المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : الهندسة المدنية



الناي الجريح
19-07-2008, 12:59 PM
الهندسة المدنية هي أحد فروع الهندسة يعني بتصميم الأبينة والطرق والجسور والأنفاق والمطارات والموانئ وإنشاء شبكات الصرف الصحي وسدود وكذلك مشاريع الري من ترع وقنوات أي أنه العلم الذي يعنى بتصميم وانشاء البنى التحتية لكل شيء.
وهي كأي علم تتطور باستمرار ودون توقف وفي الآونة الحديثة ترابطت مع التطور الصناعي بشكل كبير لإنتاج مواد إنشائية جديدة ومتطورة تفي بالمتطلبات المتزايدة .
ومن الأمثلة على ذلك البلاستك المدعم بالألياف والمسمى GRC والذي يعد مادة خفيفة الوزن وذات صلابة عالية تقارب صلابة الصخر وتصنع بقوالب حسب التصميم المطلوب واللون المطلوب, فتستطيع الحصول على مبنى بأقواس وقناطر وواجهات كأنها حجرية ولا يمكن تمييزها الا بصعوبة وبنفس الوقت وزنها لايساوي 20% من وزن نفس الحجم من الحجر الطبيعي.

تاريخ الهندسة المدنية
ليس من المبالغ القول بأن الهندسة المدنية هي أعرق وأقدم فروع الهندسة وأكثرها التصاقا بنشأة الإنسان وتطوره عبر السنين والعصور .
وقد يصعب علينا تحديد تاريخ نشأة وبداية الهندسة المدنية، ويمكن القول بأن تاريخ الهندسة المدنية هو مراة لتاريخ البشر على هذه الارض. فالإنسان القديم عندما يحتمي بالكهوف من عوامل الطقس والبيئة القاسية ، وعندما يستغل جذع شجرة لعبور نهر فهذا من صميم الهندسة المدنية.
وعبر العصور والسنين تقف معالم الهندسة المدنية شاهداً علي حضارات الشعوب وعلي بلوغ الهندسة المدنية لمواقع هامة في تاريخ وحياة تلك الحضارات والشعوب......... فأهرامات الجيزة في مصر وحدائق بابل المعلقة وسور الصين العظيم ما هي إلا شواهد مدنية قائمة علي تطور حضارات تلك الشعوب ورقيها. ويعلم الجميع بأن ما يقال عن عجائب العالم السبعة ما هي إلا معالم من منجزات مهندسي تلك الشعوب وتلك الحضارات.
فقبل ما يزيد عن 5000 عام، قام المهندسون المدنيون بترك بصماتهم الواضحة في تاريخ شعوبهم، ومن شواهد تلك البصمات معبد الوركاء في العراق، وأهرامات الجيزة في مصر، وقنوات المياه الرومانية، وشبكة الطرق في الامبراطورية الفارسية. وقبل ما يزيد عن 4000 عام كانت مدينتي هاربا وموهانجاوارا في باكستان مزودتان بأحدث ما وصلت إليه تقنية الهندسة الصحية، حيث كانت قنوات الصرف المخفية في شوارع المدينة مبطنة بالطابوق ، ومزودة بنقاط التفتيش مثلما نجدها اليوم. وقبل3000 عام بني سد مآرب العظيم بطول ميلين وبإرتفاع 120 قدما ، وعرضه عند القاعدة 500 قدم. وقبل 2700 عام كانت قنوات الري تجلب المياه لمدينة نينوي في العراق عبر ما يزيد عن خمسين كيلومترا. وتم بناء سور الصين العظيم في فترة قياسية لا تزيد عن عشر سنوات ، وبطول يزيد عن 2500 كيلومترا، وكان ذلك سنة 200 قبل الميلاد. وفي الامبراطورية الرومانية كانت شبكات الطرق المعبدة بالاجر تربط مدن الامبراطورية وتدعم سيل التجارة.
ولعل أول ذكر لكلمة الهندسة المدنية قد جاء في تاريخ الإمبراطورية الرومانية حيث صنفت الهندسة لفرعين هما الهندسة العسكرية ، وتعني بالقلاع والحصون وتطوير السلاح ، والهندسة المدنية وتعني بالانسان واحتياجاتة مثل تشييد المساكن وتعبيد الطرق وبناء الجسور والسدود وشق القنوات للزراعه وجلب المياه الصالحة للشرب وتصريف المياة المستعملة.

التصميم
هو أهم القواعد التي يرتكز عليها في أي مشروع وحتى تكون الأبنية آمنة يتم ادخال عوامل أمان كثيرة أثناء التصميم لأي منشأ مثل تصعيد الحمولات المطبقة على المنشأوهي طريقة من طرق التصميم تسمى الطريقة الحدية ( تصعيد الحمولات) حيث يتم ضرب قيم الحمولات بعوامل أمان كثيرة مثل مضاعفتها مرة أو اثنتين ومن ثم تصميم المنشأ على هذا الأساس ،وذلك بأقل تكلفة ممكنة تناسب هذه العوامل. كما تختلف نسبة عوامل الأمان باختلاف أهمية المنشأ ومكان تنفيذه والغرض منه ومدة الخدمة المطلوبة وغيرها من العوامل فعلى سبيل المثال ، إقامة منشأ في البحر تختلف من ناحية المواد والتصميم عن منش

أقسام الهندسة المدنية
تنقسم الهندسة المدنية إلى:
1 ـ هندسة الانشاءات: و تختص بتصميم و تنفيذ المنشآت المعدنية و الخرسانية.
2 ـ هندسة الطرق: و تختص بتصميم و انشاء الطرق و هندسة النقل و هندسة المرور.
3 ـ هندسة المساحة: و تختص بدراسة الأبعاد المساحية و المواقع الجغرافية للتصاميم الهندسية.
4 ـ هندسة الموائع: و تختص بدارسة خصائص السوائل و أثرها على المنشئات "مثل أثر الرياح على المباني لأو ضغط المياه على السدود و ما الى ذلك".
5 ـ هندسة التربة: و تختص بدراسة الخصائص الانشائية للتربة و الاساسات و غالبا ما تسمي بـ "مكيانيكا التربة".
6 ـ هندسة صحية: و تختص بتصميم و تشغيل أنظمة الصرف الصحي و محطات المياه.
7 ـ هندسة الري: و تختص بدراسة اساليب التحكم في انواع الري المختلفة و المنشآت المائية الزراعية

المهندس المدني
المهندس المدني في مشاريع البناء هو المهندس المسئول عن تنفيذ المشروع حسب الرسومات الهندسية المعتمدة و المواصفات الفنية الموجودة في العقد ويعمل كـ:
1 ـ مهندس انشاءات
2 ـ مدير بناء
3 ـ مراقب عمل
4 ـ مهندس مياه
5 ـ مهندس طرق
6 ـ مهندس البنية التحتية
7 ـ إدارة المشاريع
8 ـ فني طرقات

الإدارة الهندسية
وتعتبر الادارة الهندسية للمشروع من أهم العناصر المساهمة في انجاح العمل من فشله، ولا يخفى على أحد ما للإدارة في أي مجال من أهمية خاصة في انجاح العمل، وخاصة في مجال مشاريع البناء، التي تعتبر أكثر تعقيداً إدارياً وعملياً من معظم مجالات الإدارة الأخرى، وكمقارنة بسيطة لتقدير أهمية ذلك، فإن مصنع سيارات مثلاً إن أنجز سيارة وأجرى عليها الاختبارات فبامكانه تعديلها بكل بساطة حتى الحصول على المنتج المطلوب ومن ثم نسخه إلى أعداد كبيرة، دون خسارة تذكر لا في الوقت ولا الكلفة، بينما المشاريع العمرانية لا يمكنك بناء مشروع ثم تعديله تماماً بل يجب عليك توقع كل العيوب مسبقاً وتلافيها، وهنا لا بد من حسن الإدارة وبراعة القيادة، وعبقرية ايجاد الحلول والبدائل. وحديثاً أصبح تخصص إدارة المشاريع يدرس كدراسات عليا (ماجستير ودكتوراه) في كثير من الجامعات، بل إن هناك تخصصات متعددة داخل هذا العلم المتولد من تزاوج العلمين العريقين الإدارة والهندسة المدنية. وينصح كثير من الخبراء بأن يكون المقدم على هذا التخصص ذو فطرة (شخصية) قيادية وادارية، لينجح في تسيير مشروعه...

ابن الليث
19-07-2008, 09:22 PM
مشكووووووووووووووووووور ياهندسة على هذه المعلومات الأكثر من رائعة

الناي الجريح
20-07-2008, 02:08 AM
شكرا على المرور
تحياتي
الناي الجريح

asakaf_75
01-02-2009, 09:58 AM
شكراً على هذه المعلومات
وإن شاء الله تصبح مهندساً مدنياً نظراً لمحبتك لهذه المهنة ، الملموسة من مقالتك هذه ..
وفقك الله

أحمد الحكيم
02-02-2009, 12:37 PM
اخى العزيز
انه من افضل الاشياء دوام ان ترى ابداع المهندس الاعظم فى هذا الكون و من اجمل الكلمات التى قرتها هى تلك الكلمات التى تصف ولعكم و محبتكم الخالصة لقدرة ذلك المهندس الاعظم فى الكون فانت الان و بحق شاهد عيان لهذا الجمال

eng.faris
03-02-2009, 12:31 PM
مشكورررررررررررررر على هذا الموضوع

مهندس محمد سعد
03-02-2009, 03:13 PM
شكرا جزيلا على المعلومات

mohied2008
03-02-2009, 07:56 PM
والله أبداع...
وأكثر من رائع...

CGCAREERS
05-02-2009, 10:58 AM
أشكر كل من قام بالرد وقبل كل شيء أشكر الله لأنه وفقني الى ذلك

khaled1866
05-02-2009, 12:49 PM
شئ ممتاز والى الامام

كواريزما ياندي
13-02-2009, 06:17 PM
عاوز لي توضيح اكتر عن الفرق بين المهندس الانشائي والتشيدي

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:24 PM
شكرا" . ممكن المزيد بخصوص الطرق .

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:31 PM
2-1 المواد الأسفلتية
2-1-1 تعريفات
طبقاً لتعريف الجمعية الأمريكية لاختبارات المواد (ASTM D8-98 )
البيتومين (Bitumen )
نوع من المواد اللاصقة (Substances Cementitious ) ذات لون أسود أو معتم وتكون على حالة ( صلبة أو نصف صلبة أو لزجة ) وتنتج طبيعياً أو صناعياً ، وتتكون أساساً من هيدروكربونات ذات وزن جزيئي عالي.
وينقسم البيتومين إلى قسمين رئيسيين أسفلت وقار والشكل (1-1) يوضح تقسيمات البيتومين ، والأقسام الفرعية للأسفلت المستخدم في أعمال الطرق.
الأسفلت ( Asphalt)
الأسفلت هو مادة لاصقة ( Cementitious Material ) لها لون بني غامق إلى أسود والعنصر الغالب فيه هو البتيومين وينتج من مصادر طبيعية أو صناعية عن طريق عمليات تكرير البترول الخام ( Distillation Petroleum ) ، ويًستخدم أساساً في أعمال الرصف.
الأسفلت الصلب ( Asphalt Cement )
أسفلت يتم إعداده بطريقة خاصة للحصول على نوعية وقوام للاستخدام المباشر في مجال الرصف البيتوميني ، وله غرز عند درجة حرارة 25 مْ (77 فهرنهايت) مابين (5 إلى 300) تحت حمل (100 جم) مطبق لمدة (5 ثواني).
ويعتبر الكربون و الهيدروجين هما العنصران الرئيسيان الموجدان في جزيئات الأسفلت الصلب ، والعنصر الثالث من حيث توفره في جزيئات الأسفلت الصلب هو الكبريت ، ويوجد أيضاً النتروجين والأكسجين بنسب صغيرة ، والفانديوم والنيكل من الممكن تواجدهم بنسب صغيرة جداً.
القار (( Tar
مادة بيتومينية بنية أو سوداء اللون ذات قوام سائل أو نصف صلب ، والمادة الغالبة فيه هي البيتومين و يتم إنتاجه أساساً عن طريق التقطير الإتلافى للفحم البيتومينى ( ( Bituminous Coal أو البترول أو الخشب أو مواد عضوية أخرى.


والقار له رائحة مميزة ، وهو مادة صعبة الاستخدام في أعمال الرصف للآتي :
• لها بعض الخصائص الفيزيائية الغير مرغوب فيها مثل حساسيتها العالية للحرارة.
• لها مخاطر سلبية على الصحة حيث أن أدخنة القار تؤثر على العين والجلد.

طريقة إنتاج القار
يتم إنتاج القار بأحد الطرق التالية التي تعرفها الجمعية الأمريكية :
1. قار من غاز الاستبصاح ويتم الحصول عليه في أثناء تصنيع غاز الاستبصاح من الفحم.
2. قار من فحم الكوك ويتم الحصول عليه في أثناء تصنيع فحم الكوك من الفحم الأسفلتي .
3. قار من الغاز المائي يتم الحصول عليه بتعريض أبخرة الزيت بضغط عالي في درجات الحرارة العالية أثناء تصنيع مزيج الغاز المائي المكربن.
وتتوقف خواص القار غلى خصائص الزيت أو الفحم الداخل في إنتاجه ووسائل الإنتاج ودرجات الحرارة ويمتاز بقوة لصق كبيرة .

مقارنة بين الأسفلت والقار كمادة رابطة
توجد وجهات نظر متباينة للمهندسين الذين يعملون في مجال هندسة الطرق بخصوص تفضيل الأسفلت عن القار أو العكس إلا أنه بصفة عامة يمكن القول بأن لكل نوع مميزات معينة عن النوع الآخر إذا تم استخدامه في ظروف محددة تختلف عن ظروف استخدام النوع الآخر.
وفيما يلي بعض الاختلافات في الخواص بين القار و الأسفلت :
1. تأثير الحرارة على الأسفلت أقل من تأثيرها على القار بمعنى أن القار أكثر حساسية للتغير البسيط في درجات الحرارة حيث يتحول القار إلى سائل عند درجات الحرارة الأقل ويتجمد أو يتصلب عند درجات حرارة أعلى نسبياً من درجة تجمد الأسفلت.
2. القار أكثر عرضة لحدوث زيادة في التسخين مما يسبب تلفه إلا أنه أسهل في عملية التفريغ من الحاويات الخاصة به .
3. القار أسهل وأسرع في عملية تغليف حبيبات الركام وخاصة إذا كان الركام من النوع ذو التدرج المفتوح .
4. القار يعتبر غير قابل للتفكك في حالة تعرضه لمركبات بترولية ولذلك يمكن استخدامه في حالة أماكن الانتظار حيث يصبح عمرها أطول في هذه الحالة بالمقارنة بالخلطات التي تحتوي على الأسفلت حيث يكون هناك احتمال تسرب مواد بترولية وزيوت من المركبات.
5. الأسفلت أقل عرضة للكسر في حالة الطقس البارد عكس القار حيث أن القار يحتوي على نسبة عالية من الكربون الحر.



البتيومين Bitumen


القار Tar الأسفلت Asphalt


أسفلت صناعي أسفلت طبيعي


أسفلت سائل أسفلت صلب


مستحلبات أسفلتية Cutback Asphalt

سريع التصلب سريع التطاير

متوسط التصلب متوسط التطاير

بطيء التصلب بطيء التطاير

شكل (2-1) يوضح تقسيمات البيتومين والتقسيمات الفرعية للأسفلت المستخدم في أعمال الطرق
2-1-2 مصادر الحصول على الأسفلت
يوجد مصدرين للحصول على الأسفلت
1. مصادر طبيعية (Natural Asphalt )
الأسفلت الطبيعي يتواجد في الطبيعة على صورتين :
• بصورة منفردة Pure state .
• أن يكون مشترك بنسب مختلفة مع مواد معدنية (Mineral matter).
و الأسفلت الطبيعي ناتج من تأثير الطبيعة في المناطق الموجود بها خام البترول منذ فترة طويلة بفعل حرارة الشمس و الرياح حيث تتطاير المواد الخفيفة والقابلة للتبخر، والتطاير يتم بفعل عوامل الطبيعة السابقة الذكر و تبقى المواد الأسفلتية السوداء و معظم هذه الأنواع تحتوى على الشوائب مثل الطين والطفل و الرمل.
أقسام الأسفلت الطبيعي
i. بحيرات الأسفلت ( Lake Asphalt )
وهذه الأسفلتات توجد على هيئة بحيرات مثل بحيرة ترينداد بالمحيط الأطلنطي وبحيرة بيرموديز.
ii. أسفلت الجلسونيت Gilsonite ) )
ويوجد في الشقوق الموجودة بالصخور أو بين فواصل الصخور على هيئة عروق ، وهذه الأنواع تكون صلبة ولكن هشة وغالباً لا تحتوي على شوائب وهى نادرة الاستخدام في أعمال الرصف الإنشائي للطرق.
iii. الأسفلت الصخري ( Rocky Asphalt )
عبارة عن ترسيبات من الحجر الجيري والحجر الرملي مشبعة بالمواد البيتومينية وهو منتشر في أجزاء مختلفة من الولايات المتحدة وبعض الدول الأخرى وقد أعطت بشكل عام أسطح طرق مقاومة بشكل كبير جداً للعوامل الجوية وثابتة.

