Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
UNIVERSITETI I PRISHTINËS FAKULTETI I NDËRTIMTARISË DHE ARKITEKTURËS DEPARTAMENTI I NDËRTIMTARISË Programi Studimor: KONSTRUKTIV Niveli i studimeve: MASTER
PUNIM DIPLOME - MASTER KARAKTERISTIKAT E SHTRESËS SË EPËRME TE ASFALTIT SMA, PËRPARËSITË, KRAHASUAR ME SHTRESAT E RËNDOMTA
Udhëheqësi i punimit: Prof. Dr. Naser Kabashi
Kandidatja: Anitë SADIKAJ,ba.ndërt. Prishtinë, Maj 2013
i
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Abstrakt Stone Mastik Asfalti (SMA) ka gjetur përdorim të gjerë në shumë vende si një shtresë sipërfaqësore mjaft e preferuar. Kjo histori e përdorimit të këtij materiali daton qysh para 30 viteve, dhe si çdo produkt tjetër ashtu edhe stone mastik asfalti nevojitet të modifikohet dhe të adaptohet konform materialeve moderne dhe prodhimtarisë, si dhe të përshtatet kushteve të lokacionit përkatës. Ky punim zhvillon dhe analizon të gjitha karakteristikat e SMA-së si shtresë e epërme sipërfaqësore dhe bënë krahasimin me shtresat nga asfalti i rëndomtë (asfaltbetoni). Shtresat e epërme të asfaltit (shtresat hargjuese) janë shtresat që i nënshtrohen drejt për së drejti ndikimit të ngarkesave të komunikacionit dhe si të tilla i nënshtrohen dëmtimeve. Dëmtimet shkaktohen nga shumë faktor e sidomos nga rrugët që kanë ngarkesa të mëdha boshtore. Identifikimi i këtyre faktorëve është element studimi i cili edhe kërkon zgjidhje dhe qasje konstruktive në përmirësimin e vetive të kësaj shtrese. Orientimet aplikative në rrugët aktuale na bëjnë që të thellohemi në këtë drejtim duke analizuar të gjitha materialet përbërëse: agregati; bitumini; modifikimi i bituminit dhe përzierja e masës së asfaltit. Metodat që janë përdorë gjatë kësaj pune janë të fokusuara në dy drejtime: metoda analitike (e punuar në një përmbledhje nga literaturat e ndryshme) dhe metoda eksperimentalelaboratorike. Metoda analitike është gjithëpërfshirëse të bazuara në Standarde të ndryshme siç janë: AASHTO (American Association of State Highway and Transport Officials), .Standardet Europiane, ndërsa ato eksperimentale do të fokusohen vetëm në disa pika të mundshme që mund të realizohen në laboratoret tona. Ky punim do të sjell një element të rëndësishëm të krahasimit dhe gjithsesi te përparësive të aplikimit të SMA-së për ngarkesa të rënda. Përveç kësaj prezantohen analizat dhe qasjet për këtë lloj të asfaltit që është në ekspansion e sipër në disa vende si dhe në vendin tonë, mirëpo janë shikuar edhe mangësitë e realizimit të këtij asfalti. SMA është një përzierje që nuk lejon të falur dhe kërkon ndryshime dhe modifikime gjatë projektimit të përzierjes në mënyrë që të modifikohen karakteristikat dhe performanca e saj. Kjo gjë është evidente ku shihet një numër i madh i specifikimeve varësisht nga vendi i aplikimit. Përdorimi i tij dhe specifikacioni kërkojnë angazhimin e zërit të inxhinierëve dhe vendimin e tyre.
i
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Falënderim Përpunimi dhe kompletimi i këtij punimi nuk ishte aspak një detyrë e thjeshtë. Fatktorët e ndryshëm siç janë ata ekonomik dhe njohuritë lokale duhej të ishin të domosdoshëm për finalizimin e këtij punimi. Së pari falënderoi udhëheqësin e këtij punimi Prof. Dr. Naser KABASHI për kohën , durimin dhe mirëkuptimin e tij. U jam mirënjohëse kompanisë “Graniti” në Istog, për bashkëpunim në punët e kryera në laborator. Falënderoi gjithashtu edhe Prof. Arif Chowduri (visiting profesor , TTI-USA, Texas Transportation Institute in Unitet State of America) i cili me ndihmoi ne mbledhjen e literaturës si dhe të gjithë kolegët e mi të cilët nuk hezituan në asnjë moment për bashkëpunim. Dhe në fund, por jo edhe të fundit falënderoi prinderit e mi të cilët gjithmonë kanë qenë afër meje dhe më kanë përkrah si dhe shokun tim më të ngusht bashkëshortin tim për përkrahje dhe mirëkuptim.
ii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Tabela e Përmbajtjes
Abstrakt Falënderimet Tabela e Përmbajtjes Lista e Tabelave Lista e Figurave Shkurtesat Referencat
iii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
PËRMBAJTJA Kapitulli 1 Koncepti i Stone Mastik Asfaltit 1.1 Historiku i shkurtër 1.2 Definicioni dhe Përshkrimi i Mastik Asfaltit
3 3 3
Kapitulli 2 Cilësitë e Strukturës Skeletore të Agregatit 2.1 Definicioni i Strukturës Skeletore të Agregatit në SMA 2.2 Formimi i Strukturës së Agregatit Kokërrtrashë 2.3 Granulometria e Rrallë 2.4 Definicioni i Strukturës Skeletore sipas Metodave Gjermane 2.5 Definicioni i Strukturës Skeletore sipas Metodave tjera 2.6 Ndërmjet Grimcave në Strukturën Granulometrike 2.7 Përmbledhje e Kapitullit
6 6 8 10 11 13 15 16
Kapitulli 3 Mastiku 3.1 Agregai i Imët 3.2 Fileri 3.2.1 Koncepti i Sipërfaqes Specifike 3.2.2 Ideja e Zbrazëtirave të Filerit në Gjendje të Thatë 3.2.3 Llaçi – Raporti Filer – Bitumen - F:B 3.2.4 Materialet të Cilat Aplikohen si Filer 3.2.5 Përmbledhje:Fileret 3.3 Binderi – Materiali Lidhë 3.3.1 Llojet e Aplikuara të Binderit 3.3.2 Përzgjedhja i Binderit 3.3.3 Bitumenet e Modifikuara 3.4 Përmbledhje
17 18 19 19 20 23 24 25 25 26 26 27 31
Kapitulli 4 Stabilizuesit (Ndaluesit e Rrjedhjes) 4.1 Efekti i Rrjedhjes 4.2 Stabilizuesit (Ndaluesit e Rrjedhjes) 4.3 Zgjedhja e Duhur e Sasisë së Stabilizuesit në një Përzierje 4.4 Metodat Provës për Stabilizues dhe Rezultatet e Provës 4.5 Prova e Rrjedhjes së Binderit 4.6 Përmbledhje
32 32 32 39 40 41 41
Kapitulli 5 Projektimi i Përzierjes SMA 5.1 Përzgjedhja e Granulometrisë dhe Madhësisë 5.1.1 Si Çfarë Shtrese dhe Çfarë Trashësie e Shtresës 5.1.2 Ngarkesat e Trafikut dhe Lokacioni 5.2 Rregullat e Përgjithshme 5.2.1 Raportet Origjinale të Zichner-it
42 43 43 45 46 46
iv
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Rregulli 30 – 20 – 10 Sistemet Binare Projektimi i një Përzierje të Agregatit Duke Aplikuar Limitet Granulometrike
47 47 50
5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4
51 51 53 68
5.2.2 5.2.3 5.3
5.4 5.5 5.6
Projektimi i Lakorës Granulometrike Projektimi i Përzierjeve të Agregatit më të Madh se 2 mm Konkluzionet e Shembullit I të Përzierjes SMA Projektimi i Përzierjes së Agregatit me Grimca më të Vogla se 2mm
Përcaktimi i Përmbajtjes së Binderit Kërkesat për Projektimin e një Përzierje SMA Përmbledhje
Kapitulli 6 Prodhimi, Transporti, Shtrirja e Përzierjes SMA si dhe Problemet pas Shtrirjes 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12
Procesi i Prodhimit Kontrolli i Prodhimit të Përzierjes SMA Transporti i Përzierjes deri të Vendi i Shtrirjes Kushtet për Shtrirje Shtrirja e Asfaltit Kompaktësimi Njollat Yndyrore Gjatësore të Binderit Njollat Yndyrore Gjatësore të Mastikut (Segregimi) Struktura SMA Shumë e Mbyllur Struktura SMA Shumë Poroze Depërtimi dhe Përshkueshmëria nga Uji Problemet në Lidhje me Temperaturën dhe Teknikat e Shtrirjes
75 76 80 83 86 89 91 94 96 98 99 100 100 101
Kapitulli 7 Karakteristikat e Shtresës SMA 7.1 Rezistenca Ndaj Deformimeve Ndikimi i Parametrave të Përzierjes 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12
70 71 73
Rezistenca Ndaj Plasaritjeve Lodhja Punueshmëria Kompatibiliteti Karakteristikat Kundër Zhurmës Karakteristikat Ndaj Rrëshqitjes Jetëgjatësia: Rezistenca Ndaj Ujit dhe Ngricave Karakteristikat Kundër Spërkatjes dhe Reflektimit të Dritës Përshkueshmëria ose Permeabiliteti Konsumi i Karburantit Efekti Ekonomik
v
103 108 109 110 110 112 114 116 117 119 121 121
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Kapitulli 8 Puna eksperimentale 8.1 Cilësitë e shtresës së epërme të asfaltit SMA 11s, asfalti i shtruar në segmentin rrugorë M9, Arllat 8.1.1 Prova e Marshallit dhe Analiza granulometrike 8.1.2 Ekstrahimi-përcaktimi i përqindjes së bitumenit dhe filerit 8.2 Përmbledhja e rezultateve të ekzaminimeve 8.2.1 Përbërja dhe Vetitë e Përzierjes së Asfaltit 8.3
8.4 8.5 8.6
Cilësitë e Përzierjes së Shtresës së Asfaltittë llojit SMA 11 (Asfalti i Shtruar në Segmentin Rrugorë M9, LOT 2B) 8.3.1 Përmbledhje e Rezultateve të Ekzaminimeve Përbërja dhe Vetitë e Përzierjes së 8.3.1.1 Asfaltit Përbërja dhe vetitë e asfaltit të 8.3.1.2 punuar Komentimi i Rezultateve të Ekzaminimit Konkluzonet Rekomandidmet
vi
122 122 123 123 130 130 130 132 132 133 135 137 138
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Lista e Tabelave Nr.
