزنی مصالح با سولفات سدیم در 5 نوبت آزمایش نباید از 12 درصد تجاوز نماید.
5- سایش مصالح به روش لوس آنجلس (آشتو T 96) نباید از 45 درصد تجاوز نماید.
6- تحمل باربری اشباع شده مصالح (CBR) در آزمایشگاه اندازه گیری می شود نباید از 50 درصد کمتر باشد.



             جدول شماره (ب-1-3)- دانه بندی مصالح سنگی قشر اساس سیمانی(نشریه101)
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
     I    II      
75         میلی متر    -    100      
63         میلی متر    -    100-90      
25       میلی متر    100    -      
19      میلی متر    100-90    -      
75/4       میلی متر    70-40    70-35      
6/0      میلی متر    40-12    -      
075/0     میلی متر    15-3    20-3     

3 -1-4 )اساس بتنی: تهیه اساس بتنی از مخلوط مصالح سنگی، سیمان پرتلند و آب است که روی سطح آماده شده پخش می شود (طبق ضخامت طراحی)
حداقل عیار سیمان در اساس بتنی 165 و حداکثر Kg/m3 180 است.
اجزاء تشکیل دهنده اساس بتنی شامل مصالح سنگی، سیمان پرتلند، آب است که باید با مشخصات فنی زیر منطبق باشد:
1- مصالح سنگی: مصالح سنگی باید تمیز و عاری از موادآلی و گیاهی و سایر مواد زیان بخش بوده و با مشخصات زیر برابری داشته باشد:
دانه بندی: دانه بندی مصالح سنگی با یکی از دانه بندیهای جدول شماره (ب-1-4)تطبیق نماید.







             جدول شماره (ب-1-4)- دانه بندی مصالح سنگی قشر اساس سیمانی(نشریه101)
 
                دانه بندی
اندازه الک    درصد وزنی رد شده از الک      
     I    II      
50         میلی متر    100          
38        میلی متر    100-90    100      
25       میلی متر    -    100-90      
19      میلی متر    85-50    85-50      
5/9      میلی متر    75-40    75-40      
75/4       میلی متر    60-25    60-35      
6/0      میلی متر    30-10    30-10      
075/0     میلی متر    12-3    12-3     