2. مصادر صناعية ( Manufactured Asphalt )
يتم إنتاج مادة الأسفلت عن طريق تكرير زيت البترول الخام وعلى الرغم من أن البترول هو في الأساس مادة هيدروكربونية ( تركيبات كيميائية من الكربون و الهيدروجين ) إلا أن كمية و طبيعة الهيدروكربونات تختلف من خام لآخر و بالتالى فان الأسفلت الصلب المنتج يختلف من حيث التركيب الكيميائي و الخواص من مصدر إلى مصدر.
أما كمية الأسفلت التي يحتويها الزيت فهي تختلف باختلاف نوع الزيت الخام نفسه.
طرق تكرير الخام
الطرق التي يتم بها تكرير الخام والتي من خلالها الحصول على الأسفلت المستخدم في أعمال الرصف هي :
1. التكرير باستخدام البخار والتفريغ ( Steam and Vacuum Refining)
يتم إمرار الزيت الخام داخل أنابيب خزانات التسخين ( Tube Still ) ليتم رفع درجات حرارته ثم يُنقل بعد ذلك إلى عمود التقطير لتبدأ أول عملية من عمليات التقطير كما مبين في الشكل (2-2) حيث تتجمع أبخرة الغازات المتطايرة الخفيفة في الأجزاء العليا من عمود التقطير وتخرج من أنابيب على مناسيب مختلفة إلى جهاز التكثيف (Condenser ) وكلما اتجهنا إلى أسفل برج التقطير كلما حصلنا على منتجات بترولية أثقل ( تزداد عدد ذرات الكربون في الجزيء ) من التي نحصل عليها في الأجزاء العليا حيث تخرج أبخرة هذه المنتجات إلى وحدات التكثيف وشكل (2-3) يوضح نواتج تكرير الزيت الخام.
معظم معامل تكرير البترول تفصل البترول الخام خلال عملية التقطير الأولى إلى خمس منتجات هي :
i. مخلوط من جميع أنواع الجازولين ( .( Straight Run Gasoline
ii. مخلوط من جميع أنواع الكيروسين ( .( Straight Run Kerosene
iii. زيت الديزل المستعمل في الوقود ( .( Diesel Oils
iv. زيوت التشحيم (.( Lubricating Oils
v. مواد متبقية ثقيلة ( .( Residual Material
وبإجراء عملية تكرير أو تكسير المنتجات المختلفة لكل نوع على حدة يمكن فصله إلى درجاته المختلفة حسب سرعة قابليته للتطاير أو الاشتعال وتستمر عملية استخلاص المنتجات البترولية من المناسيب المختلفة ومن الأنابيب الموجودة على المستويات المختلفة حتى تتجمع في القاع مادة زيتية ثقيلة Residual Material) ) هي المتبقي بعد التقطير وهذه المادة هي التي تحتوي على الأسفلت و تتشابه في خواصها مع الأسفلت السائل بطيء التطاير(Slow Setting ) (SC-0 ) ثم تُجرى عملية دفع هذه المادة بالقرب من نهاية قاع عمود التقطير.
وبإعادة عملية التقطير على الزيوت الثقيلة ( Heavy Residual Material) باستخدام البخار و التفريغ ( ( Steam And Vacuum ينتج من ذلك زيوت أسفلتية أكثر تركيز من النوع بطيء التطاير وباستمرار عملية التقطير نحصل على المواد الأسفلتية الصلبة بجميع درجاتها المعروفة باسم ( Penetration Asphalt ).
وبضبط درجة الحرارة للمادة المتبقية ( Residual Material) داخل الأنابيب و كذلك درجة التفريغ التي تُسلط على برج التقطير فإنه يمكن التخلص من الكمية المطلوبة من المواد الخفيفة أو الزيوت الموجودة بالمادة المتبقية بعد عملية التقطير الأولى و بزيادة درجة حرارة زيت البترول الخام داخل أنابيب أبراج التسخين وبزيادة التفريغ داخل برج التقطير يؤدي في النهاية إلى الحصول على أسفلت ذو درجة غرز منخفضة أي ذو صلابة و العكس صحيح إذا انخفضت درجة الحرارة للزيت الخام وخفض التفريغ في برج التقطير فإنه يؤدى إلى إنتاج أسفلت ذو درجة غرز أكبر أو أسفلت رخو ، أي أنه يمكن التحكم في قوام الأسفلت (Consistency ) المنتج عن طريق التحكم في العوامل الآتية :
• درجة الحرارة Temperature ) ).
• كمية البخار ( Amount Of Steam ).
• التفريغ ( Vacuum ).
• نوع الخام (Type Of Crude ).
• معدل العملية Rate Of Processing ) ).








شكل (2-2) يوضح عملية إنتاج الأسفلت من خام البترول
شكل (2-3) ناتج تكرير الزيت الخام
2. طريقة استخلاص الأسفلت باستخدام المواد المذيبة ( By Using Solvent Extraction Method ).
ويُستعمل فيها أحد المذيبات الهيدروكربونية الخفيفة مثل غاز الميثان و البروبان والبيوتان و البنتان في استخلاص الأسفلت من الشحوم الزيتية و تكون نهاية العملية هي الحصول على أسفلت صلب ذو درجة غرز منخفضة وغالباً لا تزيد عن (50 ) ولإنتاج أسفلت صلب ذو درجة غرز أقل فلابد من خلط الأسفلت بكمية بسيطة من المواد الزيتية المتبقية الرخوة. ومن المألوف أيضاً خلط نسب معينة من الأسفلت ذو درجة غرز منخفضة و الأسفلت ذو درجة الغرز المرتفعة الذي اُستعمل فيه الحرارة و التفريغ المنخفض للحصول على مادة أسفلتية ذات درجة غرز متوسطة.

2-1-3 أنواع الأسفلت :
1-الأسفلت المنفوخ (المؤكسد Air Blown Asphalt (Oxidized Asphalt
بدراسة مادة الأسفلت أمكن إدخال بعض الخواص الجديدة عليه بمعاملته معاملات خاصة عن طريق وضع المتبقي بعد التقطير داخل خزانات تسمى المحولات Converters ) ) وتُحفظ في درجة حرارة مرتفعة حيث يُدفع داخلها الهواء المضغوط Air Blowing ) ) ، وهذه العملية تستمر حتى يحدث التغير المطلوب للمتبقي و يكتسب الخواص المطلوبة .
وبإضافة مادة وسيطة (Catalyst ) مثل كلوريد الحديديك ( Ferric Chloride) أو ثاني أوكسيد الفسفور (Phosphorous ) أثناء عملية إدخال الهواء لإنتاج الأسفلت المؤكسد ينتج عن ذلك مادة ذات خواص ممتازة من حيث أنها تبقى لدنة Plastic) ) عند درجات حرارة منخفضة أقل بكثير من درجات الحرارة التي يصير عند الأسفلت العادي صلب قابل للكسرBrittle ) ) ، وهذا النوع يعرف باسم ( Catalytically Blown Asphalt ).
و الأسفلت المؤكسد هو أصلب أنواع الأسفلت التي يمكن الحصول عليها وله خاصية الاحتفاظ بقوام متماسك ( Firm Consistency ) عند درجات الحرارة المرتفعة التي يتعرض لها ، وهذه الأنواع من المواد الأسفلتية لا تُستعمل بكثرة في مخلوطات الرصف بينما تعطيها الخواص المكتسبة أهمية كبيرة في بعض الاستعمالات الخاصة ، فهي تُستعمل في تغطية السقف وفى صناعة صناديق البطاريات ودهان السيارات كما تُستعمل كمواد عازلة وفى حشو الشقوق والفواصل في الطرق الخرسانية وكذلك في حقن الطرق الصلبة القديمة التي تحدث فجوات أسفلها.
تأثير عملية الأكسدة ( Air Blowing ) على خصائص الأسفلت
• زيادة اللزوجة ودرجة التطرية.
• تقليل درجة الغرز و المطولية ( القابلية للسحب ).
• تقل درجة حساسية الأسفلت للحرارة مقارنة مع أسفلت صلب له نفس درجة الصلابة.
• يمكن إنتاج العديد من درجات الأسفلت المؤكسد عن طريق التحكم في زمن الأكسدة ، درجة الحرارة ، إضافة مادة وسيطة ( Catalyst ).
2-الأسفلت المستخدم في أعمال الرصف المرن(Flexible Pavement ) ينقسم إلى قسمين هما :
i. أسفلت صلب (.( Asphalt Cement
ii. أسفلت سائل (Cut back Liquid Asphalt ).

i. الأسفلت الصلب (Asphalt Cement )
يتكون الأسفلت الصلب من جزئين أساسيين فالأول هو مادة زيتية معروفة باسم مالثين (( Malthene والآخر معروف باسم الأسفلتين Asphaltene ) ) والأسفلتين عبارة عن جزيئات صلبة موزعة في المالثين ، ويحميها من الاختلاط مع جاراتها كسوة من مادة راتينجية أو صمغية Resins ) ) وكل أسفلتين مع كسوتها تسمى (Micelle ) كما هو موضح بالمخطط بشكل رقم (2-4) ، والشكل (2-5).
الأسفلت الصلب Asphalt Cement


مادة زيتية (المالثين) Malthenes أسفلتين Asphaltenes


زيوت (Oils ) مادة صمغية (راتنجية) Resins


شكل (2-4) يوضح مخطط لتركيب الأسفلت الصلب
الأجزاء الرئيسية للأسفلت الصلب
• الأسفلتين (Asphaltene )
عامة هو مادة صلبة بنية معتمة ( Dark Brown ) هشة ذات وزن جزيئي عالي ، ونسبة الكربون إلى الهيدروجين به تزيد عن (C/H ≥ 0.8) وهو يكسب الأسفلت لونه ولدونته وقوامه الصلب.
• المادة الصمغية الراتنجية (Resins )
وهي مادة معتمة اللون من نصف صلبة إلى صلبة ، وتتحول إلى سائل عند التسخين وتصبح هشة عند التجمد ، وهى مادة مساعدة مشتتة للأسفلتين داخل الزيت Oils ) ) مكونة سائل متجانس وهذه المادة ذات وزن جزيئي متوسط ، و تتراوح نسبة الكربون إلى الهيدروجين من 0.4 إلى 0.8 وهي تُكسب الأسفلت خواص الالتصاق والاستطالة.
• الزيت (Oils )
وهو سائل عديم اللون أو ذو لون أبيض ، وهو يذوب في معظم المذيبات ، وله وزن جزيئي صغير ونسبة الكربون إلى الهيدروجين له أقل من أو يساوي 0.4 وهى تُكسب الأسفلت خصائص الانسياب و التميع وخصائص اللزوجة.



شكل (2-5) يوضح بشكل مبسط تركيب الأسفلت الصلب
الأسفلت الصلب في درجات الحرارة العادية عبارة عن مادة نصف صلبة Semi Solid ) ) لها لون أسود ذات لزوجة عالية وهى مادة لاصقة ممتازة ولها خصائص عزل الرطوبة وهى أيضاً عالية المقاومة للأحماض والقلويات والأملاح وتتغير حالتها بالتسخين (( Thermo-Plastic and Viscous-Elastic Material ) ) ، و الاستخدام الأكبر للأسفلت الصلب وهو في مجال الرصف المرن ويتحول الأسفلت الصلب إلى الحالة السائلة عن طريق التعرض للحرارة أثناء الخلط مع الركام لإنتاج المخلوط الأسفلتي.
و يتوقف استخدام الأسفلت الأسمنتي في أعمال رصف الطرق على العوامل التالية :
• درجة الحرارة التي يتعرض لها الرصف.
• حجم المرور.
• نوع الإنشاء.

درجات الأسفلت الصلب Asphalt Cement Grading ) )
أ‌- النوع الصلب Rigid Kind ) )
يُستخدم في الخلطات الأسفلتية الساخنة ولأعمال المعالجات السطحية ويكون استخدامه عادة في الأجواء الحارة ودرجة حرارة الاستعمال تتراوح بين (135-160 ) مْ ويشمل الأنواع :
طبقاً للزوجة طبقاً للاختراق
AC 40 AC 40/50
AC 50/60
AC 20 AC 60/70
AC 70/85
AC 10 AC 85/100

ب‌- النوع المتوسط الصلابة ( Medium Kind )
يُستخدم لأنواع الماكدام المسقى ( Penetration Macadam ) و في محطات الخلطات الأسفلتية على الساخن و الأسفلت الناعم ( Sheet Asphalt ) وذلك للبيئة ذات الأجواء المعتدلة و الباردة وتستخدم هذه الأنواع في درجات حرارة تتراوح بين ( ( 160-135 مْ ويشمل الأنواع :
طبقاً للزوجة طبقاً للاختراق

AC 5 AC 100-200
AC 120-150
AC 150-200

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:33 PM
ج- النوع اللين أو الطري ( Soft Kind )
ويُستخدم لأعمال المعالجات السطحية في درجة حرارة (135-160) مْ
ويشمل النوع :
طبقاً للزوجة طبقاً للأختراق
AC 2.5 AC 200-300

ii. الأسفلتات السائلة ( Liquid Asphalt )
وتنقسم إلى مجموعتين هما :
1) الأسفلت السائل (Cut-Back Asphalt )
2) المستحلب الأسفلتي ( Asphalt Emulsion )

1) الأسفلت السائل ( Cut-Back Asphalt )
يمكن الحصول على هذا النوع بإضافة مواد مذيبة وقابلة للتطاير إلى الأسفلت الأسمنتي لكي يتحول إلى الحالة السائلة لفترة زمنية مؤقتة فقط و ذلك لسهولة الاستخدام والخلط مع الركام في درجات الحرارة العادية بدون تسخين وهذا الخلط يسمى الخلط على البارد أي بدون تسخين الركام.
وينقسم هذا النوع إلى ثلاث مجموعات :
أ‌- أسفلت سائل بطئ الشك Slow Curing Cut-Back ) (SC) )
ويمكن الحصول عليه بأحد الطرق الآتية :
• إيقاف عملية التقطير في مرحلة معينة قبل نهايته حيث يكون المتبقي ما زال في حالة سائلة ، ويمكن الحصول عليه بدرجات مختلفة من اللزوجة.
• بإضافة مواد مذيبة مثل زيوت الوقود ( Slow Nonvolatile Oils ) وتُضاف بكميات مختلفة للحصول على أسفلت سائل يتدرج أسفلت له خاصية تماسك منخفضة إلى أسفلت ذو خاصية تماسك عالية جداً وتتوقف لزوجة الأسفلت على كمية المادة المذيبة المضافة ، الأنواع ذات اللزوجة العالية يلزم تسخينها لكي يمكن استخدامها بسهولة في عمليات الخلط و التشغيل.
ويلاحظ أن هذا النوع من الأسفلت يظل في حالة سائلة لفترة طويلة قبل أن يُشك أو يتحول إلى الحالة الصلبة وهذا يُمكن من خلط الركام الذي يحتوي على كمية كبيرة من المواد الناعمة خلطاً جيداً فوجود الحبيبات الناعمة يتطلب وقتاً طويلاً لعملية الخلط.

ب‌- أسفلت سائل متوسط الشك Medium Curing Cut-Back ) (MC) (
المادة المذيبة في هذه الحالة هي الكيروسين حيث معدل التطاير للمادة المذيبة متوسط ويكون الشك متوسط أيضاً.
ج‌- أسفلت سائل سريع الشك Rapid Curing Cut-Back ) (RC) (
المادة المذيبة في هذه الحالة هي الجازولين ( Gasoline ) أو النافتا Naphtha ) ) حيث يكون معدل التطاير مرتفع و بالتالي يحدث شك سريع.

2) المستحلب الأسفلتي Asphalt Emulsion ) (
وهو عبارة عن سائلين لا يمكن عادة مزجهما إنما يتشتت أحدهما في الآخر على شكل أجزاء دقيقة للغاية فتُضاف مواد لمنع تجمع جزيئات أحد السائلين و انفصاله عن الآخر فمثلا لا يمكن خلط الماء و الأسفلت سوياً حيث تتجمع وتلتحم جزيئات الأسفلت مع بعضها وتنفصل عن الماء بدون إضافة مواد خاصة تسمى معاملات الاستحلاب ويتم تحضير المستحلبات الأسفلتية عن طريق تسخين الأسفلت في الماء لدرجة حرارة 35c حيث يتحول الأسفلت إلى أجزاء صغيرة جداً موزعة ومنتشرة في الماء وللحفاظ على استمرارية هذا الانتشار لجزيئات الأسفلت يتم إضافة معامل الاستحلاب من مواد مثل الصابون و الراتينج و الجيلاتين و النشاء , و السيليكات و الزيوت النباتية , وهذه المعاملات تمنع التحام و تجمع الجزيئات الدقيقة من البيتومين مع بعضها , أثناء فترة التخزين ولكنها تسمح باتحاد الجزيئات على هيئة طبقة دقيقة متصلة من البيتومين عندما يفرش المستحلب على الطريق حيث يتبخر الماء الموجود بالمستحلب تاركاً طبقة من الأسفلت على الطريق تحيط بحبيبات الركام و هذا ما يسمى بعملية انقسام الأسفلت من المستحلب أو التجمد (Breaking ).
و لأن الأسفلت الصلب لا يذوب في الماء فإن كل منها يظل على حالته كما يتضح من الشكل رقم (2-6) ، والشكل (2-7) يوضح طريقة تصنيع المستحلبات الأسفلتية.







شكل (2-6) يوضح تكوين المستحلبات الأسفلتية



شكل (2-7) يوضح كروكي لمراحل تصنيع المستحلبات الأسفلتية
يُستخدم المستحلب في درجات الحرارة العادية وبدون تسخين و يمكن استخدامه كذلك مع الركام في حاله رطبة ويمكن استعماله أيضاً في أعمال المعالجات السطحية الرطبة ولذلك يعتبر مفيد في حاله الأجواء الرطبة قليلاً , ويتم تصنيف المستحلبات الأسفلتية على أنها أسفلت سائل لأنها عند درجة الحرارة العادية تكون في صورة سائلة والكروكي التالي بالشكل (2-8) يوضح تصنيف لأنواع المستحلبات الأسفلتية.

تصنيف المستحلبات الأسفلتية


طبقاً لنوع الشحنة طبقاً لزمن التصلب


سالب موجب متعادل سريع التصلب متوسط التصلب بطئ التصلب

شكل (2-8) يوضح تصنيف لأنواع المستحلبات الأسفلتية
و فيما يلي أقسام المستحلبات الأسفلتية حسب سرعة تجمد أو انقسام الأسفلت من المستحلبات في وجود حبيبات الركام حسب كميه ونوع عامل الاستحلاب :
أ‌- مستحلب سريع التجمد أو الشك (RS) (Rapid Setting (
يُستخدم لأعمال المعالجة السطحية و هي أعمال الدهان حيث لا يتطلب ذلك عمليات خلط و يستخدم في درجات الحرارة العادية و من ثم ينفصل المستحلب بسرعة بعد فرشه على الطريق تاركاً البيتومين كغطاء مع الركام .
ب‌- مستحلب متوسط التجمد أو اشك ( (MS (Medium Setting )
وهذا النوع ينقسم إلى مجموعتين طبقاً للزوجة :
• المجموعة الأولى (MS ) و هو عبارة عن سائل منخفض اللزوجة و يُستخدم في أعمال الخلط الموضعي ، أو على الطريق في حالة استخدام الركام الخشن الذي يشمل كسر الأحجار أو الزلط أو الركام المحجوز على المنخل رقم (15) .
• المجموعة الثانية (MS ) وهو متوسط اللزوجة و يستخدم في الخلط مع الركام الخشن من الزلط وكسر الأحجار .
ج‌- مستحلب بطئ التجمد أو الشك (SS) (Slow Setting)
يُستخدم في الأعمال التي يتطلب خلطها فترة طويلة من الزمن فهو يلائم خلط الركام الناعم أو الركام الذي يحتوي على كمية كبيرة من الحبيبات الناعمة مثل الرمال الناعمة أو أنواع خاصة من التربة بغرض تثبيتها و تحسين خواصها , وغالباً تتراوح نسبة الماء في المستحلب من(25-45) في المائة أما نسبة الأسفلت فهي ما بين % (55-75) معامل الاستحلاب يُضاف بنسبة تتراوح مابين % (0.5-3) و المستخدم غالباً نوع من الصابون وتتوقف سرعة الانقسام أو التجمد على نوع وكمية المستحلب .
2-1-4 خواص وخصائص المواد البيتومينية
Bituminous Material Properties and Characteristics) )
خواص المواد البيتومينية
من أهم الخواص المطلوبة في المواد البيتومينية لاستخدامها في الخلطة هي :
1. خواص القوام ( Consistency )
و هي اللزوجة و اللدونة و الكثافة للأسفلت وهي توضح تأثير درجات الحرارة المختلفة على الأسفلت. لذلك يجب دراستها لتحديد صلاحية البيتومين للاستخدام في الظروف الجوية المعينة.
2. الديمومة ( Durability )
وتعني مقاومة عوامل التجوية وبقاء البيتومين كمادة لدنة لأطول فترة ممكنة ومن أهم عوامل التجوية المؤثرة درجات الحرارة العالية و الأكسدة وأشعة الضوء ذات الموجات القصيرة .
3. معدل المعالجة أو التصلب
ويعتمد على عوامل كثيرة بعضها خاص بالبيتومين مثل معدل التطاير أو التبخر للمادة المضافة وكميتها , وهناك عوامل خارجية مثل درجات الحرارة ومساحة السطح المعرض للتبخر و سرعة الرياح .
4. مقاومة تأثير الماء ( Water Effect Resistance )
تغلغل الماء يؤدي إلى فقدان قوة الالتصاق بين الأسفلت وبين حبيبات الركام لذلك يجب أن يتميز الأسفلت بقابلية الالتصاق مع وجود الماء القليل .
يتم تحسين خواص المواد البتيومينية بطريقتين :
1/ استخدام المضافات :
تُستخدم ألياف السيلولوز المعدنية للسماح باستخدام كمية أكبر من البيتومين في الخلطة ويستخدم المطاط لزيادة مقاومة الأسفلت لدرجة الحرارة العالية كما تستخدم المواد الأسمنتية ( أسمنت - جير ) لمقاومة تفكك البيتومين على الركام .