Faqja
Emërtimi
2.1
Raporti Vëllimor I Fraksioneve të agregatit në SMA
12
3.1
Llojet e bitumeneve të modifikuara dhe aditivëve
27
4.1
Përmbledhje e Faktorëve të cilët ndikojnë në Rrjedhjen e SMA-së
42
5.1
Trashësia e Shtresës Mveshëse SMA, Varësisht nga Madhësia e Kokrrës Maksimale e Agregatit Bazuar në Udhëzues të Ndryshëm për SMA
44
5.2
Masa e SMA-së si Shtresë Veshëse, varësisht nga Kokrra Maksimale a
45
5.3
Ndarja e SMA-së sipas Kategorisë së Trafikut që Ekzistojnë në Vend
46
5.4
Përmbajtjet e Përafërta të Fraksioneve të Agregatit për Mastimac dhe Mastiphalt sipas Zichner-it
47
5.5
Karakteristikat e Granulometrisë së Përzierjes S dhe S1
53
5.6
Shembull i Përzierjes SMA me Shpërndarje Uniforme të Fraksionit të Agregatit Kokërrmadh përgjatë tri Fraksioneve (Shembull II, Faza I)
55
5.7
Shembull i Një Përzierje SMA me një Shpërndarj
56
vii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
jo të Barabart të Fraksioneve të Agregatit Ndërmejt Tri Fraksioneve – Kryesisht Agregatet 5.6/8 (Shembulli II, Faza 2)
5.8
Shembull i Përzierjes SMA me një Shpërndarje të Pabarabart të Fraksioneve të Agregatit Përgjatë Tri Fraksioneve- Thërrimat Predominuese 8/11.2 (Shembulli II, Faza3)
58
5.9
Shembull i Përzierjse SMA me një Shpërndarje jo të Barabar të Fraksionit të Agregatit Përgjatë Tri fraksioneve-Thërrimat Predominuese 8/11.2 (Shembulli II, Faza 4)
59
5.1
Raportet e Rekomanduara të SMA 0/11S sipas Librit Gjerman DAV të Krahasuara me Rezultatet e Dizajnuara në Shembullin II
61
5.11
Raportet e Rekomanduara SMA sipas rregullit 30-20-10 të Krahasuara me Rezultatet e SMA të Projektuara në Shembullin II
62
5.12
Përbërja e Përzierjes së Agregatit E dhe F
67
5.13
Përmbledhje e Kërkesave të Përzierjes SMA në Vende të Ndryshme
72
6.1
Temperaturat Maksimale të Rekomanduara Gjatë Prodhimit të Përzierjes SMA për Shembull Binderi sipas Rregullave të Ndryshme
77
6.2
Një përmbledhje e pajisjeve të nevojshme pë vendosjen e SMA-së
viii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
7.1
Krahasimi I Karakteristikave Esenciale I disa Përzierjeve të Asfaltit si Shtresë Veshëse
93
7.2
Nivelet e Zhurmës SMA në Krahasim me Asfaltet tjera
102
8.1
Ekzaminimet e bëra në laboratorin "Graniti" në Istog
113
8.2
Ekzaminimet e bëra nga laboratori Ramtech në Zagreb
135
ix
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Lista e Figurave Fig.
Emërtimi
Faqja
1.1
Lakorja e përzierjes granulometrike nga Dr. Zichner: Mastimac dhe Mastiphal
4
1.2
Faza e parë e përformances në pajtueshmëri me provën US Nr.3797951-pas shtrirjes
4
1.3
Faza e dytë e përzierjes në pajtueshmëri me U.S. prova Nr. 3797951 pas mbarimit.
5
2.1
Ndarja e përzierjeve në lloje të ndryshme varësisht nga pjesëmarrja në mes grimcave të rërës dhe kokrrave të agregatit
7
2.2
Ndarja e SMA-së në komponente bazë: agregati kokërrmadh (skeleti) dhe mastiku
7
2.3
Struktura e Stone Mastik Asfaltit SMA.
8
2.4
Ngarkesa vertikale në strukturë me mbështetës anësor ( si tek rezistenca në thyerje e agregatit).
9
2.5
Përcjellja e ngarkesës përgjatë grimcave në rastin e shpërndarjes uniforme të ngarkesës: (a) skema; (b)prerja tërthore e mostrës.
10
2.6
Pozita e lakoreve granulometrike të përzierjes së agregatit: vija e plotë, asfalt beton (granulometri kontinuale; vija e ndërprerë, SMA (granulometrija e rrallë).
11
x
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
2.7
Vendosje të ndryshme të sferës (dhe rrathëve) dhe madhësitë e grimcave pasive në lidhje me ato aktive.Paketimi i kokërrzove të agregatit
14
2.8
Ndërprerja e diskontinuitetit të granulometrisë ndodhë kur prezenca e grimcave në mes pengon bashkëveprimin e kokrrave të agregatit
15
2.9
Vëllimi i agregatit dhe mastikut. Masa e asfaltit
16
3.1
Mbushja e zbrazëtirave mes agregatit kokërr madh me grimca pasive: (a) diagrami skematik dhe (b) një shembull aktual – mastiku i paraqitur me ngjyrë të hirit.
18
3.2
Koncepti i binderit të lirë dhe të caktuar, (free and fixed binder)
21
3.3
Mbushja graduale e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar
22
3.4
Raporti në mes të indeksit F:B dhe përmbajtjes së zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar në gjendje të terur pas metodës së Ridger-it.
24
3.5
Shtangësia e binderit/viskoziteti në funksion të temperaturës
29
3.6
Përmirësimi i rezistences së asfaltit ndaj “valvitjes (deformimeve) të prodhuara bitumenet polimere te modifikuara
30
xi
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
3.7
Përmirësimi i vetive të asfaltit nga ndikimi i temperaturave të ulëta të prodhuara nga bitumene polimere te modifikuara
30
4.1
Fibrat Celuloze- (pamje nga mikroskopi, 100 herë e zmadhuar
34
4.2
Një shembull i fibrave polimere me gjatësi 6mm: (a) pamja makroskopike, (b) të njejtat fibra me pamje në mikroskop
34
4.3
Fibrat plastike mund të jenë stabilizues të përzierjesSMA por duhet të përdorën në sasi të madhe. Fotoja paraqet një përzierje SMA me 0.6%(m/m) fibra polypropylen.
34
4.4
Një shembull i fibrave celuloze.
35
4.5
Një shembull i peletit-fibrat me formë të lirshme
36
4.6
Shembuj të fibrave të granuluara (a) të krijuara nga letra e hedhur me dyllë ngjitës, (b) të krijuara nga celuloza të lidhura me binder.
36
4.7
Stabilizuesit në qeset PE në sasi të ndryshme prej 3 deri 10 kg
73
4.8
Metoda e dozimit të granulave-zbrazja e qeses së madhe në shiritin transportues
38
4.9
Kazani i traktorit deponues i ngarkuar me
xii
38
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
granula
4.10
Shembull i lidhjes mes përmbajtjes së rrjedhjes dhe stabilizuesit të përdorur për përzgjedhjen e përmbajtjes efektive të stabilizuesit në një përzierje SMA.
