في تصميم الخلطات الاسفلتية باستخدام طريقة مارشال اشرح كيف يتم ايجاد الوزن النوعي لعينات خلطة إسفلتية مدموكة(Gmb)؟

علي م اعتقد من كلمة مدموكة - الوزن في الهواء  و الوزن في الماء C مدة 3-4 دقائق حرارته 25م - والوزن مشبعة B   A/B-C

 طريقة مارشال لتصميم الخلطات اإلسفلتي Marshall Method of

 Design

الھدف من التجربة:

أي إيجاد خليط اقتصادي من المواد ذو تدرج ونسبة * تصميم خلطة إسفلتية مارشال

إسفلت تعطي الخليط الخواص التالية :

١.نسبة إسفلت كافية لضمان الديمومة والمرونة في الخلطة .

٢.قѧѧѧѧوة كافيѧѧѧѧة لمقاومѧѧѧѧة االنسѧѧѧѧياب تѧѧѧѧوفي بمتطلبѧѧѧѧات المѧѧѧѧرور بѧѧѧѧدون حѧѧѧѧدوث أي

تشوھات.

٣. فراغѧѧѧات ھوائيѧѧѧة فѧѧѧي الخلѧѧѧيط الكلѧѧѧي تسѧѧѧمح باسѧѧѧتيعاب اإلسѧѧѧفلت وإبقѧѧѧاء جѧѧѧزء

الفراغѧѧات الھوائيѧѧة ، حيѧѧث كلمѧѧا كانѧѧت نسѧѧبة الفراغѧѧات قليلѧѧة كلمѧѧا تѧѧم تحديѧѧد

مѧѧѧѧرور الھѧѧѧѧواء والمѧѧѧѧاء خѧѧѧѧالل الكونكريѧѧѧѧت اإلسѧѧѧѧفلتي أي تحديѧѧѧѧد دور المѧѧѧѧاء

فѧѧѧѧي فصѧѧѧѧل الركѧѧѧѧام عѧѧѧѧن اإلسѧѧѧѧفلت وكѧѧѧѧذلك تحديѧѧѧѧد دور الھѧѧѧѧواء فѧѧѧѧي أكسѧѧѧѧدة

اإلسѧѧѧفلت وتحويلѧѧѧه الѧѧѧى مѧѧѧادة ھشѧѧѧة إمѧѧѧا إذا كانѧѧѧت نسѧѧѧبة الفراغѧѧѧات الھوائيѧѧѧة

عاليѧѧѧѧة سѧѧѧѧوف يسѧѧѧѧبب ذلѧѧѧѧك انضѧѧѧѧغاط مѧѧѧѧن جѧѧѧѧراء تسѧѧѧѧليط أحمѧѧѧѧال المركبѧѧѧѧات

وحدوث النزف والنضح.

المواصѧѧѧفات : يجѧѧѧرى الفحѧѧѧص بموجѧѧѧب المواصѧѧѧفة األمريكيѧѧѧة -ASTM D

 1559

األدوات واألجھزة المستخدمة :

١. قالѧѧѧب ذو أبعѧѧѧاد محѧѧѧددة ( القطѧѧѧر ٤ أنѧѧѧج ، االرتفѧѧѧاع ٤،٥ أنѧѧѧج ) كمѧѧѧا موضѧѧѧح

في الصورة رقم (١١).

٢. مطرقة الرص المعدل (وزنھا ١٠ باوند ومسافة السقوط ١٨ أنج).

٣. محرار معدني لقراءة درجة الحرارة.

٤. مصدر تسخين.

٥. ميزان الكتروني .

٦. ميزان مائي.

٧. فرن.

٨. حمام مائي.

٩. جھاز إخراج العينات.