2/ أكسدة الأسفلت ( Oxidation of Asphalt )
الأسفلت المؤكسد هو أسفلت ذو مواصفات خاصة , لا يُستخدم عادة في الطرق ولكن يُستخدم في تصنيع بعض المواد بالنسبة للسقف وفي الطلاء ضد تسرب الماء و يصنع بوضع الأسفلت الأسمنتي في صهاريج اسطوانية الشكل , ويُسخن الأسفلت إلى درجة حرارة مناسبة ثم يمرر عليه من الفتحة أسفل الصهريج تيار هوائي ساخن يتحد الأكسجين في الهواء مع بعض هيدروجين الإسفلت مكوناً ماء يخرج في شكل بخار و تُحدث بلمرة للهيدروكربونات مكونة أسفلت كثيف وثقيل و أصلب من الأسفلت العادي .

الخصائص العامة للبيتومين
(Generally characters Is tics of bituminous )
هناك العديد من الخصائص الموجودة في المواد البيتومينة منها :
1. يحتوي بصورة مؤثرة على الهيدروكربونات مع مركبات من الكبريت , الأكسجين , النيتروجين ,بعض الفلزات بكميات بسيطة .
2. تذوب في ثاني كبريتات الكربون .
3. معظم البيتومينات مواد لاصقة بطبيعتها .
4. لدائن حرارية (تسيل بالحرارة وتذوب بالبرودة ) .
5. ليس لديها نقطة انصهار أو نقطة غليان أو تجمد .
6. لا تذوب في الماء .
7. غير مسامية .
8. في العادة هي مواد ترفض الماء بل ربما تكون عكس ذلك عند إضافة كميات بسيطة من الوسائط النشطة على السطح.
9. كيميائياً تعتبر خاملة وغير فعالة .
10.تتأكسد ببطء .





2-2 الركام
2-2-1 مقدمة
يمثل نسبة (92 -96 )% بالحجم من المخلوط الأسفلتي ( HMA ) نسبة (70-80)% بالحجم من الخرسانة الأسمنتية ويستخدم أيضا لطبقات الأساس و الأساس المساعد سواء للرصف المرن Flexible Pavement ) ) أو الرصف الصلب Rigid Pavement ) ).
الركام من الممكن أن يكون طبيعياً أو صناعياً ، والركام المستخدم في أعمال الطرق يتم الحصول عليه غالباً من الصخور الطبيعية ( ( Natural Rocks بالمحاجر عن طريق التكسير الميكانيكي ( Mechanical Crushing ) للوصول إلى الأحجام المطلوبة ، أما الركام الصناعي فغالباً ما يكون ناتج من مخلفات التصنيع ( By product ) لمواد أخرى.
في هذه الدراسة سيتم إعطاء شرح مختصر لمصادر الركام وخصائص الركام المعدنية والكيميائية والفيزيائية الهامة للرصف والتجارب المعملية اللازمة للتحقق من تلك الخصائص.
2-2-2 مصادر الركام
يتم الحصول على الركام من مصادر طبيعية أو مصادر صناعية ويشتمل الركام المستخدم في أعمال الطرق الأنواع التالية :
1) ركام طبيعي ( Nature Aggregate )
وهو الركام الزى يتم الحصول عليه من المواد الصخرية الطبيعية وذلك بالفصل على مناخل مختلفة للحصول على الأحجام المطلوبة ويشمل رواسب الزلط والرمل ونواتج التعرية الطبيعية بالوديان وممرات السيول.
2) ركام ناتج عن تكسير كسارات ( Crushed Aggregate )
وهو الركام الناتج عن تكسير الأحجام الكبيرة في الكسارات وذلك مثل ركام الأحجار الكربونية (الأحجار الجيرية - الدولوميت) أو البازلت أو الجرانيت وغيرها ، ثم يفصل بعد تكسيره على مناخل قياسية ويقسم إلى ركام غليظ ورفيع وبودرة ، ويعرف الركام الغليظ بجميع أحجامه بالسن ويأخذ السن أرقام تبين حجم حبيباته ، فالسن رقم (1) يكون حجم حبيباته من (2مم) حتى (1سم) والسن رقم"2" يكون حجم حبيباته من "1سم" إلى "2سم" والسن رقم "3"يكون حجم حبيباته من "2سم" إلى "3سم"وهكذا أما السن رقم (6) فأكبر حجم لحبيباته هو "6سم" .كما في الصورة (2-1) .

صورة (2-1) توضح عملية إنتاج الركام بالكسارة
3) ركام صناعي Artificial Aggregate
و هو ذلك الركام الناتج من بعض العمليات الصناعية و التي صاحبها تغيرات طبيعية أو كيميائية ، وممكن أن يكون في شكل ناتج ثانوي من العمليات الصناعية أو أنتج خصيصا للاستخدام كركام ، وتشتمل أنواع الركام الصناعي على نوعين أساسين هما الركام خفيف الوزن والركام ثقيل الوزن( Light and heavy Weight Aggregate ). كنواتج في صناعة الحديد والصلب والمسمى بخبث الأفران ( Blast Furnace Slag) . ويعتبر خبث الأفران من أوسع أنواع الركام الصناعي استخداماً في مجال إنشاء الطرق حيث أنه يعطى مخلوط أسفلتي ذو جودة عالية ومقاومة جيدة للانزلاق.
يتمتع الخبث بخاصية امتصاص ( Absorption ) عالية ومن ثم فان كمية الأسفلت المطلوبة عند استخدام الخبث كركام تكون أكبر من الكمية المطلوبة عند استخدام الركام الطبيعي في المخلوط الأسفلتي فمن الخواص الهامة التي يجب معرفتها عند استخدام الخبث في أعمال الطرق إلى جانب الخصائص الأخرى هي كمية الكبريتات التي يجب ألا تتعدى (0.5)% ويجب أيضاً أن يكون الخبث متجانساً في الوزن النوعي لمكوناته الحصوية وألا يقل وزن وحدة الحجوم ( Unit Weight )عن "70" رطل / قدم .


2-2-3 البودرة (Mineral Filler)
البودرة هي مادة معدنية دقيقة وناعمة التدرج الحبيبي تستخدم في أعمال تشييد الأسفلت بكميات محددة مسبقاً ، كما موضح بالصورة (2-1).

صورة (2-2) توضح البودرة ( Mineral Filler )
1. مصادر البودرة
الأسمنت أو غبار الأسمنت أو المواد الناعمة طبيعية خالية من المواد الضارة وأن تكون عديمة اللدونة ، والجير المهدرج والأحجار الجيرية.

2. أهمية البودرة في الخلطة الأسفلتية الساخنة
تضاف البودرة في الخلطات الرصف لإيجاد مقاومة ثبات عالية وهنالك نقطتين لتوضيح آثار البودرة في الخلطة الأسفلتية الساخنة هي :
أولاً : أن البودرة ونتيجة للتوزيع الحجمي لحبيباتها الناعمة تعمل على ملء الفراغات في الركام الخشن وتزيد من كثافة الخلطة المدموكة.
ثانياً : نفترض أن الحبيبات الناعمة من البودرة تغلف في الرابط الأسفلتي مما يكون بودرة معدنية هذه الكميات المغلفة على الرابط من البودرة تمتص مكونات الأسفلت وتكون سبباً في رفع لزوجة الرابط وتجعل الخلطة أكثر صلابة ومتانة.

لذلك عند إضافة البودرة تعطى النتائج التالية :
• في الخلطات المفتوحة ( ذات الركام الخشن ) يزداد الثبات وتتحسن مقاومة الرصف .
• في الخلطات الكثيفة تقل قابلية التأثر بالحرارة وتقليل التشوه .
3. وظيفة البودرة في الخلطة الأسفلتية الساخنة
i. زيادة لزوجة الرابط لتحسن من ثبات السطح.
ii. المساعدة في الحصول على تغطية سميكة من الربط على الركام.
iii. جعل الرابط أكثر ديمومة و مقاوم للأحوال الجوية.
iv. تتحد البودرة مع الرابط لملء الفراغات بين حبيبات الركام الناعمة وتجعل السطح أملساً.
v. تزيد من مقاومة الخلطة للشد.
vi. تقليل مسامية الرصف النهائي.

4. المواصفات القياسية للبودرة
i. التدرج الحبيبي :
• المنخل رقم ( 600 ) ( 30 )ميكرون يجب أن تكون نسبة البودرة 100 %.
• المنخل رقم ( 50 ) ( 300 ) ميكرون يجب أن تكون النسبة المارة ( 100-95 )%.
• المنخل رقم ( 200 ) ( 75 ) ميكرون يجب أن تكون النسبة المارة ( 100-70 ).
ii. أن تكون البودرة خالية من الشوائب العضوية و بها دليل لدونة 4%.
iii. يجب أن تكون البودرة جافة وقت الاستخدام ونسبة إضافتها في الخلطة تكون بين ( 1-1.5 ) مرة قدر الأسفلت وثقلها النوعي 2.8

5. اختبارات البودرة
i. اختبار التحليل الحبيبي ( Sieve Analysis Test )

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:34 PM
النسبة المارة من الغربال رقم (200) بالنسبة للأسمنت يجب أن تكون 100%.

ii. اختبار حد السيولة ( Liquid Limit Test )
يتم ذلك باستخدام جهاز الغرز المخروطي أو باستخدام جهاز كازقراند حيث يتم تحديد حد السيولة ومن ثم تحديد حد اللدونة ودليل اللدونة.

2-2-4 الخواص الفيزيائية للركام ( Physical Properties of Aggregates )
يتم تحديد صلاحية الركام للاستخدام في المخلوطات الأسفلتية عن طريق تقييم ودراسة الخصائص التالية للركام :
1) حجم الحبيبات والتدرج ( .( Size and Grading
2) الخلو من المواد الضارة ( .( Cleanliness/ Deleterious Material
3) الصلابة (( Toughness / Hardness .
4) المقاومة للعوامل الجوية .Durability(Soundness)
5) الملمس السطحي ( Surface Texture ).
6) شكل الحبيبة ( Particle Shape ).
7) الامتصاص ( Absorption ).
8) الشراهة للأسفلت ( Affinity For Asphalt ).

2-2-5 اختبارات الركام
تُجري على الركام العديد من الاختبارات وذلك لتحديد المواصفات المطلوبة له في الخلطة الأسفلتية وهي كالآتي :
1) تجربة مقاومة التهشيم
الغرض من التجربة
هو تحديد معامل التهشم للركام المستعمل في الطرق وتحديد مدى صلاحيتها بين الأنواع المختلفة لاختيار أفضلها وأكثرها ملائمة

طريقة عمل التجربة
• يتم اختيار العينة من الركام الجاف المحجوز على المنخل رقم (8) ويوضع الركام على الميزان ثم يسوى السطح ، تجفف عينة الاختبار في فرن درجة حرارته (100-110) مْ ثم تبرد وتوزن و ليكن الوزن (W1).
• تملأ الأسطوانة المفتوحة على قاعدة من الصلب بثلاث دفعات وتدك 45 مرة بقضيب ثم يُسوى السطح.
• ثم توضع الأسطوانة وقاعدتها والمكبس بين فكي ماكينة الاختبار وتحمل ببطء حتى يصل الضغط (40) طن بمعدل 4 طن لكل دقيقة ثم يرفع الحمل.
• يُنخل الركام بعد ذلك ويعين وزن الركام المار من المنخل 2.36 مم وليكن وزنه (W2) ويحدد معامل التهشم بالعلاقة الآتية :


معامل التهشم = W2 *100
W1

عمومًا الركام الجيد يعطي معامل تهشيم صغير ويجب أن يكون معامل التهشيم في حدود 30 للطبقة السطح ، وللوصول لنوعية عالية من الرصف فإن الركام الذي يحتوي على قيمة منخفضة من التهشيم هو الأفضل.

2) تجربة التآكل
يجب أن تكون الأحجار المستخدمة ذات مقاومة عالية وتعتبر تجربة لوس أنجلوس من أكثر التجارب شهرة في هذا المجال.

الغرض من التجربة
تحديد نسبة التآكل

الأجهزة والأدوات
• أسطوانة مفرغة قطرها الداخلي (70سم) وطولها 50)سم) محملة بطريقة تسمح بدورانها حول محورها الأفقي بسهولة
• ميزان
• فرن حراري
• كرات من الحديد الزهر قطر كل منها 4.8)سم) ووزنها (390-445mlg)
• منخل قطره(1.7)مم
طريقة العمل
• تجفيف العينة في الفرن الحراري في درجة حرارة 115مْ
• يوزن الركام بوزن ثابت W
• تُوضع العينة مع الكرات داخل الأسطوانة وتُدار الأسطوانة بسرعة تتراوح بين (33-30 ) لفة في الدقيقة لعدد من اللفات تتراوح بين 1000-500 لفة
• تُنخل العينة على المنخل 1.7مم ثم يوزن الركام المار من هذا المنخل ، وتحدد النسبة بين الوزن المار من المنخل 1.7 والوزن الكلي للعينة وهذه تمثل نسبة التآكل.
الخلطات الجيدة يجب أن تكون نسبة التآكل فيها حوالي 30% أما الخلطات الأقل جودة قد تكون 50%.

3) تجربه الامتصاص والوزن النوعي
تُعتبر الأحجار التي لها وزن نوعي صغير أضعف من الأحجار التي لها وزن نوعي كبير ويتراوح الوزن النوعي للركام من (2.6 – (2.9. الأحجار التي لها خاصية امتصاص عالية للمياه تعتبر غير صالحة للرصف إذا زادت نسبة الامتصاص فيه عن 6% يكون الركام غير صالح للرصف إلا إذا كانت قوه تحمله عالية جدا .
الغرض من التجربة
تحديد الوزن النوعي للركام

الأجهزة والأدوات
• فرن حراري درجة حرارته (100-110)مْ .
• ميزان حساس .
• وعاء مدرج .
• قضيب من النحاس .
• ساعة إيقاف .

طريقة العمل
• تُوزن العينة بمقدار 2كيلو جرام .
• تُجفف العينة في الفرن الحراري .
• تُبرد العينة بالمجفف .
• تُوزن العينة ليكن وزنها W.
• تُوضع العينة في الوعاء المدرج ليكن حجمها A .
• يُضاف إلى العينة كمية من الماء ثم تؤخذ القراءة إما من سطح الماء في الوعاء بعد إزالة الهواء المحبوس بين حبيبات الركام وينتقل الماء بواسطة القضيب وليكن حجمه B.
أما تعين نسبه الامتصاص فتُعين بالتجفيف في الفرن حتى ثبوت وزنها وتبرد في مجفف وتوزن وليكن وزنها W1.
تُوضح العينة في وعاء فارغ وتغمر بالماء لمدة خمس ساعات ببطء ثم تترك مغمورة لمدة 20 ساعة ثم تخرج من الماء وتوزن W2.
النتائج
نجد أن الوزن النوعي يساوي
Gs =(W/B) -A

نسبة الامتصاص :
Water Absorption = (W2-W1)*100
W1

4) تجربة الصدم
الغرض من التجربة
قياس صلابة الركام أو مقاومته للصدم تحت الصدمات المتكررة .
الأجهزة والأدوات
جهاز الصدم يتكون من قاعدة من الصلب ووعاء اسطواني ارتفاعه 10.2سم وعمقه 5 سم ومنخل 15مم ومنخل 2.36مم ، و مطرقة ، قضيب الغرز .

طريقة العمل
1- تُنخل العينة على منخل 15مم ثم توضع على ثلاث دفعات وتدك ويتم دكها 25 مرة وذلك بواسطة المطرقة حيث ترتفع المطرقة إلى ارتفاع 38سم ثم تترك لتسقط سقوط حر على العينة .
2- تُكرر هذه العملية كل 15 مرة ثم تُنخل العينة على منخل 2.36مم وتُوزن العينة المادة من المنخل 2.36 مم .

النتائج


درجة الصلابة = وزن العينة الكلي
وزن العينة المارة من المنخل (2.36)

يجب ألا تقل نسبة الصلابة عن 30% في حالة الركام المستخدم في طبقة السطح و 40% في حالة الركام المستخدم في طبقة لأساس.










2-3 الخلطات الأسفلتية ( Bituminous Mix )
2-3-1 المقدمة
الخلطات الأسفلتية عبارة عن مزيج متجانس من مواد الرصف وتشمل الرابط الأسفلتي والركام بدرجاته المختلفة وبعض المضافات كالبودرة وغيره وقد يكون الرابط الأسفلتي محسناً أو غير محسناً وهو يعمل على حماية الخلطة من الماء وكرابط لحبيبات الركام لتكوين كتلة كثيفة متماسكة عندما تلتصق مع بعضها وهذا يؤدى إلى زيادة متانة ومقاومة الخلطة ويتأثر آداء الخلطة الأسفلتية بكل من خصائص مكوناتها كلاَ على حدة وبخصائصها مجتمعة.
وتُعتبر الخلطات الأسفلتية المكون الرئيسي لطبقات الرصف في معظم الطرق الحديثة ، وبالنظر إلى الوظائف المهمة لهذه الطبقات و خاصة قدرتها على مقاومة الإجهادات المختلفة التي تتعرض لها نتيجة لأحمال المرور والتغيرات الحجمية بسبب اختلافات درجات الحرارة اليومية والموسمية ، فإن الخلطات الأسفلتية المطلوبة يجب أن تكون ذات جودة عالية. ويتحقق ذلك بتوفر عدد من الخواص الهندسية و الميكانيكية و التي من أهمها الثبات ( Stability ) و الانسياب ( Flow) وتعمل الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال الرصف المرن على أساس الخضوع المؤكد بالانحناء قليلاً تحت كل حمل ثم الرجوع إلى الشكل الأصلي وهو ما يعبر عن خاصية المرونة لهذا النوع من الرصف.
هنالك عدة أنواع من الخلطات الأسفلتية في مختلف بلدان العالم من أهمها الخلطة الأسفلتية الساخنة ، الخلطة الأسفلتية الباردة ، الماكدام المسقى بالأسفلت وخلطة الأسفلت الرملي و الناعم ويعود هذا التنوع في الخلطات الأسفلتية إلى تعدد الاستخدامات و الخبرات وذلك باختلاف الظروف البيئية و الاقتصادية للمنطقة المزمع إنشاء الطريق بها وخاصة فيما يتعلق بتوفر مواد الإنشاء و الالآت والمعدات والتقنيات اللازمة لتنفيذ المشروع ، وتتفق كافة أنواع الخلطات الأسفلتية المستعملة في أعمال الرصف في ضرورة توفر عدد من الخواص الأساسية التي يمكن التوصل إليها عن طريق تطبيق المواصفات الفنية وطرق التصميم والإنشاء.