40
5.1
Lidhshmëria mes përmbajtjes së zbrazëtirave në përzierjen e agregatit dhe fraksionit të agregatit kokërr madh
49
5.2
Lakorja granulometrike S (me vija të ndërprera) dhe S1 (vija e plotë) e përzierjes SMA të Shembullit I.
52
5.3
Përzierjet SMA me përmbajtje të lartë të fraksioneve të agregatit
53
5.4
Shembull i një përzierje SMA me një shpërndarje të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve ( Shembulli II, Faza 1).
56
5.5
Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabart të fraksioneve të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i zvogëlimit të sasisë së agergatit 2/5.6 dhe plotësimit me 20% të thërrimave 5.6/8
57
5.6
Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabart të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i uljes së sasisë së agregatit 2/5.6 dhe shtimi i 20% të agregatit 8/11.2
58
xiii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
5.7
Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabartë të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i zbritjes së sasisë së agregatit 2/5.6 dhe 5.6/8 i kombinuar me 10% të fraksionit 8/11.2
59
5.8
Përzierja SMA të Shembullit II, Faza 4, duke u bazuar në raportet sipas Librit Gjerman DAV të krahasuara me granulomertinë origjinale dhe proporcionet e Zichner-it.
61
5.9
Përzierja SMA i Shembullit II, Faza 4, i kompaktësuar, sipas rregullit 30-20-10
62
5.10
Krahasimi i granulometrive të SMA-së: rregulli 30-20-10 (vija e plotë) dhe vijat DAV për 70% dhe 80% e fraksioneve të agregatit (vijat e ndërprera).
63
5.11
Lakoret granulometrike të përzierjev: E (vija e plotë), F (vija e ndërprerë)
67
5.12
Foto e prerjes tërthore të mostrave Marshall të përzierjes E dhe F.
68
5.13
Shembull i granulometrisë së agregatit pa prezencen e grimcave të imëta (0/2 mm).
69
6.1
Një uzinë e asfaltit në Slloveni me agregat te deponuar në silos: (a) pamja e silosit, dhe (b) grumbullimi i agregatit në një deponi nëntokësore.
76
xiv
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
6.2
Sekuencat në uzinën e asfaltit sipas librit Gjerman DAV
78
6.3
Renditja e përbërësve të përzierjes SMA në përzierëse (pugmill) me përdorimin e stabilizueseve të granuluar-fibrave celuloze
79
6.4
Renditja e përbërësve të përzierjes SMA në përzierëse (pugmill) me përdorimin e stabilizueseve të granuluar-fibrave celuloze.
79
6.5
Një renditje e përbërësve të SMA-së në përzierëse me përdorimin e stabilizueseve të lirshëm (loose stabilizer).
80
6.6
Një renditje tjetër e përbërësve SMA me përdorimin e stabilizueseve të lirshëm. Shiko se si koha varet nga tipi i përzierjes.
80
6.7
Paraqitja e inspektimit të stabilizueseve të granuluar
82
6.8
Përzierja e SMA me stabilizant pas largimit (ekstraktimit) dhe para shqyrtimit të agregatit.
82
6.9
Lokacioni i pikave ftohëse të përzierjes në pikat këndore të shtratit të kamionit (a) dhe (b) Forma këndore e shtratit të kamionit parandalon ftohjen e skajeve (c) dhe (d).
85
6.10
Rënia e temperaturës së përzierjes me dhe pa izolim gjatë përiudhës së dhënë. Në kët rast, temperatura e ambientit është -100C, 00C, ose +50C
85
xv
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
6.11
Ndikimi i kapacitetit të ngarkesës dhe izolimi i aplikuar në shtratin e kamionit gjatë rënies së temperaturës së përzierjes në kushte të ndryshme klimatike.
86
6.12
Shtrirja e SMA gjatë reshjeve nuk është e dëshirueshme (dhe në të shumtën e rasteve është e ndaluar)
88
6.13
Ndikimi i ujit në rënien e temperaturës së SMAsë gjatë kompaktësimit në sipërfaqe me lagështi
88
6.14
Shtrirja e shtresës së ndërmjetme të rërës para shtrirjes se SMA-së.
89
6.15
PMB përbërësit për ngjitjen e vazhdimeve të asfaltit (a) gjatë shtrirjes me paisje speciale dhe (b) pas aplikimit
90
6.16
Shpërndarja e përzierjes SMA në një udhëkryq: (a) vendosja manuale e përzierjes dhe (b) kompaktësimi i skajeve me përdorimin e pllakës vibruese.
19
6.17
Njollat yndyrore gjatësore të binderit.
95
6.18
Segregimi i përzierjes SMA-ndarja e mastikut nga agregati.
97
xvi
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
6.19
Segregimi i përzierjes SMA; ndarja e agregatit nga mastiku (a) një vendtakim i pjesëve poroze dhe te mbyllura, (b) sipërfaqja e ndarë e mastikut.
97
6.20
Shembull i paraqitjes së rrathëve yndyror me diametër 1-15cm
98
6.21
Njolla yndyrore në formë rrethore me diametër 20cm, të zmadhuara
98
6.22
Sipërfaqja SMA me përmbajtje të lartë të zbrazëtirave
99
7.1
Prova e rrjedhjes pa mbështetje anësore, varianta 100/100: (a) skema e provës dhe (b) prova në Testet Nottingham Asphalt.
105
7.2
Mënyra e modifikimit të provës së rrjedhjes-100/150
105
7.3
Rezultatet krahasuese për SMA dhe AC me dhe pa mbështetje anësore gjatë provës së rrjedhjes RLAT 100/100 dhe IRLAT 100/150.
107
7.4
Ndikimi i dyllit FT në kompatibilitetin e SMA-së.
112
7.5
Ndikimi i tipit të asfaltit në absorbimin e zhurmës.
113
7.6
Makrotekstura SMA para hapjes për trafik: (a) pa zhavor dhe (b) me zhavor.
xvii
114
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
7.7
Mjegullina e krijuar nga uji gjatë ngasjes së automjetit përgjatë shtresës SMA me lagështi.
117
7.8
Shkarkimi i ujit përmes kanaleve të vogla rreth agregatit.
118
7.9
Dallimet në aftësitë e asfaltit për shkarkim të ujit-shtresa SMA (afër) dhe asfaltbetoni i vjetër(larg).