مقاومت فشاری 7 روزه نمونه های استوانه ای (آشتو T22) بتن تهیه شده با عیار حداقل Kg/m3180 سیمان کمتر از 40 کیلوگرم بر سانتی متر مربع نباشد.
ارزش ماسه ای مصالح سنگی نباید کمتر از 25 درصد باشد.(آشتو( T176
1-4 سیمان مصرفی در اساس بتنی باید از تیپ 11 (سیمان پرتلند) باشد.
1-5 آب باید کاملاً تمیز و عاری از مواد زیان بخش خارجی از قبیل روغن، اسید، موادقلیایی و آلی و گل رس بوده و بطور کلی قابل شرب باشد.
در پایان این قسمت، ویژگیهای عمومی مصالح خرده سنگی مناسی برای بتن را به شرح ذیل می توان خلاصه نمود:
1- مصالح سنگی باید عاری از کانیهای سولفیدی بویژه پیریت و همچنین زغال سنگ، موادآلی و رس باشد.
2- برخورداری از چگالی نسبی زیاد
3- دانه بندی خوب و پیوسته
4- زبر بودن سطح ذرات به منظور افزایش چسبندگی مصالح خرده سنگی با خمیر سیمان
5- دوری از مصالح واکنش پذیر  سنگهایی چون فیلینت، چرت و ریولیت می توانند با سیمانهای دارای مواد قلیایی زیاد وارد واکنش شوند (سنگهای SiO2  دار) در چنین مواردی باید از سیمان حاوی مواد قلیایی کم استفاده نمود.
6- شن های شکسته و گوشه دار با سطح زبر و خشن
7- اجتناب از شن های سوزنی و پولکی شکل و گردشده با سطح صاف و هموار
8- سنگهای آذرین معمولاً سخت و متراکم اند و مصالح مناسبی را جهت بتن تشکیل می دهند به غیر از توف ها و برخی از بازالتها ودیگر سنگهای آتش فشانی که به علت عمل گازها متخلخل شده اند و سنگهای رسوبی از قبیل ماسه سنگها و سنگهای آهکی اگر سخت و متراکم باشند. مصالح خوبی را تشکیل می دهند و سنگهای دگرگونی از قبیل مرمرها و کوارتزیت ها و هورنفلس عموماً توده ای، متراکم و محکم هستند و گنیس ها معمولاً سفت و با دوام هستند ولی ممکن است بطور همزمان دارای مشخصات نامناسب شیست ها باشند و شیست ها عموماً متورق بوده و موقعی که خرده می شوند ذرات پهن و صفحه ای را بوجود می آورند و اغلب  دارای مقدار زیادی کانیهای نرم میکایی بوده و معمولاً استحکام لازم جهت استفاده در بتن و راهسازی را ندارند.
ویژگیهای مصالح خرده سنگی مورد نیاز در راهسازی: حداکثر اندازه دانه ها برای لایه های زیر اساس و اساس راه mm38 (ریزتر از الک 5/1 اینچ) و برای لایه  رویی آسفالت روسازی راه 25 یا 19 میلی متر (لک های 1 اینچ و 4/3 اینچ) است و حد پایینی اندازه دانه ها 075/0 میلی متر (الک نمره200) در نظر گرفته می شود.
دانه بندی مناسب مصالح سنگی با توجه به عوامل متعددی چون: نوع روسازی، ضخامت لایه و اندازه درشت ترین دانه مصالح سنگی (حداکثر اندازه اسمی دانه ها) تعیین می شود.
- امروزه ماکادام به معنی مصالح دانه درشت که معمولاً از جنس سنگ شکسته یا شن هستند نیز بکار می رود.
- در لایه های زیر اساس راه مقاومت و استحکام منحصراً بر اثر تراکم توده خرده سنگی حاصل می شود و در لایه های فوقانی راه (رویه ها) که معمولاً از قیر برای پیوند ذرات خرده سنگی استفاده می شود زبری و ناهمواری سطح دانه ها و گوشه داری و شکستگی آنها، استحکام پیوند بین ذرات سنگ و قیر را افزایش می دهند.
- اگر مصالح خرده سنگی بتوانند مقدار زیادی آب را به خود جذب کنند و تر و خشک کردن (یخ زدن و ذوب آنها) مداوم آنها در فصول مختلف باعث انبساط و انقباض پی در پی مصالح سنگی می شوند و در نتیجه مصالح سنگی خرد و فرسایش و هوازدگی می شوند و نهایتاً به متلاشی شدن راه منجر می شوند.
- مصالحی که در رویه روسازی راه بکار می روند باید قادر باشند پیوند محکمی با قیر ایجاد نمایند به نحوی که بر اثر رفت وآمد وسایل نقلیه یا تأثیر عوامل جوی از قیر جدا نگردند و در صورت جداشدن مصالح سنگی از قیر، سطح رویه آسفالت روسازی راه تخریب می شود و ایمنی تردد به مخاطره می افتد و قیر به برخی از سنگها چسبیده و به برخی دیگر نمی چسبد و نوع جنس مصالح سنگی و سطح ناصاف (ناهموار و مضرس و دانه دار) ذرات، شکل زاویه دار آنها پیوند با قیر را بهتر می کند و سنگهایکه به سختی با قیر پیوند حاصل می کنند عبارتند از:
1- فیلنیت و چرت که یک نوع سیلیس ریز بلورین است در شن و ماسه دیده می شوند.
2- ریولیت که سنگ آتش فشانی و ریز بلورین است.
فلینیت و چرت و ریولیت موادی بسیار متراکم اند و در فاصله بین بلورهایشان منفذ و تخلخل وجود ندارد به همان علت قیر به بدنه ذرات نفوذ نمی نماید و فقط به صورت سطحی، به سطح ذرات می چسبد و این سنگها معمولاً سطح نرم و صاف و بافتی شبیه به شیشه دارند.
3- بطور کلی سنگهای آذرین اسیدی (SiO2 بالای 25 درصد) و سنگهای سیلیسی دیگر از جمله چرتها و گرانیت و گرانودیوریت و ریولیت بدلیل داشتن مدول یانگ بالا و تغییر شکل کمتر و نفوذناپذیرند از این روست که قیر به آسانی نمی تواند به این گونه سنگها نفوذ نماید.
لازم به یادآوری است سنگهای سیلیسی دیگر از جمله ماسه سنگها و معادل دگرگونی آن یعنی کوارتزیت ها بدلیل اینکه سطوح خشن (زبر و مضرس و ناصاف) و ناهمواری دارند به خوبی با قیر پیوند حاصل می کنند همچنین سنگهای آهکی از لحاظ جذب قیر بهترین سنگی برای آسفالت هستند (سنگهای آهکی بدون رس)
 