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) ( Mastic 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 والرمل 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.

صورة (2-3) توضح خلاطة أسفلت
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

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:36 PM
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 الخاص 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 المستخدم 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 الجمعية 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 الآتية :
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 .

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:37 PM
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 المخلوط 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 تزداد 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 .

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:44 PM
اقدم بحث عن تصميم الخلطات

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:45 PM
بسم الله الرحمن الرحيم أقدم لكم بحث كامل عن الخلطات البيتومينية مقدم مني في أكاديمية الدراسات العليا وبتمنا من الجميع الاستفادة والتوفيق مـقــدمـة : تعتبر الخلطات البيتومينية المكون الرئيسي لطبقات الرصف في معظم الطرق الحديثة. وبالنظر إلى الوظائف المهمة لهذه الطبقات ، وخاصة قدرتها على مقاومة الإجهادات المختلفة التي تتعرض لها نتيجة لأحمال المرور والتغيرات الحجمية بسبب اختلافات درجات الحرارة اليومية والموسمية، فإن الخلطات البيتومينية المطلوبة يجب أن تكون ذات جودة عالية. ويتحقق ذلك بتوفر عدد من الخواص الهندسية والميكانيكية من أهمها الثبات Stability والانسياب Flow. وتعمل الخلطات البيتومينية المستخدمة في الرصف المرن على أساس الخضوع المؤقت بالانحناء قليلا تحت كل حمل ثم الرجوع إلى الشكل الأصلي ، وهو ما يعبر عن خاصية المرونة لهذا النوع من الرصف. هناك عدة أنواع من الخلطات البيتومينية المستعملة في أعمال الرصف في مختلف بلدان العالم من أهمها: 1. الخرسانة البيتومينية Bituminous Concrete : والتي تتكون من الركام بأحجام و تدرجات محددة و البيتومين كمادة رابطة وتتميز بكثافتها العالية . 2. الخلطة البيتومينية الناعمة Hot Rolled Asphalt : وتتكون من حجم واحد من الركام الخشن ونسبة كبيرة من الركام الناعم (الرمل) تصل إلى 50% بالوزن من الخلطة ونسبة غنية من المادة الرابطة (8-10%) . ونظرا لعدم وجود تدرج جيد في أحجام الركام المستعملة فإن كثافة هذه الخلطة تكون منخفضة نسبيا وكذلك ثباتها . 3. الخلطة الإسفلتية المسامية Porous Asphalt : وتتصف هذه الخلطة بارتفاع مساميتها و نفاذيتها. ويعود هذا التنوع في الخلطات البيتومينية إلى تعدد الاستخدامات والخبرات وذلك باختلاف الظروف البيئية والاقتصادية للمنطقة المزمع إنشاء الطريق بها وخاصة فيما يتعلق بتوفر مواد الإنشاء والآلات والمعدات والتقنيات اللازمة لتنفيذ المشروع. وتتفق كافة أنواع الخلطات البيتومينية المستعملة في أعمال الرصف في ضرورة توفر عدد من الخواص الأساسية التي يمكن التوصل إليها عن طريق تطبيق المواصفات الفنية وطرق التصميم والإنشاء. وتعرض الأجزاء التالية من هذا الباب شرحاً لكيفية تصميم واختبار أحد الأنواع الشائعة من هذه الخلطات وهو الخرسانة البيتومينية. وذلك بسبب شيوع استخدامها في مختلف مناطق العالم وخاصة في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، وذلك لملاءمتها للظروف المناخية السائدة وتوفر مواد الإنشاء بالإضافة للخبرة العملية في هذا المجال. الخرسانة البيتومينية Bituminous Concrete الخرسانة البيتومينية هي مادة الرصف الرئيسية المستخدمة اليوم في رصف معظم الطرق و الشوارع ومحطات وقوف المركبات و غيرها من الساحات. وهي ذلك الغطاء الأسود القاتم أو ما يعرف بالإسفلت أو الخلطة الساخنة أحياناً. وتوفر الخرسانة البيتومينية أسطح رصف ذات جودة عالية و لذلك تستخدم في رصف الطبقات السطحية أو ما يعرف بالطبقة الواقية Wearing Course لأنها تمنع تسرب الماء إلى الطبقات التحتية بفضل وجود البيتومين داخل الخلطة و الذي يعتبر عازل جيد للرطوبة. تتكون الخرسانة البيتومينية من خليط من الركام و البيتومين و تخلط ساخنة في خلاطات مركزية خاصة و تفرش وتدمك و هي ساخنة وفقاً لطرق و معايير محددة لتعطي سطح رصف جيد. تكوين الخرسانة البيتومينية يبين الشكل (1) مكونات الخرسانة البيتومينية والمتمثلة في الركام والبيتومين والهواء. و تعتبر الكميات النسبية لكل من هذه العناصر الثلاثة مهمة جداً بالنسبة للخواص النهائية للخلطة يعتبر الركام هو المكون الرئيسي لجسم الخلطة و يقوم البيتومين بدور المادة الرابطة. عند خلط الركام و البيتومين يتم تغليف جزيئات الركام بغشاء من البيتومين كما يتم امتصاص بعض البيتومين داخل المسامات الموجودة في جزيئات الركام . و بناء على قابلية الركام لامتصاص البيتومين السائل يتم تحديد كمية البيتومين المطلوبة بحيث تكون كمية البيتومين الصافية (الفعالة) وهي التي لم يتم امتصاصها كافية لتغليف حبيبات الركام بغشاء من المادة الرابطة لتوفير التماسك المطلوب و لعدم ترك فراغات داخل الخلطة أكثر من المتوقع عند حساب الحجوم الكلية للركام و البيتومين . من المعروف أن امتصاص البيتومين يعد اقل من امتصاص الماء بالنسبة لنفس الركام و يكون ذلك عادة بحوالي النصف. وبشكل عام يجب أن يؤخذ حجم

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:47 PM
معلومات هامه عن الطرق

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:48 PM
معلومات هامة عن الطرق
________________________________________
مع تزايد أهمية شبكات الطرق وتكلفتها العالية استوجب تطوير عدة أساليب لتصميم رصفات الطرق آخذة بالاعتبار سلوك التربة ومواد الرصف تحت تأثير الأحمال الكبيرة والتأثيرات المناخية والبيئية المختلفة.
. أنواع الرصفات:
هناك ثلاثة أنواع رئيسية للرصفات:
أ‌- الإسفلتية أو المرنة ( Flexible Pavements ).
ب‌- الخرسانية أو الصلدة ( Rigid Pavements ).
ت‌- المركبة أو المختلطة ( Composite Pavements ).

أولاً : الرصفات الإسفلتية أو المرنة ( Flexible Pavements ).
يوجد ثلاثة أساليب لإنشاء هذا النوع من الرصفات:
i. الرصفات الإسفلتية التقليدية ( Conventional Flexible Pavement ).
ii. الرصفات الإسفلتية ( Full-Depth Asphalt Pavement ).
iii. الرصفات الإسفلتية الحاضنة ( Contained Rock Asphalt Mats-CRAM ).

i. الرصفات الإسفلتية التقليدية ( Conventional Flexible Pavement ).
. تتكون من ثلاث طبقات رئيسية الطبقة السطحية (Surface Course) تليها طبقة الأساس (Base Course) ثم طبقة ما تحت الأساس (Subbase Course ).
. الطبقة السطحية تكون من أفضل نوعية مواد من حيث القدرة على التحمل.
. ينتقل تأثير الحمولات المرورية من خلال هذه الطبقات إلى التربة الطبيعية التي يفترض أن تكون قدرتها على التحمل عالية نسبياً حيث يتم دمكها بشكل جيد (Compacted Subgrade) لتحسين مواصفاتها.

ii. الرصفات الإسفلتية ( Full-Depth Asphalt Pavement ).
. تتكون الرصفة من طبقة أو أكثر من الخلطات الإسفلتية الساخنة (Hot Mix Asphalt) ويتم إنشاؤها مباشرة فوق التربة الطبيعية أو المحسنة (Improved Subgrade).
. تعتبر من أفضل الرصفات قدرة على تحمل الشاحنات الثقيلة.
. لا يوجد فيها طبقات تحتجز المياه لمدة طويلة.
. المدة الزمنية اللازمة لإنشائها أقل من الرصفات المرنة التقليدية.
. لا تتأثر بالرطوبة أو الصقيع.
.هناك تجانس بين مختلف طبقات الرصف.
iii. الرصفات الإسفلتية الحاضنة ( Contained Rock Asphalt Mats-CRAM ).
. تتكون من أربع طبقات العليا والسفلى من الخلطات الإسفلتية الساخنة والثانية والثالثة من مواد حصوية.
. هذا الأسلوب الإنشائي ميزته أن الطبقة الإسفلتية السفلى تساهم بشكل ملحوظ في تقليل تأثير الإجهاد الرأسي على التربة والذي يسبب هبوط التربة.
.ومن مميزاتها ما يلي :
. التحكم بتصريف مياه الأمطار بوجود الطبقة الحصوية العالية النفاذية.
. منع تلوث الحصمة بالأتربة القادمة من طبقة التربة الطبيعية.
. تقليل حدوث تشققات الكلل أو التمساحية (Fatigue Cracking) التي تتكون في أسفل الطبقة الإسفلتية العليا باستخدام إسفلت قليل اللزوجة.

ثانياً : الرصفات الخرسانية ( Rigid Pavements ).
. يتكون هذا النوع من بلاطة خرسانية (Slab PCC) يتم إنشاؤها مباشرة على التربة الطبيعية أو يوضع تحتها طبقة أساس حصوية (Base Course).
. تعتبر صلابة البلاطة الخرسانية العامل الأهم في التصميم أما العامل الأهم في تصميم الرصفات المرنة هو قدرة تحمل التربة الطبيعية.
. ينتشر هذا النوع من الرصفات في المناطق الباردة (أوروبا وروسيا وأمريكا الشمالية) حيث تقاوم الفواصل الموجودة بين بلاطات الرصفة التغيرات الحرارية الكبيرة بين الصيف والشتاء أو بين الليل والنهار.
. قد تكون هذه الرصفات مسلحة أو غير مسلحة وذلك حسب الحجوم المرورية ونسبة الشاحنات الثقيلة.
. أهمية عمل طبقة الأساس:
. التحكم بتسرب المياه الجوفية والأتربة من خلال الفواصل الموجودة في البلاطة الخرسانية.
. التحكم بتأثير الصقيع في البلاد الباردة (Frost Action).
. تحسين تصريف مياه الأمطار.
. تقليل حدوث الانكماش (Shrinkage) والانتفاخ (Swell).
. تسريع عملية الإنشاء.
ثالثاً : الرصفات المركبة ( Composite Pavements ).
. يحتوي هذا النوع من الرصفات على طبقات إسفلتية وخرسانية وتكون الطبقة الإسفلتية فوق البلاطة الخرسانية كطبقة إكساء (Overlay) بغية إعادة تأهيل أو إصلاح الرصفة.
. تستخدم الرصفات المركبة عند إعادة الإنشاء لمقاومة الحمولات المرورية العالية في الطرق الاستراتيجية.

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:50 PM
أنواع الرصف للطرق
________________________________________
مع تزايد أهمية شبكات الطرق وتكلفتها العالية استوجب تطوير عدة أساليب لتصميم رصفات الطرق آخذة بالاعتبار سلوك التربة ومواد الرصف تحت تأثير الأحمال الكبيرة والتأثيرات المناخية والبيئية المختلفة.
أنواع الرصفات:
هناك ثلاثة أنواع رئيسية للرصفات:
أ‌- الإسفلتية أو المرنة ( Flexible Pavements ).
ب‌- الخرسانية أو الصلدة ( Rigid Pavements ).
ت‌- المركبة أو المختلطة ( Composite Pavements ).

أولاً : الرصفات الإسفلتية أو المرنة ( Flexible Pavements ).
يوجد ثلاثة أساليب لإنشاء هذا النوع من الرصفات:
i. الرصفات الإسفلتية التقليدية ( Conventional Flexible Pavement ).
ii. الرصفات الإسفلتية ( Full-Depth Asphalt Pavement ).
iii. الرصفات الإسفلتية الحاضنة ( Contained Rock Asphalt Mats-CRAM ).

i. الرصفات الإسفلتية التقليدية ( Conventional Flexible Pavement ).
تتكون من ثلاث طبقات رئيسية الطبقة السطحية (Surface Course) تليها طبقة الأساس (Base Course) ثم طبقة ما تحت الأساس (Subbase Course ).
الطبقة السطحية تكون من أفضل نوعية مواد من حيث القدرة على التحمل.
ينتقل تأثير الحمولات المرورية من خلال هذه الطبقات إلى التربة الطبيعية التي يفترض أن تكون قدرتها على التحمل عالية نسبياً حيث يتم دمكها بشكل جيد (Compacted Subgrade) لتحسين مواصفاتها.

ii. الرصفات الإسفلتية ( Full-Depth Asphalt Pavement ).
تتكون الرصفة من طبقة أو أكثر من الخلطات الإسفلتية الساخنة (Hot Mix Asphalt) ويتم إنشاؤها مباشرة فوق التربة الطبيعية أو المحسنة (Improved Subgrade).
تعتبر من أفضل الرصفات قدرة على تحمل الشاحنات الثقيلة.
لا يوجد فيها طبقات تحتجز المياه لمدة طويلة.
المدة الزمنية اللازمة لإنشائها أقل من الرصفات المرنة التقليدية.
لا تتأثر بالرطوبة أو الصقيع.
هناك تجانس بين مختلف طبقات الرصف.
iii. الرصفات الإسفلتية الحاضنة ( Contained Rock Asphalt Mats-CRAM ).
تتكون من أربع طبقات العليا والسفلى من الخلطات الإسفلتية الساخنة والثانية والثالثة من مواد حصوية.
هذا الأسلوب الإنشائي ميزته أن الطبقة الإسفلتية السفلى تساهم بشكل ملحوظ في تقليل تأثير الإجهاد الرأسي على التربة والذي يسبب هبوط التربة.
ومن مميزاتها ما يلي :
التحكم بتصريف مياه الأمطار بوجود الطبقة الحصوية العالية النفاذية.
منع تلوث الحصمة بالأتربة القادمة من طبقة التربة الطبيعية.
تقليل حدوث تشققات الكلل أو التمساحية (Fatigue Cracking) التي تتكون في أسفل الطبقة الإسفلتية العليا باستخدام إسفلت قليل اللزوجة.

ثانياً : الرصفات الخرسانية ( Rigid Pavements ).
يتكون هذا النوع من بلاطة خرسانية (Slab PCC) يتم إنشاؤها مباشرة على التربة الطبيعية أو يوضع تحتها طبقة أساس حصوية (Base Course).
تعتبر صلابة البلاطة الخرسانية العامل الأهم في التصميم أما العامل الأهم في تصميم الرصفات المرنة هو قدرة تحمل التربة الطبيعية.
ينتشر هذا النوع من الرصفات في المناطق الباردة (أوروبا وروسيا وأمريكا الشمالية) حيث تقاوم الفواصل الموجودة بين بلاطات الرصفة التغيرات الحرارية الكبيرة بين الصيف والشتاء أو بين الليل والنهار.
قد تكون هذه الرصفات مسلحة أو غير مسلحة وذلك حسب الحجوم المرورية ونسبة الشاحنات الثقيلة.
أهمية عمل طبقة الأساس:
التحكم بتسرب المياه الجوفية والأتربة من خلال الفواصل الموجودة في البلاطة الخرسانية.
التحكم بتأثير الصقيع في البلاد الباردة (Frost Action).
تحسين تصريف مياه الأمطار.
تقليل حدوث الانكماش (Shrinkage) والانتفاخ (Swell).
تسريع عملية الإنشاء.
ثالثاً : الرصفات المركبة ( Composite Pavements ).يحتوي هذا النوع من الرصفات على طبقات إسفلتية وخرسانية وتكون الطبقة الإسفلتية فوق البلاطة الخرسانية كطبقة إكساء (Overlay) بغية إعادة تأهيل أو إصلاح الرصفة.
تستخدم الرصفات المركبة عند إعادة الإنشاء لمقاومة الحمولات المرورية العالية في الطرق الاستراتيجية.

عوامل التصميم (Design Factors):أ‌- الحجوم والحمولات المرورية (Traffic and Loading).
ب‌- البيئة المحيطة (Environment).
ت‌- مواد الرصفة (Pavement Materials).

أ‌- الحجوم والحمولات المرورية (Traffic and Loading).
1) تقدير الحمولات المحورية يتم باستخدام الحمل المحوري القياسي المساوي وهذا يستلزم معرفة أنواع وعدد المركبات المتوقع مرورها على الطريق خلال العمر التصميمي (Design Period).
2) وعند تصميم رصفة الطريق يلزم معرفة مساحة منطقة التماس بين عجلات المركبة وسطح الرصفة (Contact Area).
3) يقل تأثير حمولة المركبات على رصفة الطريق بازدياد السرعة ولذلك تزيد سماكة الرصفة في مواقف الشاحنات والتقاطعات.
ب‌- البيئة المحيطة (Environment).
أهم العوامل البيئية التي تؤثر على تصميم الرصفات:
1) تغير درجات الحرارة الذي يسبب حصول التشققات.
2) وزيادة معدل هطول المطر وتراكم الثلوج ترفع نسبة الرطوبة في طبقات الرصفة السفلية وتعمل على ارتفاع مستوى المياه الجوفية التي يجب أن تبقى على عمق 90سم على الأقل من سطح الرصفة.
ت‌- مواد الرصفة (Pavement Materials).
يجب توفر الخصائص التالية في المواد المكونة لطبقات الرصفة المرنة:
1) يجب أن تتحمل الخلطات الإسفلتية التغير في درجات الحرارة.
2) تناسب مواد الرصفة مع متطلبات التصميم مثلاً تكون مقاومة للتشققات التمساحية أو تكون الطبقات السفلية للرصفة تقاوم التشوه الثابت (Permanent Deformation) الناتج عن زيادة الحمولات المحورية.
3) دراسة إمكانية تحسين خصائص التربة الطبيعية عن طريق معالجتها بالإسمنت أو الجير أو أية مثبتات أخرى (Chemical Stabilization).