119
7.10
Përshkueshmëria e ujit të shtresës SMA me granulometrinë 0/4.75, 0/9.5, dhe 0/12.5 mm, varësisht nga madhësia e përzgjedhjes së pikës thyerëse të sitave – shkalla e granulometrisë
120
8.1
Foto e bërë gjatë punës në laborator, mostra e marr në teren
124
8.2
Përgatitja e mostrave për vendosje në Infra Test
125
8.3
Pajisja e Infa Test-it në të cilën mostra i është nënshtruar goditjeve
125
8.4
Mostrat e nxjerra nga Infra Testi
126
8.5
Vendosja e mostres në Marshall për caktimin e kufirit të rrjedhjes dhe stabilitetit
126
8.6
Pajisja për estrahim
127
8.7
Sasia e agregatit në drum pas ekstrahimit
127
xviii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
8.8
Sasia e filerit në centrifugë pas ekstrahimit
128
8.9
Kalimi nëpër sita për caktimin e përqindjes së kalimit të agregatit
128
8.10
Matja e agregatit gjatë kalimit në sita
129
8.11
Fibrat SBS pas ekstrahimit
129
8.12
Fotografia (a) dhe (b); Pozicioni i marrjes së mostrave në pjesën LOT 2B autostrada “M9”
131
xix
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Lista e Shtojcave Emërtimi
Faqja
A
Rezultatet e dala në Laboratorin “Graniti” në Istog
139
B
Rezultatet e dala në laboratorin “Ramtech” në Zagreb
142
xx
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Shkurtesat SMA
Stone Mastic Asphalt
AASHTO
American Association of State Highway and Transportation Officials
ASTM
American Society for Testing and Materials
EN
Europian Standard
CEN
European Committee for Standardization
NAPA
National Asphalt Pavement Association
AAPA
Australian Asphalt Pavement Association
RFP
Requirements for Pavement
JMF
Job Mix Formula
FFF
Filer Fixing Factors
SF
Softening Point
F
Filer
B
Binder
VMA
Voids in Mineral Aggregate
HMA
Hot Mix Asphalt
PMB
Polymer Modified Bitumens
VFB
Voids Fill with Binder
APA
Asphalt Pavement Analyser
AC
Aspahlt Concrete
SAM
Stress Absorbing Membranes xxi
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
PSV
Polidhed Stone Value
SBS
Stirene-Butadien-Stirene
xxii
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
HYRJE Nga mesi i shekullit nëntëmbëdhjetë, problemi i pluhurit të shkaktuar nga trafiku me anë të mjeteve kalëruese në qytet shkaktoi shumë shqetësim. Më pastaj, ndryshimi nga mjetet kalëruese në ato motorike jo vetëm që keqësoi problemin e pluhurit po gjithashtu u paraqit edhe një problem tjetër lëmueshmëria dhe jetëgjatësia e sipërfaqes së rrugës. Kjo bëri që të kemi përpjekje më serioze rreth materialeve për ndërtimin e rrugës. Katrani ose zifti ishte materiali i parë i cili u përdor për lidhjen e agregatit për ndërtimin e rrugës. Më vonë, bitumeni i nxjerr nga shkëmbi dhe bitumeni i marr nga liqeni Trinidad ishin llojet e bitumenit të cilat u përdorën për lidhjen e agregatit në ndërtimin e rrugës në mënyrë më të moderuar. Nga fundi i shekullit, është shfrytëzua bitumeni i nxjerr me përpunimin e naftës si një material me kosto të ulët dhe kualitet të lartë. Prej atëherë e deri në ditët e sotme, kjo fushë është zhvillu dita ditës ku sot përdoret si material për ndërtimin e rrugëve. Përzierja SMA, ose Splitmastikasfalti në Gjermani, është i njohur që nga viti 1960. Dr Zichner, një inxhinier gjerman dhe menaxher i Laboratorit Qendror për Ndërtimin e Rrugëve ishte zbuluesi i këtij asfalti. Stone Mastik Asfalti është zhvilluar në vitin 1960 në Gjermani. Më herët përdoreshin materialet tjera si asfaltet e zakonshme të cilat përpunoheshin shumë shpejt. Përmbajtja e binderit ishte relativisht e ulët dhe kishte tendencë të shpejtë të ngurtësimit. Kështu filluan edhe përpjekjet për të zgjidhur problemin duke shtuar sasinë e bitumenit, mirëpo kjo rezultoi ne jo stabilitet dhe deformim. Në UK stone mastik asfalt ishte shumë i shtrenjtë për t’u prodhua dhe shtrirja bëhej shumë ngadalë në mënyrë mekanike me dorë. Kompanitë Gjermane u përgjigjen në këtë situatë duke zhvilluar uzinat për prodhimin e SMA. Kështu sipërfaqet e asfaltit nga SMA performonin shumë më mirë se sa asfaltet e zakonshme. Asfalti i zakonshëm është i prirur për deformim nëse përmban sasi të lartë të bitumenit dhe plasaritje te parakohshme dhe vjetërsi të shpejtë me përmbajtje te ulët të bitumenit që është e kundërta gjë tek stone mastik asfalti ku ka një jetëgjatësi të madhe. Kontraktorë të ndryshëm ishin grupuar së bashku duke i vendos emrin ‘Splimastixasphalt (SMA)’ dhe me 1984 në Departamentin Federal të Gjermanisë u standardizuan Specifikimet Teknike dhe Udhëzuesit për Konstruimin e Asfaltit ZTV Asphalt-StB94. Në vitet e tetëdhjeta, përdorimi i stone mastic asfaltit u përhap në shumë vende si në Suedi, Danimarkë, Finlandë, Belgjikë, Francë, Zvicerr dhe Japoni. Ne vitet e hershme te 1990-ta ne Shtetet e Bashkuara të Amerikës u rrit me të madhe përdorimi i SMA. Tashmë SMA është rritur deri në atë nivel sa që konsiderohet dhe njihet si shtresë e asfaltit që pranon ngarkesat më të rënda në komunikacion si shpejtësitë e mëdha në autostrada dhe rrugë magjistrale, rrugë tjera të cilat kanë volum të lartë të trafikut me kamion.
1
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Stone Mastic Asphalt (SMA) ka dëshmuar përparësitë e tij në shumë vende të ndryshme si zgjedhje e duhur dhe e nevojshme si shtresë sipërfaqësore. Duke parë përparësitë e aplikimit të tij në vende të ndryshme si dhe duke parë që në Kosovë është rritë numri i automjeteve si dhe ngarkesa nga trafiku , kohëve të fundit ka filluar aplikimi i këtij asfalti SMA edhe në Kosovë. Përcaktimi dhe përdorimi i këtij lloj asfalti është bërë nga Ministrija e Infrastrukturës me qëllim të rritjes së qëndrueshmërisë ndaj konsumit të shtresës së sipërme dhe rritjes së qëndrueshmërisë ndaj deformimeve në formë të “valëzimeve gjatësore dhe tërthore” të cilat shkaktohen nga veprimi i ngarkesave të mëdha dhe kushteve klimatike. Në bazë të të dhënave nga Drejtoria e Rrugëve në Prishtinë, shtresa e fundit qarkulluese SMA është aplikuar në disa vende të ndryshme në Kosovë. Punimi i kësaj shtrese ka filluar në vitin 2011nga Sllatina deri në Komoran dhe nga Shkabaj në drejtim të Mitrovicës: Zgjërimi i Rrugëve Nacionale Prishtinë – Mitrovicë (përkatësisht nga Shkabaj deri në Milloshevë) Zgjërimi i Rrugëve Nacionale Prishtinë – Pejë (nga Sllatina deri në Gjurgjicë). Autostrada “Ibrahim Rugova”, ku deri më tani punimet janë bërë në segmentin Merdarë – Gjurgjicë. Ky lloj i asfaltit gjënë aplikim të gjerë edhe në shumë fusha tjera si: Udhëkryqet Urat Tek shiritat me ngarkesë të rëndë (kamionëve dhe vend ndalimi i autobusëve) Parkingjet e automjeteve Në portet detare Tek terminalet e aeroporteve Tek sipërfaqet te cilat bartin ngarkesa të mëdha etj.
2
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
1. KONCEPTI I STONE MASTIK ASFALTIT 1.1 HISTORIKU I SHKURTËR Në atë kohë në Gjermani në trend ishte përdorimi i Gussasfaltit dhe Asfaltbetonit si shtresë veshëse. Të dy komponentët e këtyre asfalteve, materiali lidhës dhe agregati nuk mund te siguronin një shtresë me një qëndrueshmëri të përshtatshme. Për shkak të kostos së lartë për mirëmbajtjen e këtyre asfalteve , Dr. Zichner e pa të nevojshme formimin e një përzierje të re te asfaltit e cila është mjaft rezistente si shtresë sipërfaqësore dhe gjithashtu ka jetëgjatësi të mjaftueshme. Ai konstaton që grimcat rezistente ndaj thyerjes janë ato të cilat garantojnë rezistencën e duhur të shtresës veshëse. Kështu këto grimca duhet të jenë komponentët kryesor të përzierjes në mënyrë që të sigurohet rezistencë e nevojshme e shtresës veshëse, ndërsa përmbajtja e lartë e mastikut dhe materialit lidhës mundëson rritjen e kohëzgjatjes së shfrytëzimit të shtresës së asfaltit. Pra ideja e hershme për SMA bazohej në atë që të krijohet një strukturë e qëndrueshme e materialit guror pra një skelet i zbrazëtirat në mes të mbushen me mastik (p.sh. përzierj e materialit lidhës, filerit dhe rërës). Ky tip i komponimit të përzierjes quhet përzierje me granulometri të rrallë (gap-graded mineral mixture). Në fillim me anë të provave u mundua të konstruktohet një përzierje e re duke bërë shpërndarjen e shtresës së mastikut e cila përcillej me shpërndarjen e agregatit të kualitetit të lartë mbi mastik, pastaj kompaktësonin sipërfaqen (me cilindër rruge). Raporti i mastikut ndaj 1
agregatit (në masë) ishte 30:70. Mastiku përbëhej prej 25% B80 ose B65 bindeϱr , 35% filer, dhe 40% agregat i thyer. Bazuar në eksperimentet e bëra me këtë përzierje, Dr. Zichner formuloi një recetë për prodhimin e përzierjes në uzinat e asfaltit: 5/8mm agregat kokërrmadh
~70%
0/2mm agregat i thyer
~12%
Filer
~10.5%
B80 (B65) material lidhës
~7.5%
Në këtë propozim, nuk ekziston fraksioni 2/5mm i agregatit në këtë përzierje ku mungesa e këtij fraksioni prodhon zbrazëtirë granulometrike. Pastaj u paraqit problemi i rrjedhjes së binderit nga agregati; me një përmbajtje aq të madhe të binderit dhe vetëm disa grimca të imëta të agregatit në përzierje, binderi kishte tendenca për rrjedhje ndaj grimcave të agregatit. Ishte vërtetuar, pas provave laboratorike, që aditivët nga fibrat asbest do ishin pengues të mirë të rrjedhjes së bitumenit ( të ashtuquajtur stabilizues). Këto përzierje mund të prodhoheshin, transportoheshin dhe shtriheshin në mënyrë tradicionale.