١٠. جھѧѧѧѧѧѧاز مارشѧѧѧѧѧѧال حيѧѧѧѧѧѧث يѧѧѧѧѧѧتم قيѧѧѧѧѧѧاس الثبѧѧѧѧѧѧات (stability) بتسѧѧѧѧѧѧليط

األحمѧѧѧال وفѧѧѧي الوقѧѧѧت الѧѧѧذي يѧѧѧتم تسѧѧѧجيل أعلѧѧѧى قѧѧѧراءة للثبѧѧѧات يجѧѧѧب تسѧѧѧجيل

قراءة الزحف (flow)

الصѧѧѧورة رقѧѧѧم (١٢) تمثѧѧѧل جھѧѧѧاز مارشѧѧѧال ، يجѧѧѧب ان يكѧѧѧون ارتفѧѧѧاع النمѧѧѧوذج

قياسѧѧѧѧي عنѧѧѧѧد فحصѧѧѧѧه ( النمѧѧѧѧوذج قطѧѧѧѧره ٤ أنѧѧѧѧج وارتفاعѧѧѧѧه ٢،٢٥ أنѧѧѧѧج) إذا كѧѧѧѧان

ارتفѧѧѧاع النمѧѧѧوذج يختلѧѧѧف عѧѧѧن القيمѧѧѧة القياسѧѧѧية فيجѧѧѧب ان تجѧѧѧرى عمليѧѧѧة تصѧѧѧحيح

تكѧѧѧون قيمتھѧѧѧا أقѧѧѧل كلمѧѧѧا زاد االرتفѧѧѧاع عѧѧѧن الحѧѧѧد القياسѧѧѧي وعѧѧѧادة تكѧѧѧون أقѧѧѧل مѧѧѧن

واحد إما قراءة الزحف فأنھا التصحح.

المواد المستعملة:

باسѧѧѧتخدام تѧѧѧدرج مسѧѧѧبق للركѧѧѧام وحسѧѧѧب معادلѧѧѧة المѧѧѧزج (Job mix formula)

المعتمѧѧѧѧدة واسѧѧѧѧتخدام نسѧѧѧѧب مختلفѧѧѧѧة لإلسѧѧѧѧفلت (٦،٥-٤)% ،تحضѧѧѧѧر ٣ عينѧѧѧѧات لكѧѧѧѧل

نسبة من نسب اإلسفلت المستخدمة .

طريقة العمل :

١.باالسѧѧѧتناد علѧѧѧى معادلѧѧѧة المѧѧѧزج المعتمѧѧѧدة يѧѧѧتم وزن الركѧѧѧام وحسѧѧѧب التѧѧѧدرج المبѧѧѧين

للركѧѧام الخشѧѧن والنѧѧاعم والمѧѧادة المالئѧѧة(gravel ,sand, and filler) الجѧѧدول

أدنѧѧѧѧاه يمثѧѧѧѧل المناخѧѧѧѧل حسѧѧѧѧب مقاسѧѧѧѧاتھا ونسѧѧѧѧب المѧѧѧѧادة المتبقيѧѧѧѧة % والѧѧѧѧوزن ( غѧѧѧѧم )

ألجѧѧѧزاء الركѧѧѧام ، فѧѧѧي الجѧѧѧدول أدنѧѧѧاه نسѧѧѧبة اإلسѧѧѧفلت المسѧѧѧتخدمة ھѧѧѧي (٥%) ووزن

نمѧѧѧوذج الخلطѧѧѧة اإلسѧѧѧفلتية ( ١٢٠٠ غѧѧѧم ) وتحضѧѧѧر ٣ نمѧѧѧاذج مѧѧѧن ھѧѧѧذا الѧѧѧوزن لكѧѧѧل

نسبة إسفلت .

مقياس المنخل نسب المواد المتبقية % الوزن (غم)

١٠٠ ٢٥ أنج١

٥٧ ٥ ١٩ أنج ٤ /٣

١٩٣,٨ ١٧ ١٢,٥ أنج ٢/١

١١٤ ١٠ ٩,٥ أنج ٨/٣

٢٠٥,٢ ١٨ ٤,٧٥ ٤ رقم منخل

١٥٩,٦ ١٤ ٢,٣٦ ٨ رقم منخل

٢٧٣,٦ ٢٤ ٠,٣ ٥٠ رقم منخل

٧٩,٨ ٧ ٠,٠٧٥ ٢٠٠ رقم منخل

٥٧ ٥ Filler

ويتم حساب وزن أجزاء الركام على كل منخل وكما يلي :

وزن الركام على المنخل ٤/٣ أنج

النسبة المئوية للركام في الخلطة اإلسفلتية = ١٠٠ – نسبة اإلسفلت المستخدمة

 ٥ – ١٠٠ =

 % ٩٥ =

وزن الركام المتبقي (غم ) = وزن النموذج × نسبة الركام في الخلطة × النسبة المئوية المتبقية

 % ٥ × % ٩٥ × ١٢٠٠ =

 = ٥٧ غم

 وزن الركام على المنخل ٢/١ أنج

وزن الركام المتبقي ( غم ) = ١٧ × % ٩٥ × ١٢٠٠ %

 غم ١٩٣,٨ =

وھكذا لبقية المناخل ، وبنفس الطريقة يتم إيجاد أوزان أجزاء الركام ( الحصى ، الرمل ، المادة

المالئة ) على كل منخل ولكل نسب اإلسفلت المستخدمة ، يجب أن يتم تسخين عينات الركام في

الفرن .