إنهيار الرصفات Failure Criteria.
يوجد نوعين من الانهيار:
أ‌- الانهيار الإنشائي Structural Failure.
والذي قد يشمل جميع طبقات الرصفة أو جزءاً منها وعندها تصبح الرصفة غير قادرة على تحمل الحمولات التي تمر عليها.
ب‌- الانهيار الوظيفي Functional Failure.
الذي قد لا يصاحبه إنهيار إنشائي ويؤثر عادة على راحة مستخدمي الطريق وسلامة المرور.
ظواهر الانهيار في أساليب التصميم تأخذ بعين الاعتبار ثلاثة أنواع من عيوب الرصفات وهي:
1) تشققات الكلل أو التمساحية (Fatigue Cracking) وتعتمد على إجهاد الشد الأفقي في أسفل طبقة الخلطة الإسفلتية الساخنة.
2) التخدد (Rutting) يعتمد على إجهاد الضغط الرأسي على سطح التربة (Subgrade).
3) التشققات الناتجة عن درجات الحرارة المنخفضة ويمكن حدوثها في المناطق المعتدلة عندما تزداد قساوة الإسفلت بازدياد عمر الطريق.


أسباب معاناة شبكات الطرق في الدول النامية لدمار كبير في المراحل الأولى من عمرها التصميمي:
1) نقص كبير في المواصفات والمعايير التصميمية.
2) ضعف في مراقبة جودة الإنشاء.
3) عدم توفر أساليب موضوعية لتقييم حالة رصفات الطرق وتحديد عيوبها الإنشائية والوظيفية.
4) غياب أنظمة فعالة لإدارة عمليات الصيانة الروتينية والرئيسية.



واضيف هنا بعض المعلومات
1- التركيز عند الشروع في بناء طريق على اختيار المسار بحيث يحقق جوده في التنفيذ وكذا ان يكون ذوجدو اقتصاديه وأمن .
2- استخدام جهاز(gps) لرسم اكثر من مسار وكذا الخرائطالطبوغرافيه لمنطقة المسار وكذا دراسة العوامل الهيدرولوجيه التي تتقاطع مع مسار الطريق المقترح لتحديد نوع الاعمال الانشائيه التي تتطلبها
3- عمل دراسه اوليه بحجم ونوع الاعمال المتوقعه وكذا تكلفتها طبقا للاسعار السائده مع اضافة نسبة الزياده للمواد المستورده
4-تحديد نوع ودرجة الطريق طبقا للغرض الذي سيخدمه
5- تقسيم اعمال المشروع (الطريق) الى خمسه بنود رئيسيه:-
1- الاعمال الفنيه وتشمل الاعمال المساحيه والتصميميه والمواد الطبيعيه و...
2-الاعمال الترابيه والصخريه وتشمل (القطع والردم)
3-الاعمال الانشائيه (وتشمل العبارات والجسور والجدران السانده و....
4- الاعمال الاسفلتيه وتشمل طبقة الاساس والماده اللاصقه والخلطه الاسفلتيه الساخنه
5- الاعمال البيئيه والارشاديه وتشمل الحمايات لجسم الطريق وكذا وسائل السلامه المروريه

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:52 PM
أعمال التعبيد بالإسفلت
1. بعد الانتهاء من أعمال فرد وتسوية طبقة البيس كورس وقبل أن يبدأ المقاول في رش السائل الأسفلتي ، عليه تكنيس وتنظيف السطح المنوي رشه وذلك باستخدام الضاغطة الهوائية وأن يكون جافا قبل البدء في عملية الرش وبعد أخذ موافقة كتابية من المهندس المشرف يقوم المقاول برش مادة (MCO) أو ما يعادله على طبقة البيس كورس بمعدل 1 كجم / م 2. يجب ان يتم الرش فورا و بدون أي تاخير بعد فحص و قبول الطبقة الاخيرة من البيس كورس كما و يجب اغلاق المنطقة امام حركة السيارات لحين انتهاء اعمال الرصف. يجب العمل على منع تطاير حشو و ذلك بالاحتفاظ بالبيس كورس رطبا.
بعد مرور فترة 24 ساعة على الأقل من رش مادة (MCO) يقوم المقاول بتوريد وفرد الطبقة الأسفلتية الساخنة الجاهزة ومن مصنع معتمد تدرج 4 / 3 "ونسبة البتومين حسب تصميم الخلطة الاسفلتية والفروقات المسموح بها في المواصفات + 0.30 ٪.
في حال استعمال (المستحلب) لطبقة الأساس او الطبقة اللاصقة فيجب عندئذ ابراز شهادة من المختبر تؤكد صلاحية المادة المستعملة قبل التوريد و كذلك يجب التقيد بتعليمات المنتج بالنسبة لمعدلات الرش و كذلك زمن المعالجة (المعالجة الوقت). ويجب ان يتم توريد مادة التشريب رئيس ومعطف او المادة اللاصقة المسمار معطف إلى الموقع في عبوات مغلقة ويتم اخذ عينة للفحص للتأكد من مطابقتها للمواصفات قبل البدء بأعمال الرش.
2. بعد الانتهاء من البند السابق ، وتنظيف الإسفلت القائم و ذلك باستخدام المكنسة الميكانيكية او الضاغطة الهوائية وبعد أخذ موافقة المهندس المشرف يتم رش السائل اللاصق) تك معطف) (RC2) أو ما يعادله على الإسفلت حسب تعليمات المنتج وتقرير المختبر.
3. بعد الانتهاء من البند السابق وأخذ موافقة المهندس المشرف يتم توريد وفرد طبقة إسفلتية
تدرج 2 / 1 ".
4. تكون الخلطة الأسفلتية من النوع الساخن ومن خلاطة ميكانيكية ومن مصنع معتمد.
5. طبقة الإسفلت الساخن بسمك 6 سم (أو حسب جدول الكميات) و لا ينقص سمك الطبقة الاسفلتية اكثر من 3 ملم عن السمك المطلوب. وعندما يكون النقص فى سمك الطبقة الاسفلتية اكثر من 3 ملم و حتى 15 ٪ من السمك المطلوب تقبل الطبقة بخصم 15 ٪ من سعر البند للمساحات الفاشلة أما اذا زاد النقص عن ذلك فيتم ازالة هذه المساحات و يتم وضع طبقة جديدة بدلا منها مطابقة للمواصفات و على حساب المقاول.
6. لجهاز الإشراف الحق في إجراء الاختبارات المعملية اللازمة وعلى حساب المقاول.
7. يجب استخدام فنشر حديث لفرد طبقة الاسفلت و استخدام عدد من المداخل المناسبة للقيام بعملية الدمك.
8. في حالة قص الاسفلت في أي منطقة وخصوصا حول المناهل يتم اعادة الاسفلت حول المناهل حسب الاصول ولا يسمح باستخدام الخرسانة بدلا من الاسفلت.
9. تدرج الحصمة في طبقة الأسفلت الساخن تدرج 4 / 3 "(نسبة بيتومين 60/70 حسب تصميم الخلطة الاسفلتية بالفروقات المسموح بها في المواصفات + 0.3 ٪).
200 80 40 10 4 8 / 3 "2 / 1" 4 / 3 "رقم المنخل
4-9 10-20 16-30 35-50 50-65 70-87 100-80 100 ٪ نسبة المار

10. تدرج الحصمة في الخلطة الإسفلتية تدرج 2 / 1 "(نسبة بيتومين حسب تصميم الخلطة الاسفلتية بالفروقات المسموح بها في المواصفات + 0.3 ٪) كالتالي :
200 80 40 10 4 8 / 3 "2 / 1" رقم المنخل
4-9 10-20 16-30 32-52 50-70 70-100 100 ٪ نسبة المار
• كثافة الخليط القصوى بعد الدمك لا تقل عن 97 ٪ من كثافة مارشال حسب تصميم الخلطة المعتمد -- بناء على المواصفات المرفقة وليست حسب المارشال اليومي وحسب الاصول الفنية و بحيث لا تقل عن 2300 كغم / م 3.
V.M.A. = 13.5 ٪ مين (ملف بالطبع)
V.M.A. = 14.5 ٪ مين (W.C.)
V.F.B. -- ملء الفراغات مع القار = 60-75 ٪
V.T.M. -- الفراغات في مجموع مزيج = 3-7 ٪ (ملف الخشنة)
V.T.M. -- الفراغات في مجموع مزيج = 3-7 ٪) وهو يرتدي الخشنة)
• ثبات مارشال 900 كجم على الأقل الاستقرار.
• الإنسياب : 2-4 مم.
• نسبة الفاقد للحصمة في جهاز لوس أنجلوس لا تزيد عن 40 ٪ للطبقة السطحية و 50 ٪ للطبقة الرابطة.
• يجب ان تكون الحصمة خالية من وجود الكتل الطينية (كلاي الكتل).
• الذوبان في محلول كبريتات الصوديوم (سلامة) لا يزيد عن 12 ٪ ولا يزيد عن 18 ٪ عند استعمال كبريتات الماغنيسيوم.
• درجة الامتصاص لا تزيد عن 2 ٪
• يجب تسليم الخلطة في موقع العمل بدرجة حرارة بين (139 -- 163) درجة مئوية
• يجب اجراء اختبار الفصل للمكونات (استخراج للتجارب) عند بداية يوم العمل او عند ملاحظة أي تغيير في قوام او لون مكونات الخلطة و يجب اخذ العينة من المصنع او بعد بريمة الفرادة المنهي و قبل اجراء عمليات الدحل ، كما و يجب عدم فرد الاسفلت الا بعد ظهور نتائج فحص (استخراج للتجارب) و التأكد من سلامة الخلطة و مطابقتها او اجراء ما يلزم من تصحيحات.
• في حالة فشل عينة في فحص الدمك للأسفلت يعاد الفحص مرة أخرى بعد دمك الأسفلت في اليوم التالي مباشرة وظهرا بواسطة مدحلة مطاطية PTR لمدة ساعتين ويتم الفحص الجديد عن طريق أخذ عينتين قبل وبعد العينة الفاشلة بمسافة لاتزيد عن عشرة أمتار من كل إتجاه والعينة التي تنجح تمثل نصف المسافة فقط وفي حالة الرسوب ينطبق عليه نفس المعايير.
• في حالة فشل عينة فحص السماكة للأسفلت يعاد الفحص بأخذ عينات لبية خلال عشرة أمتار من كل إتجاه وتكون كل عينة تمثل نصف المنطقة المفحوصة.
• جميع اختبارات السمك و الكثافة بما فيها اختبارات الاعادة ان وجدت يجب ان تجري خلال اسبوع من فرد الطبقة الاسقلتية و في حالة الفشل في الحصول على نسبة الدمك المطلوبة يتم اتخاذ الاجراءات التالية للمساحات الفاشلة : --
• اذا كان التجاوز حتى 1 ٪ تقبل الطبقة بخصم 10 ٪ من سعر البند.
• اذا كان التجاوز حتى 2 ٪ تقبل الطبقة بخصم 20 ٪ من سعر البند.
• اذا كان التجاوز حتى 3 ٪ تقبل الطبقة بخصم 35 ٪ من سعر البند.
• اذا كان التجاوز اكبر من 3 ٪ يتم ازالة الطبقة الاسفلتية ووضع طبقة جديدة بدلا منها على حساب المقاول.
• يتم اخذ عينة للفحص كل 500 م2 من مساحة الطبقة او كل 200 متر طولي من حارة المرور الواحدة ايهما اقل و يتم اجراء الفحص حسب اختبار اشتو .
• عند الفحص باستعمال قدة طولها 4 متر يجب ان يكون التجاوز المسموح به في استوائية السطح كما يلي:-
I. في الاتجاه الطولي لايزيد عن 6 مم .
II. في الاتجاه العرضي لايزيد عن 3 مم .
• يجب الا يتجاوز الفرق بين المنسوب التصميمي للطريق و المنفذ على الطبيعة عن 5 مم .
طريقة الفرد والدحل :
• لا يجوز وضع الخلطات الاسفلتية الساخنة الا عندما تكون حرارة الجو عشرة درجات مئوية او اكثر وعندما لا يكون الجو كثير الضباب او ماطراً وعندما يكون السطح الحالي خالياً من الرطوبة
• يتم تفريغ الحمولة من السيارة الخاصة لهذا العمل وتفريغ حمولتها مباشرة إلى ألة الفرد والتي يجب أن تكون من النوع الميكانيكي .
• يتم استعمال مداحل حديدية زنة 8 طن ومداحل مطاطية زنة 12طن ويجب ان يستعمل لكل عملية فرش ما لايقل عن ثلاثة مداحل (2)حديديه وواحدة مطاطية، يبدأ الدحل عندما تكون درجةحرارة الخليط مناسبة لتحمل اوزان المداحل بدون تاثيرات ضارة ويتم الدحل بالطريقة التالية:
1- تمر أولاً المدحلة الحديدية زنة 8 طن عدد مناسب من المرات ويراعى ان يكون الدحل من اسفل الى اعلى بالاتجاه العرضى للطريق وبالتنسيق مع المهندس المشرف.
2- تمر المدحلة المطاطية بعد ذلك لعدد مناسب من المرات ويراعى أن يكون الدحل من طرف الطريق باتجاه الداخل، ومن أسفل إلى أعلى مع التبريد لعجلات المداحل بالمياه حتى لا يلتصق بها الأسفلت.
3- الذي يدل على الوصول إلى درجة الدمك النهائية هو عدم ظهور علامات عجل المدحلة على سطح الطريق.
4- على المقاول أن يؤمن وقاية جميع الخلطة المدكوكة حديثاً من حركة المرور الى ان تتصلب الى الدرجة المطلوبة.

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:54 PM
http://www.sudaneconomy.comأطوال الطرق القومية - الخرسانية

اسم الطريق الطول
نيالا- الفاشر 213
بور- جوبا 200
جوبا- توريت 135
كازقيل- الدبيبات 53
توريت- كبويتا 140
جوبا- مندري- مريدي- يامبيو 429
جوبا- نمولي 187
جوبا- ياي- لاسو 219
مندري- رمبيك 235
رمبيك- التونج 124
(كبويتا- لدوارد (كينيا 325
الفاشر- كبكابية 160
أم روابة- رشاد- أبو جبيهة 191

المصدر:الهيئة القومية للطرق والجسور - الجهاز المركزي للإحصاء - السودان في أرقام 2003م

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:56 PM
إعادة تدوير الركام الخرساني في الخلطات الأسفلتية
ملخص
أجريت هذه الدراسة كتقييم أولي لإعادة استخدام ركام الخرسانة في الخلطات الأسفلتية. وقد تم الحصول على ركام خرسانة من مبنى عمره 28 سنة وذلك بعد تكسير جسر خرساني وسحب حديد التسليح منه. وتم نخل الخرسانة المكسرة للحصول على حجم الركام الحبيبي اللازم لعمل خلطة أسفلتية محلية تعرف باسم "Type III" وذلك حسب مواصفات وزارة الأشغال العامة الكويتية. وخضعت الخلطة الأسفلتية لعدة اختبارات وهي اختبار "مارشال" واختبار "نسبة الضغط بعد الغمر" واختبار "فقدان الثبات" واختبار "مسار العجلة"، حيث كانت نتائجها موافقة للمواصفات المحلية. وفي حال إعادة تدوير ركام المباني المهدمة في الخلطات الأسفلتية فإن ذلك من شأنه توفير مبالغ طائلة في مشاريع إنشاء وصيانة الرصف الأسفلتي، وكذلك حماية البيئة من المخلفات الخرسانية وتقليل الطلب على الركام الجديد.

1- مقدمة
قبل خمسين عاماً تقريباً ازداد الطلب بصورة كبيرة على استخدام الخرسانة المسلحة لبناء الكويت الحديثة، وكان ذلك مصاحباً لازدياد تصدير النفط والنمو الاقتصادي للدولة. فأصبحت الخرسانة هي مادة البناء الرئيسية لأكثر المباني. وفي نهاية العقد الأخير من القرن العشرين تزايدت حركة هدم وإعادة إعمار المباني مما أدى إلى تراكم كميات كبيرة من المخلفات التي تشكل الخرسانة جزءاً كبيراً منها، فأصبح ذلك تحدياً جديداً للبيئة المحلية.

وبالإضافة إلى ذلك فإن الحركة العمرانية المستمرة وإنشاء وصيانة الطرق بدولة الكويت يمثل طلباً متزايداً على الركام، مما أدى إلى ازدياد حركة التنقيب عن الصخور في المقالع الصحراوية المحلية. فأصبح ذلك تحدياً وتهديداً آخر للبيئة والموارد المحلية.

وازدادت الصحوة البيئية في دولة الكويت وأنشئت الهيئة العامة للبيئة، وسنت العديد من القوانين لحماية بيئة الكويت الصحراوية والبحرية. ولعل من أوضح أمثلة ذلك قانون مجلس الوزراء بمنع استخراج الركام من المقالع المحلية، وإعفاء الركام المستورد من الرسوم الجمركية.

وقد أجريت أبحاث ودراسات لإعادة تدوير مخلفات البناء واستعمالها مجدداً في صناعة التشييد [1]. بل هناك دول بدأت بوضع المواصفات لإعادة استخدام المخلفات الخرسانية، ومنها الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وهولندا والمملكة المتحدة وألمانيا والدانمرك [2].

أما بالنسبة لصناعة الطرق فقد قطع شوط كبير في مجال إعادة تدوير مخلفات الرصف. ففي جنوب كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية، يستعمل ما نسبته 15% من الأسفلت المدور في الخلطات الأسفلتية الجديدة [3]. وفي دولة الكويت يخلط ناتج قشط الأسفلت (Milling) في تربة القاعدة لتزيد من قوة تحملها، بالإضافة إلى استخدامه كطبقة تكسية مؤقتة لمواقف السيارات والساحات المكشوفة للحد من تطاير الأتربة [4 ، 5]. وقد أجريت أيضاً عدة دراسات لإعادة تدوير المخلفات في إنشاء الطرق [6 - 12]، ومنها الإطارات المستهلكة [13 – 19].

وهذه الورقة تعرض نتائج إعادة استخدام نفاية خرسانية كركام لخلطة أسفلتية مطابقة للمواصفات المحلية وهي ما يسمى "Type III" والتي تستخدم كطبقة تكسية لمعظم أنواع الطرق بدولة الكويت.

2- أهداف الدراسة
إن الهدف الرئيسي لهذه الدراسة هو تقييم إمكانية إعادة استخدام الركام الخرساني المدور في الخلطات الأسفلتية بدلاً من الركام الجديد، وتحديداً في نوع "Type III" من هذه الخلطات وذلك حسب المواصفات المحلية لوزارة الأشغال العامة [20]. وسبب اختيار هذه الخلطة هو أنها الطبقة السطحية لمعظم أجزاء شبكة طرق الكويت (عدا الطرق السريعة) والتي تتعرض دائماً لأعمال الصيانة المتمثلة غالباً في قشط وإعادة فرش نفس الطبقة السطحية [4]. لذا يتوقع أن يكون أكثر الطلب على هذا النوع من الخلطات الأسفلتية.

3- فوائد إعادة استخدام الركام الخرساني المدور
إن إعادة تدوير المخلفات لها فوائد اقتصادية وبيئية واضحة وعديدة. وإعادة استخدام الركام الخرساني تحديداً في الخلطات الأسفلتية لها فوائد منها:

• تقليل الحاجة إلى مساحات ردم النفايات، وذلك لأن نسبة كبيرة من مخلفات هدم المباني يتم إعادة استخدامها. وهذا من شأنه توفير هذه المساحات لأغراض أخرى، وحماية البيئة من آثار هذه المخلفات.
• توفير بديل محلي أقل تكلفة من الركام الجديد الذي يتم استيراده من الدول المجاورة.
• توفير فرص عمل واستثمار من خلال إنشاء مصانع إعادة تدوير المخلفات الخرسانية. وبالإضافة إلى ذلك فإن إعادة تدوير حديد التسليح قد يزيد من الجدوى الاقتصادية لهذه المصانع.
• إذا صار الطلب على المخلفات الخرسانية أكبر من مخلفات المباني المهدومة، فإنه يمكن فتح مناطق الردم القديمة وإعادة تدوير المخلفات الخرسانية فيها. وذلك من شأنه المساعدة على إعادة تأهيل هذه المناطق.