1
0
Material lidhës (bitumenet) B65 dhe B80 janë bazuar në Pen@25 C sipas standardeve Gjermane DIN
3
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përzierjet emëroheshin nga Dr. Zichner me 1968 si ne vijim (Zichner, 1972):
MASTIMAC – emri i referohej përzierjes së shtresës me trashësi 2-3cm,
MASTIPHALT- emri i referohej përzierjeve për shtresat me trashësi më të
madhe se 3cm. Lakorja granulometrike e këtyre përzierjeve (Figura 1.1) ishte prezantuar në publikimet Gjermane (Zichner, 1972). Koncepti i Stone Mastik Asfaltit
Figura 1.1 Lakorja e përzierjes granulometrike nga Dr. Zichner: Mastimac dhe Mastiphal
Në provë, përqindja e përafërt e përzierjes ishte definuar si 70% agregat kokërrmadh, 12% filer, 8%binder, dhe 10% rërë e thyer. Ishte treguar që edhe aditivët stabilizues janë të nevojshëm gjithashtu. Përzierja e përshkruar më lartë ka kuptimin e njëjtë me atë të kohës së sotme (Figurat 1.2 dhe 1.3)
Figura 1.2 Faza e parë e përformances në pajtueshmëri me provën US Nr.3797951-pas shtrirjes.
4
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 1.3 Faza e dytë e përzierjes në pajtueshmëri me U.S. prova Nr. 3797951 pas mbarimit.
Sot në përgjithësi është pranuar që ideja e SMA ka ndryshuar pak që nga zanafilla e saj. C’farë është SMA sot? Ne mund të pajtohemi me këtë definicion këtu: SMA është një përzierje e asfaltit e cila përmban granulometri të rrallë të agregatit (gap-graded), me një përmbajtje të lartë të fraksionit të agregatit kokërrmadh, filerit dhe binderit. Më së shpeshti aditivët stabilizues, (parandaluesit e rrjedhjes së materialit), të cilët parandalojnë rrjedhjen e binderit nga agregati, janë të nevojshëm. Në vitet 1960 dhe 1970 bitumenet e modifikuara me polimere nuk ishin shumë të zakonshme, në atë kohë përdoreshin bitumenet e zakonshme ato jo te modifikuara. Shumë shpejt u pa që shtresa SMA ishte mjaft e qëndrueshme, dhe vetia e rezistencës ndaj deformimeve u bë shumë evidente. Sot, SMA njihet si një përzierje ideale për trafikun me ngarkesa të rënda të cilat kërkojnë rezistencë të lartë ndaj dëmtimeve dhe jetëgjatësi të konsiderueshme.
1.2 DEFINICIONI DHE PËRSHKRIMI I MASTIK ASFALTIT Ekzistojnë disa definicione në lidhje me SMA: “shtresë veshëse me një përqindje të lartë të agregatit kokërrmadh(asfalt poroz-gap graded) i cili përzihet në atë mënyrë që të formoj një skeleton gur-mbi-gur që t’i rezistoj deformimeve të përhershme. Kjo përzierje mbushet me bitumen dhe filer në të cilat u shtohen fibrat në mënyrë që të sigurohet një stabilitet adekuat te bitumenit dhe të parandalon rrjedhjen e bitumenit gjatë transportit dhe vendosjes”. Evropianet definojnë SMA-në në këtë mënyrë: “ një asfalt i përbërë nga agregati kokërrmadh (asfalt poroz) i lidhur me rrëshirën e mastikut. Një shënim shpjegues është shtuar duke treguar që përmbajtja e binderit në përgjithësi është rritur për shkak të problemeve të segregimit.
5
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
“ Këto materiale nuk janë të rrjedhshme. Është praktikë e zakonshme që të përdoret aditive dhe/ose bitumene të modifikuara në prodhimin e këtyre materialeve për të rritur përmbajtjen e bitumenit dhe për të redukua segregimin mes fraksionit të trashë dhe llacit”. Standarded Australiane AS2150 (1995) definojnë SMA-në si në vijim: “ Shtresë veshëse me zbrazëtira (gap graded) me një përqindje të lartë të agregatit kokërrmadh duke formua kështu një strukturë nga gurët të mbushur me mastik ku ky i fundit është i përbërë nga agregatit i imët, filer dhe bitumen”. Në Zelanden e Re definohet kështu: “ Një përzierje e agregatit me granulometri të rrallë që përmban një përqindje të lartë të agregatit kokërrmadh dhe filerit, me pak grimca të rërës. Ka pak vrima të ajrit me një makroteksturë të lartë dhe për këtë arsye është hidroizolues i mirë me një sipërfaqe të mirë të drenazhimit të ujit.
2. CILËSITË E STRUKTURËS SKELETORE TË AGREGATIT Në këtë kapitull do të tregohet për strukturën e skeletit (granulometrinë), gjegjësisht pozitën që zënë grimcat në formimin e skeletit të përzierjes dhe grimcat të cilat janë aktive në formimin e strukturës skeletore të përzierjes. Si dhe dy pyetjeve të mëposhtme mjaftë të rëndësishme do t’u përgjigjemi gjithashtu: Si është e formuar struktura e Stone Mastik Asfalti (SMA)? Ç’farë kuptimi ka granulometrija e rrallë e saj (“gap gradation”).
2.1 DEFINICIONI I STRUKTURËS SKELETORE TË AGREGATIT NË SMA Nocioni i strukturës skeletore të agregatit ka një kuptim bukur të gjerë. Në figurën 2.1 janë paraqit lloje të ndryshme të përzierjes minerale me ndërveprime të ndryshme të grimcave duke filluar nga përzierjet ranore, përzierje në të cilat agregati kokërrimët përbën volumin më të madh në përzierje e deri te ato përzierjet ku agregati kokërrmadh përbën volumin më të madh në përzierje. Përzierjet e përbëra kryesisht nga agregati me madhësi deri ne 2mm (ose 2.36mm në Shtetet e Bashkuara p.sh. asfalti nga rëra) aplikohen shumë rrallë, agregati rërëkokërrmadh janë një vazhdimësi e kalimit nga mastika asfalti deri tek asfalt betoni. SMA i takon grupit të agregatit kokërrmadh-rërë dhe është asfalt mjaft poroz. Le të definojmë termin struktura e agregatit kokërrmadh.
6
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Skeleti i agregatit kokërrmadh paraqet një strukturë të grimcave me një madhësi të përshtatshme të cilat janë të ndërlidhura reciprokisht. Ne Evropë, agregatet kokërrmadh konsiderohen ato të cilat janë më të mëdha se 4 mm.
FIGURA 2.1 Ndarja e përzierjeve në lloje të ndryshme varësisht nga pjesëmarrja në mes grimcave të rërës dhe kokrrave të agregatit
FIGURA 2.2 Ndarja e SMA-së në komponente bazë: agregati kokërrmadh (skeleti) dhe mastiku.
Për të klasifikuar të gjitha grimcat të përzierjes së agregatit, ato duhet të ndahen si në vijim (Figura 2.2): Ato të cilat formojnë skeletin (ndërtuesit e skeletit) dhe bartësit e ngarkesave Ato të cilat mbushin zbrazëtirat në strukturë dhe nuk bartin ngarkesa Kjo ndarje përputhet edhe me këto terme në vijim: Grimca aktive (p.sh. ato të cilat formojnë skeletin) Grimca pasive (p.sh. ato që mbushin zbrazëtirat). Stone Mastik Asfalti karakterizohet me përmbajtjen e lartë të materialit guror i cili formon një strukturë skeletore me zbrazëtira të mëdha të mbushura me mastikë një material
7
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
bituminozë me viskozitet të lartë. Përmbajtja e lartë e materialit guror prej më së paku 70% mundëson formimin e kontaktit gur mbi gur pas kompaktësimit. Shkalla e nevojshme shtangësisë së mastikës arrihet me shtimin e rërës së thyer. Përzierjet SMA kanë një përmbajtje minimale të bitumenit prej 6.5%. Bitumeni në zbrazëtirat e materialit guror depërton gjatë procesit të përzierjes, transportit, shtrirej dhe kompaktësimit përmes shtimit të fibrave celuloze si aditive stabilizuese. Shtimi i fibrave celuloze nuk ndikon në ndërrimin e vetive kimike të bitumenit, por më shumë bënë rritjen e vetive fizike duke mundësuar që në përmbajte të ketë më shumë bitumen. Këto fibra më shumë bëjnë trashjen e bitumenit në mënyrë që mos të rrjedh gjatë procesit të kompaktësimit. Përmbajtja e fibrave celuloze është 0.3% e masës së përzier. Nëse kërkesat teknologjike të SMA janë të përmbushura plotësisht, rezultate të mira mund të fitohen edhe vetëm duke përdorur bitumen standard dhe fibra celulose për ndalimin e rrjedhjes.
