علت ترک خوردن آسفالت چیست؟

علت ترک خوردن آسفالت چیست؟

ترک خوردن جاده یک پدیده پیچیده است که می‌تواند به دلیل چندین عامل اتفاق بیافتد و با فشار واردشده به لایه‌های آسفالت به‌وسیله بار چرخ، تغییرات دما یا ترکیبی از هر دو جمع شود. به‌علاوه، حجم قیر در مخلوط و رفتار رئولوژیک آن تاثیر عمده روی حساسیت آسفالت به ترک خوردن دارد. یک مخلوط آسفالت، به‌وسیله مقدار مناسب از قیر در آن، رفتار ویسکوالاستیک نشان می‌دهد. اگر یک نمونه آزمون آسفالت تا یک نقطه تعیین‌شده تحت تنش قرار بگیرد و ثابت نگه‌داشته شود یک فشار وارد خواهد شد. بر اساس دما، این فشار به‌سرعت و یا آهسته از بین خواهد رفت. این فرآیند Relaxation نامیده می‌شود. در دماهای بالا ترکیب ویسکوز غالب است و relaxation فشار مجموع ممکن است چند دقیقه طول بکشد. در دماهای خیلی پایین relaxation می‌تواند چندین ساعت و یا حتی روزها طول بکشد.

ترک خوردن هنگامی اتفاق می‌افتد که تنش کششی و فشارهای مرتبط واردشده به‌وسیله ترافیک و/یا تغییرات دما از فشار شکست مخلوط تجاوز کند. در دماهای بالا relaxation فشار مانع از رسیدن فشار به سطحی می‌شود که می‌تواند باعث ایجاد ترک گردد. از طرف دیگر، در دماهای پایین شرایط کشش ادامه خواهد داشت و بنابراین احتمال ترک خوردن جاده بیشتر است.

همچنین تشخیص داده‌شده است که قیر در مخلوط در طول سرویس دچار پیرشدگی می‌شود. این اتفاق باعث یک افزایش تدریجی در مدول سختی آسفالت همراه با یک کاهش در قابلیت relaxation فشار می‌شود و این باعث افزایش بیشتر احتمال ترک خوردن جاده خواهد شد.

در هنگام اختلاط و لایه نشانی، نفوذ قیر به‌طورکلی تا حدود 70 درصد مقدار قبل از میکس کاهش می‌یابد که به‌عنوان پیرشدگی کوتاه‌مدت شناخته می‌شود. این سخت شدگی در هنگام سرویس البته با سرعت کمتر ادامه می‌یابد که به‌عنوان پیرشدگی بلندمدت شناخته می‌شود. چندین فرآیند در پیرشدگی بلندمدت دخالت دارند. غالب‌ترین این مکانیسم‌ها سخت شدن در اثر اکسیداسیون است و این به‌وسیله ضخامت فیلم بایندر، مقدار حفره‌های هوا در مخلوط و تجربه دمایی تحت تأثیر قرار می‌گیرد. ترک خوردن جاده به چندین شکل اتفاق می‌افتد، متداول‌ترین آن‌ها به شرح زیر است:

• ترک خوردن طولی، به‌طورکلی در مسیر چرخ اتفاق می‌افتد.

• ترک خوردن عرضی، در هر نقطه‌ای می‌تواند اتفاق بیافتد و ضرورتی ندارد با مسیر چرخ تجمع کند.

• ترک کروکدیل، در این حالت ترک‌های طولی و عرضی باهم تشکیل یک شبکه می‌دهند.

• ترک خوردن انعکاسی، از یک شکست در زیرلایه ناشی می‌شود.

به‌طور سنتی، برای طراحی جاده فقط تجمع بار ترک خوردن که در آن ترک‌ها در زیرلایه آسفالت پایه به دلیل خم شدن جاده در اثر ترافیک شروع می‌شود را در نظر می‌گیرند. این باعث طراحی جاده‌های باضخامت بیشتر به‌منظور مقاومت در برابر نرخ جریان بالاتر پیش‌بینی‌شده برای ترافیک‌های آینده می‌شود. به‌منظور بررسی این‌که چطور در آسفالت ضخیم‌تر اجراشده ترک‌هایی ایجاد می‌شود که در سطح شروع می‌شوند و به سمت پایین گسترش میابند یک برنامه تحقیقاتی در آزمایشگاه تحقیقات حمل‌ونقل و همچنین مشاهدات مشابهی توسط سازمان‌های دیگر انجام‌شده است.