4- الخلطة الأسفلتية ومصدر الركام الخرساني المدور
تـم الحصول على الركام الخرساني المدور من أعمال هدم مبنى عمره 28 سنة بمدينة الكويت. وقد تم أخذ عينات خرسانية من ناتج تكسير جسر خـرساني في المبنى (شكـل 1). وتراوحت العينات الـخـرسانية في حجمها من 20-50 سم، وتم نقلها إلى مصنع تدوير خرسانة حيث تم إدخالها إلى الكسارة وأخذ ناتج التكسير إلى المختبر لفصل حجمي الركام ¾ بوصة و⅜ بوصة المطلوبين للخلطة الأسفلتية نوع "Type III".


شكل 1: تم أخذ العينات من جسر خرساني.

أما بالنسبة للرمل المكسر (Crushed Sand) والرمل الطبيعي (Natural Sand) والمادة المالئة (Filler) والبيتومين فقد تم الحصول عليها من وزارة الأشغال العامة حيث كانت هذه المواد مطابقة للمواصفات المحلية للخلطات الأسفلتية.
ويبين الشكل 2 خليط الركام المستخدم وذلك قبل مزجه بالبيتومين وعمل العينات الأسفلتية.


شكل 2: خليط الركام المستخدم.
ثم تم عمل الخليط الأسفلتي واختباره عند نسب بيتومين مختلفة وذلك للوصول إلى المحتوى البيتوميني الأمثل حسب متطلبات طريقة مارشال القياسية المعتمدة محلياً لعمل تصميم الخلط الأسفلتي [20 ، 21].

5- اختبارات الخلطة الأسفلتية
بعد الحصول على الركام الخرساني المدور ونوعي الرمل المعتمد (الطبيعي والمكسر) والمادة المالئة، فقد تم تجهيز خليط الركام الكلي حسب التدرج الحجمي المطلوب لخلطة أسفلتية "Type III". ويبين الجدول 1 التدرج الحجمي لأجزاء الركام المستخدم، كما يبين التدرج الحجمي لخليط الركام الكلي (Combined Gradation) وذلك بعد اعتماد نسب الخلط التالية:

• 40% : ¾ بوصة (ركام خرساني مدور)
• 30% : ⅜ بوصة (ركام خرساني مدور)
• 15% : رمل مكسور (Crushed Sand)
• 12% : رمل طبيعي (Natural Sand)
• 3% : مادة مالئة (Filler)

لعمل خليط ركام يقع ضمن حدود مواصفات التدرج الحجمي لخلطة أسفلتية "Type III" كما هو مبين في الجدول. ويلاحظ أن الركام الخرساني المدور يمثل نسبة 70% من خليط الركام المستخدم. وتم عمل الخليط الأسفلتي حسب طريقة مارشال القياسية، والتي تم الحصول منها كذلك على خواص الخلطة عند المحتوى الأمثل للبيتومين كما سيتبين لاحقاً.

وقد تم اختبار الخليط الأسفلتي (عند محتوى البيتومين الأمثل) بثلاثة اختبارات قياسية أخرى هي اختبار نسبة الضغط بعد الغمر، واختبار فقدان الثبات، واختبار مسار العجلة.

جدول 1: التدرج الحجمي لخليط الركام المستخدم

Sieve Size ¾"
(40%) ⅜"
(30%) Crushed Sand
(15%) Natural Sand
(12%) Filler
(3%) Combined
Gradation Specification
Range
3/4" 96 100 100 100 100 98.4 100
1/2" 73 100 100 100 100 89.2 66-95
3/8" 54 70.4 100 100 100 72.7 54-88
No. 4 28 26.4 99.9 99.6 100 48.9 37-70
No. 8 17 13 97.4 95 100 39.7 26-52
No. 16 12 8.4 76 84.4 100 31.8 18-40
No. 30 8 6 53 62 100 23.3 13-30
No. 50 4 3.3 30.5 23 95 12.6 8-23
No. 100 2.4 2.1 15.5 6 90 7.2 6-16
No. 200 1.5 1.4 7.5 4 85 5.1 4-10
5-1- اختبار مارشال (Marshall Test)
وقد تم إجراء هذا الاختبار حسب الطريقة القياسية المعتمدة في مواصفات أعمال الرصف بدولة الكويت [20 ، 21]. ومن الاختبار تم تعيين المحتوى البيتوميني الأمثل وهو 7.2% لخلطة أسفلتية "Type III". ويبين الجدول 2 نتائج اختبار مارشال للخلطة الأسفلتية مقارنة بالمواصفات المحلية.

جدول 2: نتائج اختبار مارشال

At optimum
bitumen content Specification
limits
Bulk Density (g/cm3) 2.267 -
Marshall Stability (kg) 2014.4 1800 minimum
Marshall Flow (0.01") 14.25 8-16
Air Voids (%) 4.0 4-6
Voids filled with bitumen (%) 76 70-85
Voids in mineral aggregate (%) 19 15 minimum

5-2- اختبار نسبة الضغط بعد الغمر (Immersion Compression Ratio Test)
ويستخدم هذا الاختبار لقياس نسبة فقد تماسك أجزاء الخلطة الأسفلتية المدمكة بسبب الماء وذلك بحساب ما يسمى بمؤشر القوة المتبقية (Index of Retained Strength) . ويقاس هذا المؤشر بمقارنة قوة الضغط لخلطة أسفلتية مدمكة قبل وبعد الغمر بالماء تحت ظروف قياسية. ويبين الجدول 3 نتائج هذا الاختبار على خلطة "Type III" الأسفلتية المستخدمة.

جدول 3: نتائج اختبار نسبة الضغط بعد الغمر

Average stability of dry specimens, S1 2530.2 kg
Average stability of wet specimens, S2 2322.5 kg
Loaded area of specimen, A 81.749 cm2
Index of retained strength = 91.7%
Net retained strength = 28.4 kg/cm2


وتتطلب المواصفات المحلية [20] أن لا يقل مؤشر القوة المتبقية عن 70% للركام العادي، و90% للركام المغلف بالأسمنت. لذلك يتبين أن خليط الركام المستخدم قد أوفى بمتطلبات المواصفات بالنسبة لهذا الاختبار.

كما أن المواصفات المحلية تتطلب أن لا تقل القوة المتبقية (Net Retained Strength) عن 14 كجم/سم2، ويلاحظ من الجدول 3 أن القوة المتبقية للخلطة المختبرة (28.4 كجم/سم2) قد أوفت بهذه المتطلبات.

5-3- اختبار فقدان الثبات (Loss of Stability Test)
هذا الاختبار شبيه بالاختبار السابق مع بعض الاختلاف في طريقة تنفيذه وطريقة حساب مؤشر فقدان الثبات. ويبين الجدول 4 نتائج هذا الاختبار على خلطة "Type III" الأسفلتية المستخدمة.

جدول 4: نتائج اختبار فقدان الثبات

Ave. stability of specimens submerged for ½ hr, S1 1938.4 kg
Ave. stability of specimens submerged for 24 hrs, S2 1468.3 kg
Loss of stability = 24.2%

ومقدار فقدان الثبات المحسوب (24.2%) أقل من الحد الأعلى المسموح به في المواصفات وهو 25%.

5-4- اختبار مسار العجلة (Wheel Track Test)
يستخدم هذا الاختبار لقياس مدى انضغاط الخليط الأسفلتي (بعد دمكه) تحت تأثير الأحمال المرورية [22]، وذلك بوضع العينات الأسفلتية تحت عجلة محملة تمر عليها مرات متتالية مع قياس مقدار الانضغاط (التخدد) كما في الشكل 3.


شكل 3: اختبار مسار العجلة
وقد أجري هذا الاختبار عند درجتي حرارة 45 و 70 درجة مئوية. وبعد انتهاء الاختبار تكون العينات الأسفلتية كما في الشكل 4.


شكل 4: اختلاف درجة انضغاط العينات الأسفلتية باختلاف درجة حرارة الاختبار.

والجدول 5 يشمل نتائج هذا الاختبار على خلطة "Type III" الأسفلتية المستخدمة، والذي يبين أن كل العينات المختبرة لم يتجاوز فيها الانضغاط (Maximum Depth) عن الحد الأعلى المسموح به وهو 15 مم.

جدول 5: نتائج اختبار مسار العجلة

Test Temperature Test No. Maximum Depth (mm)
45oC 1 3.5
2 2.3
3 1.9
4 2.8
5 1.7
6 2.0
70oC 1 11.7
2 13.7
3 9.8
4 12.0
5 14.9
6 14.0
6- النتائج والتوصيات
إن أكثر مخلفات هدم المباني عبارة عن خرسانة تحتوي في الجزء الأكبر منها على ركام بحالة جيدة. وهذه الدراسة تبين أنه يمكن اعتبار هذا النوع من المخلفات سلعة يمكن إعادة استخدامها في مشاريع تتطلب كميات كبيرة من الركام كإنشاء وصيانة الطرق.

وصيانة الرصف الأسفلتي في الكويت غالباً ما يشمل قشط الطبقة السطحية وفرش طبقة جديدة. فإذا علم أن 95% تقريباً من الخليط الأسفلتي هو عبارة عن ركام، فإن التوفير في هذه المادة ينتج عنه توفير كبير في مشاريع إنشاء وصيانة الرصف.

وبالإضافة إلى ذلك فإن المخلفات الخرسانية تحتوي عادة على كميات من حديد التسليح الذي يمكن إعادة تدويره كذلك مما قد ينتج عنه مصدر إضافي للربح.

وكذلك فإن إعادة تدوير المخلفات الخرسانية لها إيجابيات بيئية واضحة تتمثل في تقليل الحاجة لمواقع الردم وبالتالي تقليل التلوث البيئي.

وهناك وفر إضافي أيضاً من ناحية أن الخلطات الأسفلتية تكون أقل تكلفة بسبب أن نسبة كبيرة من الركام فيها هو ناتج إعادة تدوير وليس ركاماً جديداً. وهذا بدوره سيقلل الحاجة إلى مواقع مقالع الأحجار مما يؤدي إلى زيادة المحافظة على هذه الموارد الطبيعية.

وقد تم في هذه الدراسة إجراء أربعة اختبارات قياسية على خلطة أسفلتية "Type III" كانت نسبة الركام المدور فيها 70%، وقد اجتازت الخلطة الأسفلتية كل هذه الاختبارات بنجاح.

وبناءاً على هذه الدراسة يمكن التوصية بالتالي:
• إجراء اختبارات مماثلة على خلطات أسفلتية أخرى لجمع خبرة أكبر في التعامل مع الركام المدور في صناعة الرصف الأسفلتي، وخاصة تلك الخلطات المستخدمة في طبقات الربط والقاعدة.
• يمكن اختبار مصادر متعددة للخلطات الخرسانية مثل أحجار الرصيف (Curbstone)، والرصف الخرساني، والحواجز الخرسانية.
• إنشاء مقطع طريق تجريبي باستخدام خلطات أسفلتية ذات ركام مدور لاختبار أدائها تحت ظروف مناخية ومرورية حقيقية.
• يمكن تكسير مخلفات الطابوق الأسمنتي وإعادة تدويره في الخلطات الأسفلتية كبديل للجزء الناعم من خلطة الركام.
• يجب الاستعداد لإعادة تدوير الخرسانة الناتجة من مخلفات الهدم وذلك بوضع المواصفات والمقاييس التي تقيم وتحكم استخدام هذه المادة. ويمكن اعتبار هذه الدراسة كخطوة في هذا الاتجاه.
• البدء باستخدام نسب أقل من الركام المدور في الخلطات الأسفلتية (10 أو 20% مثلاً) ثم زيادتها مستقبلاً بعد أن يتم قبولها والاطمئنان إليها من قبل متخذي القرار.
• النتائج الأولية في هذه الدراسة مشجعة وتحث على إجراء دراسات مشابهة لتقييم إعادة تدوير مخلفات البناء وخاصة الخرسانية منها.

7- المراجع

1. Al-Sabbagh, N., “Utilization of recycled aggregates in concrete mixes”, Ms.C. Project Report, Department of Civil Engineering, Kuwait University, Kuwait, 2002.

2. Hansen, T., “Recycling of Demolished Concrete and Masonry”, E & FN Spon, London, UK, 1992.

3. Amirkhanian, S., J. Burati, Jr., “A study of re-use of moisture-damaged asphalt mixtures – Final Report”, Federal Highway Administration, 1992.

4. عبدالعزيز الكليب، شريدة العازمي، السيد متولي، أحمد حمود عبداللطيف الجسار، "نظام صيانة الطرق بدولة الكويت"، المؤتمر الخليجي الأول للطرق، الكويت 11-13 مارس 2002، ص 488-501.

5. عبدالعزيز عبدالرحمن الكليب، شريدة العازمي، أحمد حمود عبداللطيف الجسار، فواز الشمري، السيد متولي، "استخدام ناتج قشط الأسفلت لتحسين خواص تربة طبقة القاعدة لطرق دولة الكويت"، المؤتمر الخليجي الثاني للطرق، أبوظبي، دولة الإمارات العربية المتحدة، مارس 2004.

6. Tuncan, M., A. Tuncan, A. Cetin, “The use of waste materials in asphalt concrete mixtures”, Waste Management and Research, v. 21, p. 83-92, Anadolu University, Turkey, 2003.

7. Mallick, R., W. Mogawer, M. Teto, J. Siegel, “Recycling of manufactured waste shingles in asphalt paving mixes”, Environmentally Conscious Manufacturing, The International Society for Optical Engineering, v. 4193, p. 352-363, Worcester Polytechnic Institute, MA, USA, 2001.

8. Chajkin, V., V. Myasfovskij, Yu. Vysotzkij, N. Chajkina, “Preparation of mineral powder for asphalt concrete from molding sand wastes”, Litejnoe Proizvodstvo, no. 4, p. 23-24, Final MGOU, Russia, 2002.

9. Ali, Nouman, N. Wasiuddin, M. Islam, “Use of offshore drilling waste in hot mix asphalt (HMA) concrete as aggregate replacement”, 2000 Engineering Technology Conference on Energy (ETCE 2002), v. 1, p. 451-458, American Society of Mechanical Engineers, Petroleum Division, Texas, 2002.

10. Zoorob, S., L. Suparma, “Laboratory design and investigation of the properties of continuously graded asphaltic concrete containing recycled plastics aggregate replacement (plastiphalt)”, Cement and Concrete Composites, v. 22, no. 4, p. 233-242, University of Leeds, UK, 2000.

11. Katamine, N., “Phosphate waste in mixtures to improve their deformation”, Journal of Transportation Engineering, v. 126, no. 5, p. 382-389, Mu’tah University, Jordan, 2000.

12. Mansurov, Z., E. Ongarbaev, B. Tuleutaev, “Pollution of soils with oil and drilling mud - Waste utilization to produce road-building materials”, Khimiya i Tekhnologiya Topliv i Masel, no. 6, p. 41-42, Russia, 2001.

13. Page, G., B. Ruth, R. West, “Florida’s approach using ground tire rubber in asphalt concrete mixtures”, Transportation Research Record, no. 1339, p. 16-22, Transportation Research Board, Washington, DC, 1992.

14. Celik, O., “The fatigue behavior of asphaltic concrete made with waste shredded tire rubber modified bitumen”, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, v. 25, no. 5, p. 487-495, Turkey, 2001.

15. Chung, K., Y. Hong, “Scrap tire/aggregate composite: Composition and primary characteristics for pavement material”, Polymer Composites, v. 23, no. 5, University of Suwon, South Korea, 2002.

16. Jorgenson, “Asphalt rubber pavement construction”, Public Works, v. 134, no. 1, California, 2003.

17. Choubane, B., G. Sholar, J. Musselman, G. Page, “Ten-year performance evaluation of asphalt-rubber surface mixes”, Transportation Research Record, no. 1681, p. 10-18, Transportation Research Board, Washington, DC, 1999.

18. Radziszewski, P., M. Kalabinska, J. Pilat, “Polish experience with application of waste rubber to road pavement constructions”, Proceedings of the International Conference on Solid Waste Technology and Management, p. 427-433, Philadelphia, 1999.

19. Way, G., “Flagstaff I-40 asphalt rubber overlay project: Nine years of success”, Transportation Research Record, no. 1723, p. 45-52, Transportation Research Board, Washington, DC, 2000.

20. MPW, “General specifications for Kuwait motorway/expressway”, Ministry of Public Works, Kuwait, 1987.

21. AASHTO, “Standard specifications for transportation materials and methods of sampling and testing”, American Association of Highway and Transportation Officials, Washington, DC, 1990.

22. BS, “British Standards”, British Standards Institution, London, England, 1996.

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 08:59 PM
مقاومة الانزلاق
أحد المؤشرات الهامة لأداء الطرق

الخلاصة :
تعرض هذه الورقة بإيجاز موضوع مقاومة الانزلاق وتناقش العوامل التي تؤثر فيها وأهمها السرعة وحالة سطح الطريق والتفاعل بينهما . وتهدف الورقة إلى إبراز أهمية هذه الظاهرة وتأثيرها على السلامة المرورية .
كما تعرض الورقة أيضاً بعض الطرق المباشرة وغير المباشرة لقياس مقاومة الانزلاق مثل قياس الاحتكاك عند سرعات مختلفة وقياس الملمس الناعم والخشن لسطح الطرق وتعطي نماذج من معامل الاحتكاك على مختلف الطرق بالمملكة باستعمال جهاز ميوميتر . كما تناقش تأثير المواد وطرق تصميم الخلطات المستعملة في تنفيذ أسطح الطرق وطرق التنفيذ والصيانة على مقاومة الانزلاق ، وتعرض بعض الطرق المستخدمة في تحسين مقاومة الانزلاق على الطرق القائمة . وتخلص الورقة إلى ضرورة وضع معايير خاصة بمقاومة الانزلاق في المواصفات العامة للطرق .