رویه(توپکا)                            ضخامت5-4سانتیمتر      
آستر(بیندر)                            ضخامت8-4سانتیمتر      
اساس راه                            ضخامت20-10سانتیمتر      
زیر اساس                                     متغییر     

                                         روسازی   
                                                                     بدنه راه
                         زیرسازی

                               بستر راه
شکل (1-3)  لایه های سازنده راه
نقش مصالح خرده سنگی در لایه های مختلف راه:
1- زیراساس: این لایه، بخش زیرین روسازی راه را می سازد و به صورت پی محکمی بر روی بستر راه (سابگرید) ساخته می شود و یکی از مهمترین عملکرد این لایه، زهکشی راه است از این رو مصالح مصرفی در این لایه بایستی به نحوی انتخاب شوند که آب به آسانی بتواند از میان آنها عبور نماید در غیر اینصورت ممکن است براثر تنش آب منفذی، تورم یا ترک در راه ایجاد شود.
مصالح زیراساس معمولاً مخلوطی از شن و ماسه طبیعی، سنگ شکسته و مانند اینهاست.
2- اساس راه: این لایه معمولاً بر روی لایه زیراساس یا بستر آماده راه ساخته می شود با توجه به اینکه این لایه دریافت کننده و توزیع کننده اصلی بار و تنش راه است. بایستی از مقاومت خوبی برخوردار باشد  برای این لایه معمولاً از مخلوطی از شن و ماسه طبیعی و سنگ شکسته استفاده می شود و مرغوبیت مصالح این لایه نسبت به لایه زیر اساس خیلی بهتر است و دانه بندی مصالح این لایه مانند لایه زیراساس پیوسته بوده و ذرات مصالح از مقاومت و دوام کافی برخوردار می باشد.
مصالحی که برای لایه اساس راه در نظر گرفته می شوند باید دارای مقاومت خوبی در برابر خردشدن باشند.

 

 




3- رویه روسازی راه: به دو لایه آستر (بیندر) و رویه (توپکا) تفکیک میشود. یکی از عمده ترین عملکردهای این لایه (رویه آسفالتی) توزیع و هدایت بار ناشی از تردد ترافیک به لایه زیرین (اساس راه)است و معمولاً رویه راه در قالب دو لایه آستر (بیندر) و توپکا اجراء می گردد.
بطور کلی می توان گفت که سه عامل به شرح ذیل ویژگیهای عمده مصالح مناسب جهت پوشش قشر سطحی راه (رویه آسفالت) هستند:
1- مقاومت در برابر نیروهای دینامیکی و حرکت (ضربه) ناشی از حرکت ترافیک و ترمزی ناشی از وسایط نقلیه سبک و سنگین
2- مقاومت در برابر سایش (افت وزنی پیدا ننماید)
3- مقاومت در برابر صیقل یافتن  زبری سطح مصالح سنگی به مرور زمان در اثر رفت و آمد وسایط نقلیه صیقل می یابد و صاف می گردد و اصطکاک کاهش می یابد در نتیجه ایمنی تردد به مخاطره می افتد.
اغلب سنگهای آذرین متبلور (درونی) و سنگهای دگرگونی متراکم، مقاومت خوبی در برابر ضربه و سایش دراند ولی در مقابل صیقل یافتن مقاوم نیستند.
لایه سطحی رو سازه راه (رویه آسفالت) که مخلوطی از مصالح سنگی و قیر است یک لایه کاملاً نفوذپذیر بوده و از نفوذ آبهای سطحی به لایه های اساس و زیراساس و بستر راه ممانعت بعمل می آورد و بدین طریق لایه های زیر قشر رویه از تخریب ناشی از نفوذ آب در امان می مانند و همان گونه که گفته شد باید مرغوبترین مصالح برای روکش سطحی راه بکار گرفته شود و بدیهی است که سه عامل:
1- مقاومت در برابر سایش
2- صیقل یافتن
3- ضربه (مقاومت در برابر ضربه) در مورد لایه های زیرین قشر رویه راه از اهمیت چندانی برخوردار نیست و سه عامل فوق الذکر در مورد لایه آسفالت روسازی راه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.