FIGURA 2.3
2.2 FORMIMI I STRUKTURËS SË AGREGATIT KOKËRRMADH Cila është arsyeja e formimit të përzierjeve me një strukturë të qëndrueshme. Padyshim që ajo është për shkak të trafikut të rëndë. Jo vetëm që është rritur ngarkesa boshtore dhe volumi i trafikut, por edhe struktura e gomave të automjeteve ka ndryshuar. Natyrisht të gjithë këta faktor ngritën kërkesat për formimin e përzierjeve të asfaltit. Mund të përdorët një shembull për të prezantuar strukturën skeletore të SMA. Nëse ne vendosim në një enë agregat kokërrmadh (Figura 2.4), kompaktësojmë dhe pastaj e ngarkojmë, ne do të fitojmë një strukturë me një rezistencë të lartë në shtypje, në varësi të rezistencës thyerëse të agregatit. Një cilësi dalluese e një përzierje të tillë është kontakti i plotë dhe i pandërprerë në mes kokrrave të agregatit. Ky tip i strukturës skeletore të agregatit
8
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
është i dëshirueshëm për asfaltet sipërfaqësore në mënyrë që të sigurohet një strukturë e fortë sipërfaqësore.
Figura 2.4 Ngarkesa vertikale në strukturë me mbështetës anësor ( si tek rezistenca në thyerje e agregatit).
Tani le të shohim Figurën 2.5, e cila prezanton skemën se si ngarkesa mbahet dhe shpërndahet në strukturën e agregatit (e shtresës sipërfaqësore), duke supozuar kontaktin e plotë në mes të grimcave në strukturë. Mund të shihet shpërndarja e ngarkesës përmes grimcave pranë si pika kontaktuese në mes të kokrrave të agregatit. Në qoftë se këto pika kontaktuese në mes të kokrrave të agregatit nuk janë prezentë, atëherë në bartjen e ngarkesës do të ndihmojnë grimca shumë të imëta, te cilat na shpien deri tek shpërndarja diskontinuale të ngarkesës dhe njëkohësisht dobësim të strukturës. (a)
(b)
9
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 2.5 Përcjellja e ngarkesës përgjatë grimcave në rastin e shpërndarjes uniforme të ngarkesës: (a) skema; (b)prerja tërthore e mostrës.
Nëse analizojmë Figurat 2.4 dhe 2.5, mund të vërejmë një karakteristikë të SMA-së. Gjatë procesit të kompaktësimit, kokrrat e agregatit në strukturën SMA shtyhen në kontakt direkt me njëra tjetrën. Kështu kokrrat e agregatit janë në kontakt njëra me tjetrën, duke krijuar strukturën e dëshiruar. Kur kontakti të ndodhë, kompaktësimi i mëtutjeshëm mund të jetë i dëmshëm. Pse? Sepse do të thyej grimcat. Le të analizojmë Figurën 2.4. Që kur në strukturë është arrit kontakti i duhur i grimcave, kompaktësimi i mëtutjeshëm do të na shpie deri në thyerjen e kokrrave të agregatit. Me fjalë të tjera, një përzierje SMA duhet të jetë e kompaktësuar , ku kokrrat e agregatit duhet të jenë të vendosura në mënyrë të duhur, duke siguruar kontaktin gur-mbi-gur. Ky princip aplikohet në mënyrë që të kursehet energjia e kompaktësimit në vend punishte, si dhe në laborator. Është e rëndësishme të përmendet ideja e dhënë nga Van de Ven në vitin 2003, i cili thotë se me siguri nuk ekziston kontakti i plotë 100% gur-mbi-gur ne përzierjen SMA dhe se kokrrat e agregatit janë të ndara nga njëra tjetra me anë të grimcave të imëta të filerit, rërë dhe shtresë e hollë e binderit. Kjo do të thotë që është një efekt zgjerues i vëlimit të zbrazëtirave në strukturën skeletore. Le të kujtojmë që sa më stabil të jetë struktura skeletore, do të kemi pritje më të vogla të deformimeve. Edhe nëse bitumeni zbutet me ngritjen e temperaturës së shtresës, shtresa nuk do të deformohet nëse është bërë përzierja e duhur e agregatit. Sa më e dobët struktura skeletore e temperatura më e lartë, roli i mastikut në rezistencën në thyerje është më i madh, dhe rritet arsyeja për përforcimin e mastikut me polimere dhe fibra speciale.
2.3 GRANULOMETRIA E RRALLË Qëllimi ynë në projektimin e një strukture SMA tashmë ka qenë i qartë – një strukturë e fortë skeletore nga kokrrat e mëdha të agregatit. Le të shohim tani se çfarë kërkesash duhet t’i plotësoj një përzierje e agregatit në mënyrë që të arrihet një strukturë e dëshiruar. Le të fillojmë duke shqyrtuar granulometrinë kontinuale. Nëse ne dëshirojmë të projektojmë një
10
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
përzierje të agregatit me një dendësitet maksimal (ose e thënë ndryshe, me përmbajtje minimale të zbrazëtirave), ne duhet të krijojmë atë nga një agregat me grimca afërsisht të barabarta nga fraksione të vijueshme. Me fjalë të tjera, një përzierje e tillë duhet të ketë proporcionalitet edhe në sasinë e të gjitha fraksioneve. Ne do të emërojmë këtë tip të granulometrisë si granulometri kontinuale. Prezenca e kokrrave të madhësive të ndryshme bënë të mundshme rritjen e vëllimit në njësi. Asfalt betoni është një shembull i qartë i përdorimit të granulometrisë kontinuale ( Figura 2.6; vija e plotë). Pra çfarë është granulometria e rrallë? Granulometria e rrallë është një ndërprerje e fraksioneve kontinuale të agregatit (diskontinuitet) në një përzierje; ku kjo ndërprerje rezulton nga mungesa ose vlera minimale e një apo më shumë fraksioneve të agregatit. Po të shikojmë Figurën 2.5, ne mund të shohim procesin e formimit të strukturës skeletore me granulometri të rrallë dhe disa grimca të imëta por pa grimca tjera në mes. Granulometria e rrallë nënkupton mungesën ose shpërndarjen minimale të fraksioneve të specifikuara të agregateve të ndërmjetme. Roli i granulometrisë së rrallë është shumë thelbësor ashtu që mungesa e grimcave te një madhësie të caktuar duhet të jetë evidente. Por cilat fraksione apo madhësi e grimcave? Këtu kemi disa definicione dhe metoda.
FIGURA 2.6 Pozita e lakoreve granulometrike të përzierjes së agregatit: vija e plotë, asfalt beton(granulometri kontinuale; vija e ndërprerë, SMA (granulometrija e rrallë).
2.4 DEFINICIONI I STRUKTURES SKELETORE SIPAS METODAVE GJERMANE Metoda origjinale Gjermane (nga Dr. Zichner) në projektimin e SMA bazohet në përmbajtjen e raporteve adekuate të fraksioneve të ndryshme të agregatit. Që nga fillimi i krijimit të konceptit SMA, raportet e themeluara nga Dr. Zichner nuk kanë ndryshuar pothuajse fare. 11
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Kështu ne mund të theksojmë qartë që përzierjet nga Dr. Zichner janë vërtetë të qëlluara. Në Tabelën 2.1 janë dhënë fraksionet e agregatit të cilat preferohen në Gjermani.
TABELA 2.1 Raporti Vëllimor i Fraksioneve të Afgregatit në SMAa SMA Llojet SMA 0/8
2/5 mm 2.5
5/8 mm 4.5
8/11 mm NA
SMA 0/8S SMA 0/11S
2 1
5.5 2.0
NA 4 parts
Source: Druschner, L. and Schafer, V., Splittmastixasphalt. DAV Leitfaden. Deutscher Asphaltverband, 2000. With permission. Note: NA = not applicable; S = përzierjet për trafik të rëndë. a
Bazuar në Publikimet gjermane DAV
Tek struktura skeletore e agregatit , në Gjermani përdorën të gjitha fraksionet e agregatit më të mëdha se 2mm. Për shembull, SMA 0/11 ne nuk marrim vetëm fraksionin 8/11 dhe 5/8 por edhe atë 2/5mm gjithashtu. Ndryshimi i raporteve të këtyre madhësive të ndryshme është i nevojshëm (shiko Tabelën 2.1) në mënyrë që të sigurohet një strukturë e dëshiruar duke minimizuar shpërndarjen e agregatit 2/5mm. Faktikisht lakoret Gjermane granulometrike nuk kanë ndonjë ndërprerje të ashpër sa i përket mungesës së fraksioneve të agregatit dhe nuk përjashtojnë ndonjë fraksion më të madh se 2mm (p.sh., përdorën të gjitha fraksionet a agregatit). Duhet të theksohet që në shumicën e udhëzimeve Gjermane sasia e agregatit (më i madh se 2mm) nuk është shumë e lartë. Për shembull, për SMA 0/11 limiti më i ulët i këtij fraksioni ka ndryshuar nga 75% (më 1984) në 73% (më 2001). Këtu ishin disa arsye për këto ndryshime, duke përfshi kompatibilitet më të mirë dhe duke përmirësua vetinë e rezistencës në deformim. Sukseset e arritura me anë të projektimit të këtyre fraksioneve të prezantuara në Tabelën 2.1 janë vërtetuar për një periudhë të gjatë kohore. Pra fuqia e metodës Gjermane qëndron në projektimin e përzierjeve të SMA duke u bazuar në hulumtimet dhe eksperimentet e gjata kohore.