مقدمة:
عند هطول الأمطار لأول مرة بعد موسم الجفاف الطويل في المملكة العربية السعودية نلاحظ زيادة كبيرة في عدد حوادث الدعم من الخلف لاتلبث أن تختفي بعد فترة وجيزة رغم استمرار هطول الأمطار وزيادة كثافتها. السبب الرئيس لتلك الحوادث هو أن السائق قد حدد ( لاشعوريا ) المسافة اللازمة للوقوف الآمن والمريح على الرصفيات الجافة . هذه المسافة لم تعد كافية عندما تصبح الرصفيات رطبة حيث تكون الفرص مواتية لفقدان السيطرة على المركبة ووقوع الحوادث. أما اختفاء الحوادث فيعزى إلى أن الصدمات النفسية التي يتعرض لها السائق عندما يشعر بفقدان السيطرة على مركبته تجبره على الحذر فيخفف من سرعته أو يزيد المسافة بينه وبين المركبة التي أمامه.
إضافة إلى خبرة السائق وقدرته على التعامل مع المواقف الحرجة وحالة المركبة، هناك عدة عوامل رئيسة تؤثر على الوقوف الآمن عند الطوارئ هي:

1) السرعة .
2) حالة سطح الطريق من حيث الجفاف والرطوبة .
3) معامل الاحتكاك بين سطح الطريق وإطارات المركبة .
4) سرعة تصريف المياه من سطح الطريق .
العوامل المذكورة أعلاه ليست مستقلة عن بعضها، فمعامل الاحتكاك، مثلا، يقل إلي النصف تقريبا إذا ابتل سطح الطريق ويقل بمقدار 0.001 لكل كيلومتر زيادة في السرعة. الجدول رقم 1 يوضح تأثير الرطوبة والسرعة على معامل الاحتكاك حسب أسس آشتو للتصميم الهندسي للطرق البرية ( 1 ) :
تركز هذه الورقة على معامل الاحتكاك بين سطح الطريق وإطار المركبة أملا في إبراز أهميته وحث المسئولين عن سلامة الطرق والأكاديميين على قياسه بصفة دورية منظمة تؤدي إلى إيجاد نماذج رياضية عملية تربط قيمته الفعلية بالتغيرات التي تحدث لأسطح الطرق مع مرور الزمن، وتحديد نقاط التدخل بالنسبة لنشاطات الصيانة. فمن المعروف أن الطريق قد يفشل وظيفيا (تتدنى مقاومة الانزلاق فيه إلى مستوى غير آمن) قبل أن يفشل إنشائيا مما يستدعي القيام بأعمال صيانة رئيسية لمعالجته.

مقاومة الانزلاق:
مقاومة الانزلاق هي قوة القص التي تتطور بين الإطار وسطح الطريق عندما يفقد الإطار تماسكه مع الطريق ويبدأ بالانزلاق فوق سطحه ( 2 ). وتعمل هذه القوة في اتجاه معاكس للانزلاق ويعتمد مقدارها على حالة وخصائص سطح الطريق والحمل على الإطار. النسبة بين مقاومة الانزلاق وحمل الإطار تعرف بمعامل الاحتكاك أو معامل الاحتكاك الحركي في هذه الحالة، وصيغته الرياضية، حسب طريقة، القياس هي:
معامل قوة الكبح = مركبة قوة الانزلاق الأمامي / حمل الإطار
معامل القوة الجانبية = مركبة قوة الانزلاق الجانبي / حمل الإطار
خواص أسطح الطرق :
خواص سطح الطريق التي لها علاقة مباشرة بالسلامة هي الملمس (Surface Texture) والاستواء (Evenness). وحيث أن الاستواء مؤشر للأداء الإنشائي للطرق وله معاييره الخاصة فلن يتم التطرق إليه هنا. وسوف يتم التركيز على الملمس لعلاقته المباشرة بمقاومة الانزلاق.
هناك عدة مصطلحات للتعبير عن درجة خشونة سطح الطريق ( ( 3، أهمها:
أ – الملمس المجهري (Microtexture) :
يمثل التغيرات في تضاريس السطح ضمن مسافات صغيرة جدا تقل عن نصف مليمتر، ويعتبر مقياساً لملمس أسطح حبيبات الحجارة والرمل المستعملة في الخلطات الإسفلتية والخرسانية. هذه الخاصية هي التي تعطي السطح الملمس الخشن و تحدد معامل الاحتكاك . وعمق التضاريس قليل جدا تصعب رؤيته بالعين المجردة ويتراوح بين 0.001 و 0.5 مليمتر.
ب – الملمس الخشن (Macrotexture):
يشير إلى التغيرات في تضاريس السطح ضمن مسافات تتراوح بين 0.5 و 50 مليمتر ويمثل النتوءات والهبوطات الناتجة عن حبيبات الحجارة وتكتلات الرمل والإسفلت. و يتراوح عمق التضاريس من 0.01 إلى 20 مليمتر. هذه الخاصية تتحكم في سرعة تصريف المياه بين الإطارات و سطح الطريق وتحدد تأثير السرعة على مقاومة الانزلاق. الشكل (1) يوضح الملمس الخشن لسطح الطريق الظاهرة صورته الفوتوغرافية .

قياس مقاومة الانزلاق:
هناك عدد كبير من الطرق و الأجهزة التي تستعمل في تقدير مقاومة الانزلاق، وقد تم حصر الأنواع المتداولة منها بواسطة اللجنة الفنية لخواص الأسطح سي _ 1 التابعة للرابطة الدولية الدائمة لمجالس الطرق ( بيارك ) في تقريرها الصادر عام 1995 ( 3 ). ويمكن تصنيفها من حيث الوظيفة إلى نوعين:

1) أجهزة قياس الملمس (Texture Measurement Devices) :
يوجد عدد كبير من الأجهزة القياسية التي تستعمل في قياس الملمس تتراوح بين اليدوي البسيط و الآلي المعقد مثل:
أ - البندول البريطاني ( British Pendulum )
ويتم قياس مقاومة الانزلاق فيه بقياس الطاقة التي يفقدها البندول بسبب احتكاك طرفه المكسو بمطاط الإطارات مع سطح الرصف. وحيث أن السرعة التي يتم القياس عندها قليلة ( بحدود 10 كيلومتر بالساعة ) فان هذا الجهاز يقيس الملمس المجهري لسطح الطريق (Microtextue) .
ب - الرقعة الرملية ( Sand Patch )
يتم تقدير متوسط عمق التضاريس الدقيقة لسطح الطريق (Mean Texture Depth) بفرش حجم معلوم من الرمل أو الكريات الزجاجية يشكل دائري على سطح الطريق وقياس قطر الدائرة التي يغطيها هذا الحجم. يتم حساب متوسط عمق التضاريس بالمليمتر بقسمة الحجم على مساحة الدائرة. هذه الطريقة تقيس الملمس الخشن
Macrotexture )) لسطح الطريق.
ج - مقياس التسرب ( Outflow Meter)
يتم قياس الملمس الخشن لسطح الطريق (Macrotexture) بقياس الوقت اللازم لتسرب كمية معلومة من الماء خلال التجويفات السطحية لسطح الطريق بالثانية.
د – الأجهزة الضوئية ( Optical Devices ):
يتم قياس متوسط عمق التضاريس (Mean Profile Depth) بواسطة أجهزة ساكنة أو متحركة باستعمال حزم مكثفة من الضوء أو الليزر لرسم صورة لمقطع طولي لسطح الطريق. وحيث أن كمية المعلومات التي توفرها هذه الطريقة كبيرة جدا فانه يتم معالجتها بالحاسب. هذه الطريقة تعطي الفرق بين ارتفاع المستوى المار من أعلى ثلاث
نقاط ضمن مسافة محددة على السطح وبين المتوسط الحسابي لجميع الارتفاعات التي تم قياسها ضمن تلك المسافة. تلك الوسائل أيضا تقيس الملمس الخشن لسطح الطريق (Macrotextue) بالمليمتر.

2) أجهزة قياس الاحتكاك (Friction Measurement Devices)
الأجهزة المستعملة في قياس الاحتكاك بين سطح الطريق والإطارات عبارة عن عجلة أو مجموعة عجلات مثبتة على مركبة خاصة أو مقطورة تجرها مركبة عادية. محور دوران العجلات إما أن يكون عموديا على اتجاه السير أو مائلا عليه بزاوية محددة. العجلات المستقيمة مزودة بكوا بح مستقلة تمكن من قفلها كليا أو جزئيا أثناء القياس، أما العجلات المائلة فتنزلق تلقائيا باتجاه السير. الإطارات المستعملة قد تكون ملساء أو مضلعة ويمكن إجراء عملية القياس عند سرعات مختلفة تصل إلى 90 كيلومتر بالساعة، ويمكن تصنيف أجهزة قياس الاحتكاك إلى ثلاثة أصناف هي :

أ – العجلة المقفلة (Locked Wheel) حيث يتم قفل العجلة قفلا كاملا أثناء القياس وسرعة القياس في هذه الحالة تساوي سرعة المركبة.
ب – العجلة المقفلة جزئيا (Partially Locked Wheel) حيث يتم قفل العجلة جزئيا أثناء القياس، وسرعة القياس في هذه الحالة أقل من سرعة المركبة وتساوي سرعة المركبة مضروبة بنسبة القفل. وهناك نوعان من أجهزة القفل الجزئي هما الانزلاق الثابت (Fixed Slip) والانزلاق المتغير (Variable Slip).
ج - القوة الجانبية (Side Force) يكون محور دوران عجلة القياس في هذه الحالة مائلا عل اتجاه سير المركبة بزاوية تتراوح ما بين 7.5 إلى 20 درجة و سرعة القياس تساوي سرعة المركبة مضروبة في جيب الزاوية بين اتجاه العجلة واتجاه السير وبذلك تكون سرعة القياس بحدود 10 إلى 30 كيلومتر بالساعة عندما تكون السرعة الفعلية للمركبة 90 كيلومتر بالساعة، وهي سرعة متدنية حساسة لتأثير الملمس الناعم (Microtexture) فقط.
اختيار الطريقة المناسبة :
نظرا لكثرة الأجهزة المستخدمة في قياس مقاومة الانزلاق وتفاوت تكلفتها واختلاف طرق تشغيلها فليس هناك طريقة محددة لاختيار الجهاز المناسب، ولكن هناك قواعد عامة يجب مراعاتها عند الاختيار، أهمها:
1) – إعطاء نتائج متناغمة.
2) – أن يكون الجهاز قد استخدم في فحص عدد كبير من أسطح الطرق المختلفة تحت ظروف بيئية وزمنية وتشغيلية مختلفة.
3) – أن يكون قد استعمل بشكل منظم في قياس مقاومة الانزلاق في مواقع حصل بها حوادث انزلاق بما يكفي لربط قراءات الجهاز إحصائيا بحوادث فعلية.
4) - أن تكون تكلفته معقولة.
5) - أن تكون إطاراته شبيهة بالإطارات السائدة من حيث المواد والأبعاد والحمل ومساحة التماس.
تقدير مقاومة الانزلاق :
كما ذكر سابقا، مقاومة الانزلاق ليست ثابتة ولكنها تتغير طبقا للسرعة وحالة سطح الطريق. ونظرا لصعوبة قياس مقاومة الانزلاق عند سرعة محددة أو عند عدد كبير من السرعات ولأن عملية القياس عملية مكلفة وخطرة في نفس الوقت فقد لجأ المختصون إلى تطوير نماذج رياضية لتقدير مقاومة الانزلاق عند أي سرعة بقياس مقاومة الانزلاق عند سرعة قياسية و قياس الملمس الخشن لسطح الطريق ، أو بقياس مقاومة الانزلاق عند سرعتين متباعدتين.
هناك عدد كبير من النماذج الرياضية المستعملة لتقدير مقاومة الانزلاق أبرزها ما يعرف بنموذج بنسلفانيا ( 4 ) الذي يربط معامل الاحتكاك عند أي سرعة بمعامل الاحتكاك الساكن، وصيغته:
u( s ) = u( o ) * exp ( - s/(so) ) (1) حيث:
u( s ) – معامل الاحتكاك عند السرعة s
u( o ) – معامل الاحتكاك الساكن
s - السرعة المطلوب تقدير معامل الاحتكاك عندها
s(o) - ثابت يعتمد على الملمس الخشن ووحدته وحدة السرعة
exp - قاعدة اللوغاريتم الطبيعي
وحيث أن هناك إجماع على أن السرعة القياسية لقياس الاحتكاك هي 60 كيلومتر بالساعة ( 2 )، فانه يمكن تقدير معامل الاحتكاك عند السرعة القياسية باستعمال النموذج الموضح أعلاه كما يلي:
u( 60 ) = u( s ) * exp[ -(60 – s)/s(o)] (2) حيث:
u( 60 ) - معامل الاحتكاك عند 60 كيلومتر بالساعة.
يمكن تحديد قيمة s(o) لسطح طريق معين إما:
1) بقياس معامل الاحتكاك عند سرعتين متباعدتين أو
2) بقياس الملمس الخشن لسطح الطريق باستعمال إحدى الطرق الموضحة أعلاه وتقدير قيمة s(0) من العلاقة الخطية التالية:
s(o) = a + b * mtd (3) حيث
a , b ثوابت إحصائية و
mtd متوسط عمق الملمس الخشن
الجدول رقم 24 في الصفحة 136 من المرجع ( 3 ) يوضح القيم العددية للثوابت a , b للأجهزة التي تم استعمالها في تجربة ( بيارك ) وعلى سبيل المثال عند استعمال الرقعة الحجمية تكون القيم العددية كما يلي:
a = - 11.6
b = 113.6
بمعالجة معامل الاحتكاك الرطب ( الجدول رقم 1 ) إحصائيا يمكن الحصول على علاقة من نمط النموذج (1) أعلاه تحدد القيم الرقمية للثوابت التالية:
معامل الاحتكاك الساكن ( o ) u = 0.404
ثابت السرعة s(o) = 336 كيلومتر بالساعة
متوسط عمق الملمس الخشن ( mtd ) = 2.85 مليمتر
1) الشكل ( 2 ) يوضح أحد النماذج المطروحة لتحديد نقاط القرار بالنسبة لمقاومة الانزلاق، فهو يجمع بين معامل الاحتكاك والملمس الخشن لسطح الطريق عند السرعة المرجعية ( 60 كيلومتر بالساعة في هذه الحالة ). يتم تحديد الحالة الراهنة للطريق على الشكل رقم ( 2 ) بقياس معامل الاحتكاك عند 60 كيلومتر بالساعة و حساب ثابت السرعة للطريق المراد تقويمه، ثم تتبع الإجراءات الموضحة.
العوامل التي تؤثر على ملمس سطح الطريق:
يتأثر ملمس سطح الطريق بعدد من العوامل ، أهمها :
1 ) خواص المواد المستعملة في الرصف:
تشكل المواد الحجرية ( الحصى والرمل ) أكثر من 90 % من المواد المستعملة في رصف الطرق ولذلك فان أي جهد لتحسين مقاومة الانزلاق يجب أن ينصب على تحسين خواصها. فالملمس المجهري يحدد معامل الاحتكاك والملمس الخشن يحدد سرعة تصريف المياه بين الإطارات وسطح الطريق و يحدد كذلك تأثير السرعة على معامل الاحتكاك، وبالتالي مقدار الاحتكاك الفعلي عند سرعة معينة.
يتأثر الملمس المجهري للمواد الحجرية بتركيبها المعدني وتكوينها الجيولوجي ويتأثر الملمس الخشن بحجم الحبيبات وتدرجها كما يتأثر بشكلها. إضافة إلى ذلك فان ملمس المواد المكونة لسطح الطريق ليس ثابتا ولكنه يتغير مع الاستعمال. هذه الظاهرة تعرف بقابلية المواد للصقل ويمكن قياسها مخبريا باستعمال الطرق القياسية. قابلية المواد للصقل تعتمد على تركيبها المعدني وتكوينها الجيولوجي أيضا، فالحجارة النارية بشكل عام أقل قابلية للصقل من الحجارة الرسوبية.
2 ) تصميم الخلطات:
بالرغم من أهمية خواص المواد المستعملة في تركيب الخلطات المكونة لسطح الطريق وتأثيرها المباشر على مقاومة الانزلاق فان المواصفات الحالية للطرق تعتمد على الأداء الإنشائي فقط أما الأداء الوظيفي فليس له اعتبار خاص. فعلى سبيل المثال لا يوجد توصيف للملمس المجهري للمواد الحجرية باستثناء ضرورة أن تكون المواد مكسرة وغير قابلة للتعرية وأن تكون قابليتها للتآكل عند اختبارها في جهاز لوس أنجلس أقل من 40 % وأن تكون قليلة التأثر بالأحماض ( 6 ). ومع أن ذلك التوصيف يستبعد المواد الرديئة فانه لا يضمن الحصول على مواد ذات ملمس مجهري مقبول ومقاومة للصقل على المدى الطويل. إضافة إلى ذلك هناك ميل لاستعمال الخلطات الإسفلتية الكثيفة قليلة النفاذية نظرا لاستعمال ثبات مارشال كمعيار للتصميم مما يؤدي في الغالب إلى سطح مغلق ذو ملمس متدني الخشونة.
هناك اتجاه في العقدين الماضيين، خصوصا في البلدان المطيرة ، إلى استعمال الخلطات المفتوحة ( Porous Mixes ) أو ما يعرف أحيانا بالخلطات ذاتية التصريف Self Draining Mixes )) ومع أن تلك الخلطات فعالة في تصريف المياه والحصول على مقاومة عالية للانزلاق أثناء هطول الأمطار إلا أنها تتطلب عناية خاصة في التنفيذ وتحتاج إلى نظام تصريف فعال للتخلص من المياه التي تتسرب إلى داخلها.
3 ) طرق التنفيذ :
التنفيذ هو تطبيق التصميم على الطبيعة، ومهما كانت جودة المواد و مناسبة التصميم فان الطريق قد يفشل إنشائيا ووظيفيا بشكل مبكر إذا لم يتم التنفيذ بطريقة سليمة. فعلى سبيل المثال، زيادة الإسفلت عما تتطلبه الظروف تؤدي إلى نزف المادة البيتومينية إلى الأعلى وتكوين غشاء إسفلتي يمنع الاستفادة من الملمس المجهري لسطح الطريق و يؤدي إلى تدني مقاومة الانزلاق. كما أن زيادة الإسفلت أو قلة الدك تؤدي إلى حدوث هبوطات طولية في مسار الشاحنات تؤثر على القيادة في جميع الظروف وتتجمع فيها المياه عند هطول الأمطار مسببة ما يعرف بظاهرة الانزلاق المائي Hydroplaning ) ). أما نقص الإسفلت أو الدك فيؤدي إلى تفكك سطح الطريق وحدوث الحفر التي تؤثر على السلامة .
الرصفيات المقاومة للانزلاق:
بناء على ما تم عرضه يتضح أنه للحصول على رصفيات مقاومة للانزلاق لابد من استعمال مواد مقاومة للصقل ذات ملمس مجهري خشن واستعمال خلطات تصميمية تعطي ملمسا خشنا يسمح بتصريف المياه من تحت الإطارات ويضمن التلامس التام بينها وبين سطح الرصف وتكون مقاومة للعوامل الجوية ( الحرارة و الأمطار والإشعاع الشمسي ) والظروف التشغيلية ( الأحمال و أساليب الصيانة ) السائدة واتباع الأصول الفنية في التنفيذ.
التوفيق بين تلك المتطلبات يعتبر من أهم التحديات التي يواجهها مهندس الرصف للآتي:
1) التكلفة العالية لإنتاج المواد المناسبة خصوصا إذا لم تكن متوفرة في منطقة المشروع .
2) التعامل مع طرق غير مجربة في تصميم طبقات الرصف الخاصة مثل الخلطات ذاتية التصريف .
3) الحصول على مقاولين ذوي خبرة في تنفيذ الخلطات الخاصة.
تحسين مقاومة الانزلاق :
المقصود بتحسين مقاومة الانزلاق هو زيادة معامل الاحتكاك بين الإطارات وسطح الطريق و تقليص الفارق بين مقاومة الانزلاق للأسطح الرطبة والجافة والحد من تأثير السرعة عليها. ويمكن تحقيق ذلك أثناء عمليات تنفيذ وصيانة الأسطح الإسفلتية بتحسين الملمس الخشن والناعم لسطح الطريق بالأساليب التالية ( 5 ):
1) غمس الحجر المكسر وحيد الحجم المقاوم للصقل جزئيا في الطبقة السطحية قبل أن تبرد إذا كانت جديدة أو بعد تليينها بالحرارة إذا كانت قديمة.
2) المعالجات السطحية المعروفة بـ ( Seal Coat ) أو ( Chip Seal ) .
3) تغطية سطح الطريق بطبقة احتكاك ( Friction Course ) وهي طبقة إسفلتية رقيقة مكونة من الحجر المكسر وحيد الحجم مترابط بالإسفلت العادي أو المبلمر والبودرة تكون المواد الحجرية فيها مقاومة للصقل.
4) استعمال الخلطات ذاتية التصريف المحتوية على مواد حجرية مقاومة للصقل.
أما الأسطح الخرسانية فيمكن تحسين مقاومتها للانزلاق إضافة إلى بعض ما ذكر أعلاه باتباع الآتي:
1) فرش وغمس قطع حجرية مدببة و مقاومة للصقل فوق سطح الخرسانة بعد إنهائها وقبل أن تجف.
2) إحداث أخاديد عرضية ضحلة ( بعمق 5 إلى 7 مليمتر ) في سطح الخرسانة قبل أو بعد أن تتصلب.
3) إزالة المونة ( خليط الإسمنت والرمل ) من سطح الخرسانة قبل تصلبها. هذه الطريقة مجدية إذا كان الحجر المستعمل في الخلطة الخرسانية مقاوم للصقل.