٢ . يحسب وزن اإلسفلت للخلطة اإلسفلتية كما يلي :

وزن اإلسفلت = وزن نموذج الخلطة اإلسفلتية × نسبة اإلسفلت المستخدمة

 وزن اإلسفلت (غم) = ٦٠ = %٥ × ١٢٠٠ غم

يجب أن يكون مجموع األوزان لمكونات نموذج الخلطة اإلسفلتية والتي تتكون من الركام بنوعيه

( الحصى والرمل ) والمادة المالئة واإلسفلت مساوي إلى ( ١٢٠٠ غم ) لكل نسبة إسفلت .

٣. يسخن اإلسفلت ويضاف إلى خليط الركام ( الحصى والرمل والمادة المالئة ) وتكون إضافة

اإلسفلت بأن يوضع الركام على الميزان ويصفر الميزان ثم يضاف اإلسفلت الى الخليط إلى أن

يسجل الميزان وزن اإلسفلت المحسوب عند ذلك يتوقف عن إضافة اإلسفلت .

٤ . يوضع القالب الخاص بفحص مارشال في الفرن .

٥. يوضѧѧѧع مѧѧѧزيج الركѧѧѧام واإلسѧѧѧفلت علѧѧѧى مصѧѧѧدر حѧѧѧراري ويخلѧѧѧط النمѧѧѧوذج جيѧѧѧدا ويجѧѧѧب أن

) وتѧѧѧѧتم قѧѧѧѧراءة درجѧѧѧѧة الحѧѧѧѧرارة بأسѧѧѧѧتخدام o تتѧѧѧѧراوح درجѧѧѧѧة حѧѧѧѧرارة المѧѧѧѧزج ( ١٦٠ – ١٣٥ م

محرار معدني .

٦. يѧѧѧѧتم إخѧѧѧѧراج القالѧѧѧѧب مѧѧѧѧن الفѧѧѧѧرن ويѧѧѧѧدھن ويتѧѧѧѧرك فتѧѧѧѧرة وفѧѧѧѧي نفѧѧѧѧس الوقѧѧѧѧت يرفѧѧѧѧع نمѧѧѧѧوذج

الخلطѧѧѧة اإلسѧѧѧفلتية بعيѧѧѧدا عѧѧѧن المصѧѧѧدر الحѧѧѧراري حتѧѧѧى تصѧѧѧبح درجѧѧѧة حѧѧѧرارة النمѧѧѧوذج ( ١٠٥

) ثѧѧѧѧم يوضѧѧѧѧع النمѧѧѧѧوذج فѧѧѧѧي القالѧѧѧѧب ويѧѧѧѧرص ألسѧѧѧѧتخدام مѧѧѧѧالج أو سѧѧѧѧكين ١٥ مѧѧѧѧرة ١٣٥ – o م

موزعѧѧѧѧѧه حѧѧѧѧѧول محѧѧѧѧѧيط النمѧѧѧѧѧوذج وفѧѧѧѧѧي وسѧѧѧѧѧطه ثѧѧѧѧѧم يѧѧѧѧѧرص النمѧѧѧѧѧوذج بأسѧѧѧѧѧتخدام المطرقѧѧѧѧѧة

٧٥ضѧѧѧربة ويجѧѧѧب مراعѧѧѧاة كѧѧѧون محѧѧѧور المطرقѧѧѧة عموديѧѧѧا ثѧѧѧم يقلѧѧѧب القالѧѧѧب والنمѧѧѧوذج ويعѧѧѧاد

رص النموذج بنفس العدد من الضربات على وجه النموذج المقلوب .

٧. إخراج النموذج من القالب ويترك لفترة ٢٤ ساعة بدرجة حرارة المختبر من أجل السماح

بأستعادة جزء من التشوھات غير الدائمية .