ویژگیهای شن و ماسه در آسفالت (رویه راه): آسفالت بطور کلی مخلوطی است از مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته و یک ماده چسباننده که معمولاً قیر ست از این رو مشخصات مصالح سنگی تأثیر به سزایی در کیفیت و ماندگاری آسفالت حاصله در زیر ترافیک عبوری دارد.
استخوان بندی آسفالت را مصالح سنگی دارای دانه بندی پیوسته تشکیل می دهد و ذرات آن به توسط قیر به هم چسبیده اند بتن آسفالتی جسم همگن و توپری است که خود بار را تحمل می نماید و مقاومت برشی نسبتاً زیاد دارد و در برابر عوامل جوی و هوا و چرخ وسایل نقلیه پایداری می نماید و معمولاً قشرهای رویه از رویه (توپکا) و آستر (بیندر) تشکیل می شود. و قشر آستر معمولاً با دانه بندی درشت تر (حداکثر اندازه اسمی دانه ها mm25) یعنی mm25-0 و قیر کمتر و قشر وریه (توپکا) با دانه بندی ریزتر (mm19-0) و قیر بیشتر ساخته می شود و مصالح سنگی آسفالت به سه دسته درشت، ریز و فیلر تقسیم می شود:
1- مصالح سنگی درشت :شامل ذرات درشت تر از الک شماره 8 (یا 10)  است و این مصالح که معمولاً از شن طبیعی و سنگ شکسته است باید عاری از لای و رس و هر نوع ماده مضر دیگر که مانع چسبیدن قیر به سطح ذرات می شود، باشد و فاقد ذرات ودانه های شست و کلوخه های گلی و سنگهای تجزیه شده ، باشد.
ساییدگی این مصالح در 500 دور چرخش دستگاه لوس آنجلس نباید برای آستر از 40 درصد و برای رویه (توپکا) از 30 درصد تجاوز نماید و همچنین باید حداقل 60 درصد وزن دانه های درشت روی الک نمره 4 حداقل در دو جبهه شکستگی داشته باشد و مقاومت این مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 بار آزمایش با سولفات سدیم نباید از 8 درصد بیشتر باشد.
2-مصالح سنگی ریز: شامل ذرات عبوری از الک شماره 8 است ولی روی الک شماره 200 باقی می مانند و این مصالح از شکستن سنگ یا شن و یا از ماسه طبیعی یا مخلوطی از آنها بدست می آید.
مصالح سنگی درشت (شن)


مصالح سنگی ریز (ماسه)
الک نمره 8
الک نمره 8
فیلر (پرکننده)

مصالح سنگی ریز باید تمیز و سخت و با دوام و گوشه دار و عاری از پوشش رس و لای و یا هر گونه مواد مضر دیگر که مانع چسبیدن قیر به ذرات می گردد، باشند و علاوه بر آن باید عاری از کلوخه های رس و دانه های شست و سنگهای تجزیه شده، باشند.
مقاومت این مصالح در مقابل عوامل جوی پس از 5 چرخه آزمایش با سولفات سدیم باید کمتر از 8 درصد باشد (افت وزنی کمتر از 8 درصد)
3-فیلر (مچر کننده): فیلر (filler) به دانه های ریزی از مصالح سنگی اطلاق می شود که از الک نمره 200 می گذرد (پودر سنگ) و در آسفالت بعنوان پرکننده خلل و فرج و تخلخل بین مصالح سنگی ایفای وظیفه می نماید  این ذرات (فیلر) باید عاری از مواد آلی و رس و لای باشند و فیلر را می توان از شکستن و خرد کردن سنگهای مناسب بدست آورد و فیلر فضاهای بین ذرات درشت را پر می نماید زیرا مصالح سنگی بتن آسفالتی باید دارای دانه بندی پیوسته و نفوذناپذیر باشد و برای مصالح سنگی آسفالت می توان دانه بندیهای مندرج در جدول 18-3 و 8-21 را بکار برد.
 



- ارزش ماسه ای (S.E) برای مصالح سنگی آسفالت حداقل 50 درصد است و برای بتن حداقل 75 درصد است.
- قیر مصرفی در آسفالت گرم معمولاً 7-5 درصد کل وزن مصالح سنگی آسفالت است.
قیر مصرفی در مناطق گرمسیر در آسفالت گرم معمولاً از نوع 70 × 60 و در مناطق سردسیر مثل استانهای اردبیل و آذربایجان شرقی از نوع 100 ×85 است و البته ممکن است با توجه به وضع آب و هوا و نوع ترافیک از انواع دیگر قیر نیز استفاده شود.
- قبل از شروع به ساختن آسفالت، معمولاً مصالح سنگی در چهار محل جداگانه در کارخانه آسفالت به شرح ذیل انبار و دپو می شود:
 








نتیجه گیری:

سنگهایی که در پروژه های عمرانی بخصوص در ابنیه فنی و ساختمانها و شالوده مورد استفاده قرار می گیرند باید ویژگیهای به شرح ذیل دارا باشند.
1- در محل موجود باشند (فاصله حمل کمتر)
2- مقاومت و استقامت و توان باربری لازم را داشته باشند.
3- سخت و بادوام باشند و عاری از کانی های شست و کم دوام نظیر میکاها و کانیهای رس و کانیهای قابل انحلال و تبخیری باشند.
4- خلل و فرج و تخلخل کمتری داشته باشند.
5- وزن مخصوص بالا داشته باشند.
6- خاصیت چکش خوری داشته باشد و شکل مالون بخود بگیرد نظیر ماسه سنگها و آندزیت ودیوریت
- سنگهای آذرین اسیدی نظیر گرانیت وگرانودیوریت (داسیت) و ریولیت و غیره آب دوست اند ولی زیاد قیر را جذب نمی کنند ولی سنگهای آذرین قلیایی (بازیک) نظری گابرو، بازالت، دیابازها آب گریزند ولی قیر را بخوبی جذب می کنند و برای آسفالت و بتن سنگهای مناسبی هستند زیرا سطح زیر و مضرس دارند با قیر و سیمان گیرش خوبی از خود نشان می دهند.
سنگهای مصرفی در آسفالت و بتن باید ویژگیهای زیر را دارا باشند.
1- جذب قیر وسیمان بالا (سطح زیر و دندانه دار و گوشه دار و درصد شکستگی بالا)
2- دوام و سختی بالا
3- وزن مخصوص بالا
4- دانه بندی خوب و پیوسته
5- قدرت جذب آب کمتر (حداکثر تا 10 درصد)
6- تمیز و عاری از رس و موادآلی و گیاهی
7- عدم هوازدگی و فرسایش داشته باشند.

در پروژه های عمرانی دراستفاده از سنگهای به شرح ذیل بایستی اجتناب نمود:
1- توف ها و پومیس (سنگهای آذر آواری): خلل و فرج زیاد دارند و وزن مخصوص کمتری دارند (سبک اند) و از مقاومت و سختی کمتری برخوردارند.
2- بازالت های حاوی تخلخل زیاد (حفرات بدلیل خروج گازها و سیالات زیاد است).
3- سنگهای تبخیری و شیل ها و مارن ها و سنگهای رس و سیلیت استون
4- سنگهای دگرگونی که حالت متورق و ورقه ئی به شرح ذیل دارند.
- اسلیت
- فیلیت نوعی سنگ لوح است (از دگرگونی شیل ها در درجات ضعیف بوجود می آیند).
- شیست ها (حالت شیتوزیته دارد)  بدلیل داشتن کافی میکا حالت صابونی و لغزنده دارد.
- گنیس (حالت نوارز دارد)
- آمفیبولیت
ضمناً سنگهای دگرگونی که در دگرگونی مجاورتی (غیرمتورق) بوجود می آیند برای پروژه های عمرانی مناسب هستند به شرح ذیل:
- هور نفلس  از دگرگونی مجاورتی سنگهای مانند شیل ها و یا شیست ها بوجود می آیند (در دمای زیاد)
- کوارتزیت  ماسه سنگ دگرگون شده است.
- مرمر  سنگ آهک دگرگون شده است.
سنگهای دگرگون به دو گروه عمده زیر تقسیم می شوند:
     1  - دارای جهت یافتگی مانند سنگ لوح، شیست و گنیس (از دگرگونی گرانیت ها)
         شیست ها از دگرگونی شیل ها در درجه دگرگونی شدیدتر نسبت به سنگ لوح
2-فاقد جهت یافتگی مانند مرمر، کوارتزیت ، هورنفلس (اصولاٌ به علت دمای زیاد در هاله دگرگونی، سنگهای سخت، دانه ریز، متراکم و غالباً سیاه رنگ با بافت مضرس و فاقد هر نوع جهت یافتگی بوجود می آید.


منابع:

معماریان-حسین(1383)(زمین شناسی مهندسی وژئوتکنیک)-انتشارات دانشگاه تهران

 امیرمحمد-طباطبایی(1364)(روسازی راه)-انتشارات دانشگاه تهران

سازمان مدیریت و برنامه ریزی (1373)(مشخصات فنی عمومی راه)- نشریه 101

وزارت راه وترابری -نشریه داخلی آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک ، تألیف: وزارت راه و ترابری

+ نوشته شده در  پنجشنبه ششم مهر 1391ساعت 14:31  توسط مهندس علیرضا نقی زاده  |