معامل الاحتكاك لأسطح الطرق بالمملكة :
تقوم وزارة المواصلات بالمملكة العربية السعودية ( 7 ) من خلال نظام إدارة أعمال الصيانة بقياس معامل الاحتكاك لأسطح الطرق في جميع مناطق المملكة باستعمال جهاز ميو ميتر ( Mu Meter ) . هذا الجهاز يقيس القوة الجانبية نظرا لميل عجلاتة بحدود ( 7.5 ) سبع درجات ونصف الدرجة على اتجاه السير بسرعة ( 65 ) خمسة وستين كيلومتر بالساعة بعجلات ملساء. الجدول رقم 2 يوضح متوسط معامل الاحتكاك .
وحيث أن سرعة القياس الفعلية بحدود ( 8.5 ) ثمانية ونصف كيلومتر بالساعة فالأرقام الموضحة بالجدول تمثل الملمس الناعم ( Microtexture ) لسطح الطريق وتحتاج إلى تصحيح قبل استعمالها. وبتفحص معامل الاحتكاك للمناطق المختلفة يتضح تأثير المواد المكونة للخلطات والتي تعكس التكوينات الجيولوجية السائدة في كل منطقة، فمثلا يلاحظ أن معامل الاحتكاك للمناطق التي تسود فيها الصخور النارية ( منطقة حائل ) أعلى منه في المناطق التي تسود فيها الصخور المتحولة ( منطقة عسير ) وهذا بدوره أعلى منه في المناطق التي تسود فيها الصخور الرسوبية ( منطقة الرياض ).
يمكن تصحيح الأرقام المدونة في الجدول بقياس الملمس الخشن واستعمال النماذج الرياضية الموضحة أعلاه. فعلى سبيل المثال لو كانت القيمة المتوقعة لمتوسط عمق الملمس الخشن ( mtd ) للطرق البرية بالمملكة بحدود 0.83 مليمتر لكان ثابت السرعة s(o)بحدود 83 ( المعادلة 3 أعلاه ). أي أن عوامل الاحتكاك الموضحة بالجدول رقم 2 سوف تقل إلى النصف عند سرعة ( 60 ) ستين كيلومتر بالساعة.
الخلاصة والتوصيات :
تهدف هذه الورقة إلى إلقاء الضوء على أهمية مقاومة الانزلاق و الطرق المتاحة لقياسها أملا في لفت النظر إلى أهميتها وطمعا في أن تقوم الجهات المسئولة عن تنفيذ وصيانة الطرق بالمملكة بقياسها بشكل دوري لتحديد القيم الفعلية اللازمة للتصميم و مدى تأثير الظروف التشغيلية عليها وأخذ ذلك بالاعتبار عند تصميم وتنفيذ وصيانة مشاريع الطرق المختلفة.
وقد تمت مناقشة تأثير المواد المكونة لأسطح الطرق على مقاومة الانزلاق من خلال تأثيرها المباشر على معامل الاحتكاك وأهمية الملمس الخشن في الاستفادة من معامل الاحتكاك عند السرعات العالية والظروف المناخية السيئة. كما تم التطرق الى دور تصميم وتنفيذ خلطات الطبقات السطحية في مقاومة الانزلاق. ويمكن تلخيص التوصيات المستحقة هنا بالآتي:
2) تضمين مواصفات أسطح الطرق مستويات دنيا لمقاومة الصقل والاحتكاك،
3) تحديد مستويات دنيا ( نقاط قرار ) لمقاومة الانزلاق يصبح بموجبها سطح الطريق مرشحا للمعالجة بغض النظر عن حالته الإنشائية
4) استعمال مواد وتصاميم وطرق تنفيذ الطبقات السطحية بشكل يضمن تقليص الفارق بين معامل الاحتكاك الرطب والجاف ويقلل تأثر مقاومة الانزلاق بالسرعة.
جدول رقم 1: العلاقة بين معامل الاحتكاك وسرعة المركبة ( آشتو 1965 ):
السرعة ( كيلومتر بالساعة ) معامل الاحتكاك الجاف معامل الاحتكاك الرطب
48 0.62 0.36
64 0.60 0.33
80 0.58 0.31
96 0.56 0.30
112 0.54 0.29
128 0.53 0.28

جدول رقم 2: نماذج من معامل الاحتكاك الرطب في مناطق المملكة باستعمال ميو ميتر ( وزارة المواصلات ):
المنطقة المعدل الانحراف القياسي
الرياض 0.404 0.082 المنطقة الشرقية 0.440 0.084 مكة المكرمة 0.570 0.07 المدينة المنورة 0.610 0.077 القصيم 0.530 0.093
حائل 0.640 0.066
عسير 0.550 0.073 جازان 0.520 0.080 الباحة 0.530 0.109 نجران 0.500 0.08 تبوك 0.600 0.075 الجوف 0.499 0.099 الحدود الشمالية 0.510 0.100


شكل رقم (2) : أحد الآراء المطروحة للحكم على مقاومة الانزلاق والإجراءات اللازمة لتحسينها.




المراجع ( References )
ا ) - المراجع الأجنبية:
1 - “AASHO 1965. “ A Policy on Geometric Design of Rural Highways”
2 - Bergman, W., “Skid Resistance, Properties of Tires and Their Influence on Vehicle Control”, TRR 621, May, 1977.
3 - “International PIARC Experiment to Compare and Harmonize Texture and Skid Resistance Measurements.”
4 – Henry J. J. and M. Marasteanu, “Models to Harmonize Methods for Measuring Road Friction” Second International Symposium on Road Surface Characteristics, Berlin, Germany, June, 1992.
5 – Beaton, John L., “Providing Skid Resistant Pavements” TRR No. 622, May 1997.
ب ) - المراجع العربية:
6 – المواصفات العامة للطرق والجسور , فبراير 1992. وزارة المواصلات . المملكة العربية السعودية.
7 - سجلات نظام إدارة الصيانة: وزارة المواصلات. المملكة العربية السعودية.

قرشي محمد ابراهيم
16-02-2009, 09:02 PM
ارجو من الادارة ان تساعدني في اعطائي معلومات اكثر عن الخلطات الاسفلتيه بانواعها .

eng.moro
17-02-2009, 04:59 AM
gmeel awy el kalaaaam da

KHALEDSUNOON
17-02-2009, 01:50 PM
مشكور على المعلومات القيمة .

لي رغبه في تعلم "فن الهندسة المعمارية" ،هل في طريقة لمساعدتي في ذلك؟

لكم جزيل الشكر ودمتم بألف عافيه.

sadiqeleiwi
17-02-2009, 10:06 PM
موضوع حلو عاشت ايدك

elgazaly
18-02-2009, 09:36 PM
وفقك الله لما فيه خير الجميع

ابراهيم_86
25-02-2009, 09:29 PM
مشكور خوي على هذه النبذة المختصرة واتمنى لك التوفيق

محمد حجايا
27-02-2009, 04:08 PM
الهندسة المدنية هي أحد فروع الهندسة يعني بتصميم الأبينة والطرق والجسور والأنفاق والمطارات والموانئ وإنشاء شبكات الصرف الصحي وسدود وكذلك مشاريع الري من ترع وقنوات أي أنه العلم الذي يعنى بتصميم وانشاء البنى التحتية لكل شيء.
وهي كأي علم تتطور باستمرار ودون توقف وفي الآونة الحديثة ترابطت مع التطور الصناعي بشكل كبير لإنتاج مواد إنشائية جديدة ومتطورة تفي بالمتطلبات المتزايدة .
ومن الأمثلة على ذلك البلاستك المدعم بالألياف والمسمى GRC والذي يعد مادة خفيفة الوزن وذات صلابة عالية تقارب صلابة الصخر وتصنع بقوالب حسب التصميم المطلوب واللون المطلوب, فتستطيع الحصول على مبنى بأقواس وقناطر وواجهات كأنها حجرية ولا يمكن تمييزها الا بصعوبة وبنفس الوقت وزنها لايساوي 20% من وزن نفس الحجم من الحجر الطبيعي.

تاريخ الهندسة المدنية
ليس من المبالغ القول بأن الهندسة المدنية هي أعرق وأقدم فروع الهندسة وأكثرها التصاقا بنشأة الإنسان وتطوره عبر السنين والعصور .
وقد يصعب علينا تحديد تاريخ نشأة وبداية الهندسة المدنية، ويمكن القول بأن تاريخ الهندسة المدنية هو مراة لتاريخ البشر على هذه الارض. فالإنسان القديم عندما يحتمي بالكهوف من عوامل الطقس والبيئة القاسية ، وعندما يستغل جذع شجرة لعبور نهر فهذا من صميم الهندسة المدنية.
وعبر العصور والسنين تقف معالم الهندسة المدنية شاهداً علي حضارات الشعوب وعلي بلوغ الهندسة المدنية لمواقع هامة في تاريخ وحياة تلك الحضارات والشعوب......... فأهرامات الجيزة في مصر وحدائق بابل المعلقة وسور الصين العظيم ما هي إلا شواهد مدنية قائمة علي تطور حضارات تلك الشعوب ورقيها. ويعلم الجميع بأن ما يقال عن عجائب العالم السبعة ما هي إلا معالم من منجزات مهندسي تلك الشعوب وتلك الحضارات.
فقبل ما يزيد عن 5000 عام، قام المهندسون المدنيون بترك بصماتهم الواضحة في تاريخ شعوبهم، ومن شواهد تلك البصمات معبد الوركاء في العراق، وأهرامات الجيزة في مصر، وقنوات المياه الرومانية، وشبكة الطرق في الامبراطورية الفارسية. وقبل ما يزيد عن 4000 عام كانت مدينتي هاربا وموهانجاوارا في باكستان مزودتان بأحدث ما وصلت إليه تقنية الهندسة الصحية، حيث كانت قنوات الصرف المخفية في شوارع المدينة مبطنة بالطابوق ، ومزودة بنقاط التفتيش مثلما نجدها اليوم. وقبل3000 عام بني سد مآرب العظيم بطول ميلين وبإرتفاع 120 قدما ، وعرضه عند القاعدة 500 قدم. وقبل 2700 عام كانت قنوات الري تجلب المياه لمدينة نينوي في العراق عبر ما يزيد عن خمسين كيلومترا. وتم بناء سور الصين العظيم في فترة قياسية لا تزيد عن عشر سنوات ، وبطول يزيد عن 2500 كيلومترا، وكان ذلك سنة 200 قبل الميلاد. وفي الامبراطورية الرومانية كانت شبكات الطرق المعبدة بالاجر تربط مدن الامبراطورية وتدعم سيل التجارة.
ولعل أول ذكر لكلمة الهندسة المدنية قد جاء في تاريخ الإمبراطورية الرومانية حيث صنفت الهندسة لفرعين هما الهندسة العسكرية ، وتعني بالقلاع والحصون وتطوير السلاح ، والهندسة المدنية وتعني بالانسان واحتياجاتة مثل تشييد المساكن وتعبيد الطرق وبناء الجسور والسدود وشق القنوات للزراعه وجلب المياه الصالحة للشرب وتصريف المياة المستعملة.

التصميم
هو أهم القواعد التي يرتكز عليها في أي مشروع وحتى تكون الأبنية آمنة يتم ادخال عوامل أمان كثيرة أثناء التصميم لأي منشأ مثل تصعيد الحمولات المطبقة على المنشأوهي طريقة من طرق التصميم تسمى الطريقة الحدية ( تصعيد الحمولات) حيث يتم ضرب قيم الحمولات بعوامل أمان كثيرة مثل مضاعفتها مرة أو اثنتين ومن ثم تصميم المنشأ على هذا الأساس ،وذلك بأقل تكلفة ممكنة تناسب هذه العوامل. كما تختلف نسبة عوامل الأمان باختلاف أهمية المنشأ ومكان تنفيذه والغرض منه ومدة الخدمة المطلوبة وغيرها من العوامل فعلى سبيل المثال ، إقامة منشأ في البحر تختلف من ناحية المواد والتصميم عن منش

أقسام الهندسة المدنية
تنقسم الهندسة المدنية إلى:
1 ـ هندسة الانشاءات: و تختص بتصميم و تنفيذ المنشآت المعدنية و الخرسانية.
2 ـ هندسة الطرق: و تختص بتصميم و انشاء الطرق و هندسة النقل و هندسة المرور.
3 ـ هندسة المساحة: و تختص بدراسة الأبعاد المساحية و المواقع الجغرافية للتصاميم الهندسية.
4 ـ هندسة الموائع: و تختص بدارسة خصائص السوائل و أثرها على المنشئات "مثل أثر الرياح على المباني لأو ضغط المياه على السدود و ما الى ذلك".
5 ـ هندسة التربة: و تختص بدراسة الخصائص الانشائية للتربة و الاساسات و غالبا ما تسمي بـ "مكيانيكا التربة".
6 ـ هندسة صحية: و تختص بتصميم و تشغيل أنظمة الصرف الصحي و محطات المياه.
7 ـ هندسة الري: و تختص بدراسة اساليب التحكم في انواع الري المختلفة و المنشآت المائية الزراعية

المهندس المدني
المهندس المدني في مشاريع البناء هو المهندس المسئول عن تنفيذ المشروع حسب الرسومات الهندسية المعتمدة و المواصفات الفنية الموجودة في العقد ويعمل كـ:
1 ـ مهندس انشاءات
2 ـ مدير بناء
3 ـ مراقب عمل
4 ـ مهندس مياه
5 ـ مهندس طرق
6 ـ مهندس البنية التحتية
7 ـ إدارة المشاريع
8 ـ فني طرقات

الإدارة الهندسية
وتعتبر الادارة الهندسية للمشروع من أهم العناصر المساهمة في انجاح العمل من فشله، ولا يخفى على أحد ما للإدارة في أي مجال من أهمية خاصة في انجاح العمل، وخاصة في مجال مشاريع البناء، التي تعتبر أكثر تعقيداً إدارياً وعملياً من معظم مجالات الإدارة الأخرى، وكمقارنة بسيطة لتقدير أهمية ذلك، فإن مصنع سيارات مثلاً إن أنجز سيارة وأجرى عليها الاختبارات فبامكانه تعديلها بكل بساطة حتى الحصول على المنتج المطلوب ومن ثم نسخه إلى أعداد كبيرة، دون خسارة تذكر لا في الوقت ولا الكلفة، بينما المشاريع العمرانية لا يمكنك بناء مشروع ثم تعديله تماماً بل يجب عليك توقع كل العيوب مسبقاً وتلافيها، وهنا لا بد من حسن الإدارة وبراعة القيادة، وعبقرية ايجاد الحلول والبدائل. وحديثاً أصبح تخصص إدارة المشاريع يدرس كدراسات عليا (ماجستير ودكتوراه) في كثير من الجامعات، بل إن هناك تخصصات متعددة داخل هذا العلم المتولد من تزاوج العلمين العريقين الإدارة والهندسة المدنية. وينصح كثير من الخبراء بأن يكون المقدم على هذا التخصص ذو فطرة (شخصية) قيادية وادارية، لينجح في تسيير مشروعه...

بارك الله فيك ونولك ماتتمنى كلمة مهندس تعني اكثر مما كتبت فالمهندس الناجح هو المهنى الذي اينما وضعته نجح لانه اصلا تعلم التكيف والتاقلم مع كل ما يوكل اليه من مهام لانه يفترض انه قد تعلم التعامل مع المعطيات المتوفرة لدية باسلوب وتحليل علمي ودراسة واستقصاء وهو يعد من اهم عناصر المجتمع الفاعل وهذا ما تعلمته بعد اكثر من 26 سنة خدمة ولك مني التحية م.محمد حجايا

محمد حجايا
28-02-2009, 09:36 PM
إخواني الاعزاء قد تكمل دراستك وقد لاتكملها قد تتزوج وقد لاتتزوج قد تنجب وقدلاتنجب قد تمتلك ثروة وقد تعيش كفاف يومك ولكن الشيء الوحيد الذي لا شك فية هو حقيقة الموت الذي لا يختلف عليها اثنان فهل اعددت نفسك لهذه اللحظة رغم ان الاستعداد لها لايتنافى مع إعمار الارض وتحقيق الاماني والحصول على اعلى درجات السعادة ولكنه يهذب النفوس ويكبح جماح النفس الطماعة ويثنيهاعن ظلم غيرها. الحمد لله على نعمة الاسلام التي لولاها لكانت حياتنا كعيش البهائم اكرمكم الله هيا يا اخوتي لنحب بعضنا البعض فالحقد والحسد لا يستهلك الا صاحبه ولكم كل الحب والاحترام

civilkom
18-06-2009, 11:56 AM
thanks alot

ki84ng
03-11-2009, 03:51 PM
جزاك الله خير على الموضوع المفيد

shear hassan
03-11-2009, 04:16 PM
بارك الله فيك أخى
وأرجو المساعدة فى تعلم الاكسل ضرورى جدا
إذا فى أى شىء يساعد بارك الله فيكم

alieng50
04-11-2009, 09:29 AM
مشكووووووووووووووووور على المعلومة والطرح الجميل

المساعد
30-12-2009, 05:55 PM
مشكوررررررررررررررررررررر

zoubir07
03-04-2010, 03:17 PM
مشكورين كثير

لؤي يوسف
23-06-2010, 05:06 PM
بااااااااااااااااارك الله فيك

az1615
26-10-2010, 10:16 PM
شكرا على هذه المعلومات الرائعة
وارجوا منك ان ترفق ملف pdf بهذه الملعلومات وكما ارجوا منك المزيد
والله يوفقك