٨. يѧѧѧѧتم وزن النمѧѧѧѧوذج بѧѧѧѧالھواء ويسѧѧѧѧجل الѧѧѧѧوزن (A)ثѧѧѧѧم يوضѧѧѧѧع النمѧѧѧѧوذج فѧѧѧѧي المѧѧѧѧاء لمѧѧѧѧدة ٣

دقѧѧѧائق ثѧѧѧم يمسѧѧѧح سѧѧѧطح النمѧѧѧوذج بقطعѧѧѧة قمѧѧѧاش ليمثѧѧѧل وزن النمѧѧѧوذج مشѧѧѧبع وجѧѧѧاف السѧѧѧطح

ويسѧѧѧجل الѧѧѧوزن ( B) ثѧѧѧم إيجѧѧѧاد وزن النمѧѧѧوذج فѧѧѧي المѧѧѧاء بأسѧѧѧتخدام الميѧѧѧزان المѧѧѧائي ويسѧѧѧجل

الوزن (C) .

لمѧѧѧѧدة (٤٠ – ٣٠ دقيقѧѧѧѧة ) أو ٩ o. يوضѧѧѧѧع النمѧѧѧѧوذج فѧѧѧѧي الحمѧѧѧѧام المѧѧѧѧائي بدرجѧѧѧѧة حѧѧѧѧرارة ٦٠ م

. o في الفرن لمدة ساعتين حتى توصل درجة الحرارة للنموذج غالى ٦٠م

١٠. إجѧѧѧѧѧѧراء فحѧѧѧѧѧѧص الثبѧѧѧѧѧѧات – الزحѧѧѧѧѧѧف ( Stability- flow) علѧѧѧѧѧѧى نمѧѧѧѧѧѧوذج الخلطѧѧѧѧѧѧة

اإلسѧѧفلتية حيѧѧث يوضѧѧع مقيѧѧاس الزحѧѧف (Flow meter) فѧѧي جھѧѧاز فحѧѧص مارشѧѧال ويѧѧتم

تسѧѧليط أحمѧѧال علѧѧى النمѧѧوذج وبمعѧѧدل ٢ أنѧѧج / دقيقѧѧة الѧѧى أن يصѧѧل الحمѧѧل الѧѧى أقصѧѧى قѧѧراءة

ثѧѧѧم يبѧѧѧدأ بѧѧѧالرجوع فتسѧѧѧجل أعلѧѧѧى قѧѧѧراءة للثبѧѧѧات حالمѧѧѧا يصѧѧѧل الحمѧѧѧل الѧѧѧى الحمѧѧѧل األقصѧѧѧى ثѧѧѧم

الرجوع في نفس الوقت يتم تسجيل قراءة الزحف.

الحسابات والنتائج

الوزن النوعي الكلي للركام100

Bulk GA=

%of gravel %of sand % of filler

+ +

G gravel G sand G filler

ادةѧѧوالم لѧѧوالرم ىѧѧالحص بةѧѧنس % of gravel, % of sand, % of filler : ثѧѧحي

المالئة في الخلطة وحسب معادلة المزج(٥ ، %٤٥ ،%٥٠ % ) على التوالي .

G gravel , G sand , G fille الѧѧѧوزن النѧѧѧوعي للحصѧѧѧى والرمѧѧѧل والمѧѧѧادة المالئѧѧѧة

على التوالي

الوزن النوعي الفعال للركام

 100-PS

effGA = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ (Constant properties)

 100 - Ps

 Max GM Gs

حيث : Ps نسبة اإلسفلت المستخدمة

max GM : الوزن النوعي األقصى للخلطة اإلسفلتية

 Gs : الوزن النوعي لإلسفلت

 حيث : PAنسبة الركام في الخلطة، PA =100 – Ps

الوزن النوعي الفعلي للخلطة اإلسفلتية = Actual GM

حيث : A,B,C ھي وزن النموذج في الھواء (جاف) ووزن النموذج المشبع وجاف السطح

.ووزن النموذج في الماء على التوالي .

نسبة الفجوات الھوائية في الخلطة الكلية

 Actual GM - max GM

 % Air Voids in total mix = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ×100

 Max GM

نسبة الفجوات المملؤة باإلسفلت

 Actual GM× Psl

 %of voids filled with asphalt = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Actual GM× Psl+ Gs× % of air voids

Psl = ps –

Ps2 = [ - × Gs×100