12
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
2.5 DEFINICIONI I STRUKTURËS SKELETORE SIPAS METODAVE TJERA Në disa vende (p.sh. Shtete e Bashkuara të Amerikës) metoda për konstruktimin e strukturës skeletore të SMA është zhvilluar duke u bazuar në kontrollin e kontaktit gur-mbi-gur ose në granulometrinë reale jokontinuale. Duke u bazuar në këtë metodë, definicioni i SMA-së u zgjerua për nga kuptimi, do të thotë një përzierje e cila përmban stabilizues të mastikut ( pengues të rrjedhjes) me një përzierje të agregatit me granulometri të rrallë dhe me një përmbajtje të lartë të agregatit kokërrmadh në të cilat grimcat më të vogla gjinden në mes të atyre të mëdha, duke mbushur zbrazëtirat por duke mos i eliminuar ato plotësisht. Duke u bazuar në këtë definicion, është e nevojshme të përcaktohet niveli i diskontinuitetit granulometrik në të cilin nivel grimcat aktive nuk shtyhen mënjanë nga ato pasive. Le të shikojmë në Figurën 2.6a deri 2.6d, të cilat tregojnë renditjen ideale të grimcave (te paraqitura me sfera të lëmueshme) në një përzierje të agregatit dhe ilustrojnë lidhjen në mes të radius të kokrrave aktive (të shënuara me R) dhe radiusit të grimcave pasive (të shënuara me r). Kështu kemi dy grupe të sferave në shqyrtim dy-dimensional. Tani ne do të teorizojmë pak në lidhje me rëndësinë e tyre pas diskontinuitetit.
Kur bëjmë renditjen e sferave si në Figurën 2.6a dhe b, grimcat pasive nuk mund të jenë më të mëdha se 0.41R. Kështu në përzierjen SMA 0/12- mm duke supozuar që grimcat aktive janë 8/12mm, fraksioni tjetër i radhës më i vogël duhet të jetë 2/5mm për të parandaluar shfaqjen e ndarjes së grimcave aktive. Diskontinuiteti i dëshiruar i granulometrisë zhvillohet nga mungesa e fraksionit 5/8mm.
FIGURA 2.7 Vendosje të ndryshme të sferës (dhe rrathëve) dhe madhësitë e grimcave pasive në lidhje me ato aktive.Paketimi i kokërrzove të agregatit.
13
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Një renditje e tillë si në Figurën 2.6a dhe b është jo natyrore dhe jo e dëshiruar. Ajo e paraqitur në Figurën 2.6c është më e përshtatshme. Këtu shumë qartë shihet që si pasojë e shpërndarjes më të mirë (më të afërt) të kokrrave të agregatit paraqitet reduktimi i hapësirës së lirë e nevojshme për agregat mbushës (pasiv). Analizat e thjeshta gjeometrike mundësojnë kalkulimin e dimensionit maksimal të grimcave të imëta, të barabartë me 0.16R. Po të shikojmë përsëri shembullin SMA 0/12mm, pjesë e fraksionit aktiv 8/12mm, materiali tjetër do të jetë fraksioni pasiv 0/2mm (rëra). Në Figurën 2.6c dhe d, diskontinuiteti i nevojshëm do të bëhet nga mungesa e fraksionit 2/8mm. Këto shqyrtime janë bërë duke u bazuar në supozimin që i vetmi fraksion aktiv është 8/12mm, por kjo nuk është edhe shumë e qartë. Struktura SMA mund të përfshij gjithashtu edhe grimca aktive më të vogla se fraksioni 8/12mm, siç janë grimcat më të mëdha se 5mm. Grimcat aktive te fraksioneve 8/12mm dhe 5/8mm kanë një efekt të konsiderueshëm në formimin e strukturës skeletore si: Paketim më të mirë të kokrrave të agregatit (këtu më të mëdha se 5mm) Reduktimin e zbrazëtirave dhe si pasojë madhësinë e grimcave mbushëse. Nëse fraksioni 5/8mm është aktiv gjithashtu, diskontinuiteti i dëshiruar mund të arrihet me mungesën e fraksionit 2/5mm. Metoda e Bailey bazohet në kalkulimin e gjeometrisë së njëjtë të fraksioneve e cila supozon që çdo fraksion i agregatit duhet të jetë i barabartë me 1/5 (0.22) e fraksionit më të madh. Kjo metodë ka për qëllim që të bën parandalimin e shtytjes (largimin më një anë) të kokrrave të agregatit që mund të bëhet nga grimcat e imëta. Këto supozime janë vetëm teorike për arsye se në një përzierje të vërtetë ne nuk kemi të bëjmë me topa dhe shtresat e granulometrisë janë të ndryshme. Këta shembuj kanë një rëndësi të veçantë; krijimi i diskontinuitetit granulometrik (duke shtuar agregat të atij fraksioni) shkakton humbjen e kontaktit gur-mbi-gur te kokrrave të agregatit të cilat formojnë skeletin e SMA-së (Figura 2.7). Këto konkluzione formojnë bazën e metodës U.S. për SMA.
14
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 2.8 Ndërprerja e diskontinuitetit të granulometrisë ndodhë kur prezenca e grimcave në mes pengon bashkëveprimin e kokrrave të agregatit.
Po të shikojmë në Figurën 2.4, ne mund të bëjmë një përzierje prej vetëm një fraksioni të agregatit (8/12mm) me mastik (0/2mm). Është e qartë që ne do të fitojmë një strukturë skeletore shumë të fortë, por nuk duhet të harrojmë pasojat teknike në vijim: Vuarja në vepër do të jetë shumë e vështirë; Kompaktësimi do të bëhet i komplikuar; një përzierje e tillë është vështirë të kompaktësohet; Do të jetë shumë e vështirë të arrihet përmbajtja e zbrazëtirave më pak se 6% . Këto arsye demonstrojnë nevojën që struktura të përmban grimca të imëta, por prapë të dominojnë ato më të mëdha për formimin e strukturës skeletore.
2.6 HAPËSIRA NDËRMJET GRIMCAVE NË STRUKTURËN GRANULOMETRIKE Pasi kemi formuar strukturën adekuate të kokrrave të agregatit, duhet të vendosim mastikun në mes të kokrrave aktive të agregatit. Arritja e vëllimit të duhur të mastikut është shumë e vështirë; duhet të jetë sasi e duhur e mastikut për të bërë ngjitjen e kokrrave të agregatit por në të njëjtën kohë duhet të jenë edhe disa zbrazëtira. Figura 2.9 paraqet përmbajtjen e vëllimit të agregatit, mastikut dhe zbrazëtirave. Nga Figura 2.9 mund të thuhet që vëllimi i zbrazëtirave te agregatit duhet të jetë i përcaktuar në mënyrë të duhur gjatë fazës së projektimit të strukturës skeletore të agregatit. Metoda laboratorike është metodë shumë e saktë për caktimin zbraztirave në mes të kokrrave të
15
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
agregatit të cilat duhet të ekzistojnë edhe pas kompaktësimit në teren. Kjo metodë nuk do të reflektojë në vëllimin e përzierjes në mënyrë korrekte pas kompaktësimit, sepse ndodhë ndonjëherë kompaktësimi të jetë më i madh se ai që është paraparë gjatë fazës së projektimit. Kjo metodë do të rezulton në vëllimin e mastikut që është shumë i madh në krahasim me hapësirën e lirë mes kokrrave të agregatit, dhe si rezultat mastiku mund të rrjedh mbi sipërfaqe, duke shkaktuar shfaqjen e pikave yndyrore. Është shumë interesante që në këto rrethana shkaktohet rritja e hapsirës së lirë për mastikun. Kështu arritëm në momentin ku kemi të bëjmë me mastikun.
FIGURA 2.9 Vëllimi i agregatit dhe mastikut. Masa e asfaltit
2.7
REKAPITULIM I KAPITULLIT Strukturat SMA i takojnë grupit të përzierjeve të agregatit kokërrmadh-rërë me një granulometri kontinuale, ku kjo strukturë skeletore formohet
me anë të
bashkëveprimit të këtyre grimcave të cilat transmetojnë ngarkesat. Termi struktura skeletore e agregatit kokërrmadh është një nocion konvencional dhe ka kuptimin e një strukture e përbërë nga agregati i cili ka të specifikuar limitin e ulët të madhësisë. Limit më i pranueshëm është 2-mm (ose 2.36) sita, mendohet në disa vende, si në Shtetet e Bashkuara, varet prej kokrrës maksimale të agregatit. Kokrrat e agregatit të SMA mund të ndahen në dy tipe: ato të cilat formojnë strukturën skeletore dhe bartin ngarkesat ( të ashtu quajtura grimcat aktive) dhe ato të cila mbushin zbrazëtirat dhe të cilat nuk bartin ngarkesa (të ashtuquajtura grimca pasive). Baza për zhvillimin e grimcave aktive në strukturën SMA është që të sigurohet kontakti ekzistues përgjatë grimcave aktive. Diskontinuiteti në granulometri të strukturës SMA (granulometria e rrallë) arrihet me mungesën e fraksioneve të agregatit të madhësisë më të mëdha se 2mm.
16
Anitë SADIKAJ
3.
Punim Diplome
MASTIKU
Mastiku është komponenti i dytë më i madh i përzierjes SMA; është përafërsisht 20-25% e peshës së përzierjes dhe 30-35% e vëllimit. Rreth 35-40% (v/v) e agregatit të kompaktësuar është i përbërë nga zbrazëtirat, dhe pas mbushjes së agregatit me mastik, do të mbesin 3% deri 5% (v/v) e zbrazëtirave. Mastiku† përbëhet nga: Agregati i imët Fileri Stabilizues (parandalues të rrjedhjes) në formë të fibrave apo aditiv tjerë Materialet lidhëse bituminoze. Fileri dhe materiali lidhës (binderi) formojnë pasten. Përzierjet nga fraksionet e imëta të filerit me binder luajnë rolin e materialit lidhës dhe testohet si i tillë, por përzierjet totale te filerit dhe binderit luajnë rolin e një përzierje dhe testohet në atë mënyrë. Në kapitullin e mësipërm diskutuam se si kokrrat e agregatit formojnë strukturën skeletore. Roli i strukturës skeletore të agregatit është i ndryshëm nga ai i mastikut. Funksionet e mastikut janë si në vijim: Bën lidhjen e kokrrave të strukturës së agregatit Bën lubrifikimin e agregatit gjatë kompaktësimit dhe mundëson krijimin e një shtrese me një kompaktësi të duhur Bën ngjitjen e shtresave, ose mbush zbrazëtirat e strukturës së kompaktësuar në mënyrë që të arrihet qëndrueshmëri e lartë dhe rezistencë e mjaftueshme nga faktorët e jashtëm siç është uji ose ngricat. Është rezistent ndaj sforcimeve që shkaktohen nga ngarkesat dhe temperatura.
†
Në shumë vende termi mastik është I ndryshëm nga ai që është përdor në këtë punim, p.sh. në U.S. termi mastic përdoret si llaç ( përmban ndalues të rrjedhjes, të cilët janë additive stabilizuese).
17
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 3.1 Mbushja e zbrazëtirave mes agregatit kokërr madh me grimca pasive: (a) diagrami skematik dhe (b) një shembull aktual – mastiku i paraqitur me ngjyrë të hirit.
Tani le të flasim për komponentët e mastikut.
3.1
AGREGATI I IMËT
Termin agregati i imët sipas normave përdorët si term tek grimcat pasive të agregatit. Roli i agregatit të imët është të mbush zbrazëtirat e agregatit kokërrmadh duke krijuar kështu një strukturë të sinkronizuar. Struktura këndore ose angulariteti është një karakteristikë e cila përshkruan veçoritë e agregatit dhe definohet përmes testit të rrjedhjes, e cila është një metodë indirekte e matjes së angularitetit. Në Evropë koeficienti i rrjedhjes (metoda EN 9336) emërohet me simbolin Ecs sipas Standardeve Evropiane EN. Është e qartë që sa më shumë agregat të thyer me një mikroteksturë të mirë, aq më e gjatë është koha për arritjen e rrjedhjes; kjo është për shkak se agregati i vrazhdë apo angular ka aftësi të interlokimit dhe të mos rrjedh aq shpejt si te agregati i lumit që ka strukturë rrethore. Agregati me një Ecs më të madh se ose të barabartë me 30 ose 35 sekonda (p.sh. kategoria Ecs30 ose Ecs35) konsiderohet si i përshtatshëm për SMA. Ekzistojnë disa kërkesa që kanë të bëjnë me angularitetin e agregatit të imët në Shtetet e Bashkuara. Testet zhvillohen në pajtueshmëri me American Association of State Highway and Transportaion Officials (AASHTO) T304 Metoda A (ASTM C1252), dhe vlera e angularitetit të kërkuar i agregatit të imët (FAA- fine agregat angularity) janë më të mëdha ose të barabartë me 45% (NAPA QIS 122). Angulariteti mund të matet edhe me metodën në pajtim me ASTM D3398 dhe Aggregat Association (NAA). Duke pas parasysh ndikimin pozitiv të angularitetit tek karakteristikat siç është rezistenca e deformimeve, gjithashtu duhet të marrim parasysh disa faktor negativ siç është rezistenca e kompaktësimit. Përmbajtja e zbrazëtirave në agregatin e imët të kompaktësuar është padyshim një parametër i rëndësishëm në vëllimin e SMA-së. Këto karakteristika mund të testohen përmes disa metodave (p.sh. AASHTO T19 standardet).
18
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
3.2 FILERI Termi filer nënkupton agregatin i cili kalon nëpër sitën e specifikuar (0.063mm në 0.075 në Shtetet e Bashkuara).
Europë,
Ndikimi i filerit në asfalt mund të definohet në mënyrën në vazhdim: Grimcat shumë të imëta të filerit (më të vogla se trashësia e shtresës së bitumenit) në agregate bëjnë që përzierja të sillet sikur të ketë prezent edhe më shumë binder, ku pastaj mund të rezultoj me paraqitjen e humbjes së stabilitetit të sipërfaqes, deformimeve, rrjedhjen e binderit. Grimcat e filerit më të mëdha se trashësia e shtresës së binderit në agregate sillen si agregate mbushëse, duke formuar kështu mastikun, dhe marrin pjesë në mbushjen e zbrazëtirave. Një tepricë e filerit na shpie në formimin e një mastiku të shtangët dhe rritë ndjeshmërinë ndaj plasaritjeve. Lidhja mes filerit dhe binderit ndikon në jetëgjatësinë e përzierjes (p.sh. ndjeshmëria ndaj ujit). Raporti i duhur në mes binderit dhe filerit, ka një ndikim në punueshmërinë e përzierjes së SMA si dhe në kompaktësimin e SMA (ose në dendësinë përfundimtare). Dikush mund të thot që fileri është komponenti më i parëndësishëm në SMA. Por ajo përbën 8% deri 12% të përzierjes, që është një sasi e konsiderueshme. Tani do fokusohemi në dy koncepte të cilat përdorën për shpjegimin e sjelljes së filerit- sipërfaqja specifike e fielrit dhe përmbajtja e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar. Këto dy terme na ndihmojnë përshkrimin e shumë fenomeneve që ndodhin në përzierje. 3.2.1 Koncepti I Sipërfaqes Specifike Le të fillojmë me definicionin e sipërfaqes specifike të agregtit. Sipërfaqja specifike definohet si sipërfaqe e granulometrisë e ngjashme me njësinë e masës, zakonisht e dhënë në njësinë centimetër për gram (cm2/g). Në Europë fileri testohet me metodën e Blains-it‡ në pajtim me normat EN 196-6. Matja e sipërfaqes specifike varet nga ajo se sa shumë është bërë thyerja e materialit bazë. Sa më shumë që materiali të thyhet, fileri do jetë më i imët, dhe sipërfaqja specifike do jetë më e madhe. Një shembull do të marrim për të ilustruar ndikimin e granulometrisë në madhësinë e sipërfaqes specifike. Le të marrim shembull dy sasi të filerit A dhe B. Le të kalojmë komplet masën e filerit (100%) nëpër sitën 0.063mm. Po të analizojmë, përmes testit laserik do të shohim ndryshime të mëdha tek materialet më të vogla se 0.063mm. ‡
Prova e Blains-it nuk është shumë e saktë për këtë arsye nuk merren zbrazëtirat shumë të imëta (tekstura sipërfaqësore); matjet më precize mund të bëhen me pajisjet laserike (Grabowski dhe Wilamowicz).
19
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Aty ekzistojnë 20% dhe 90% të grimcave më të imëta se 0.005 mm në filerin A respektivisht B. Kjo do të thotë që fileri B ka përmbajtje më të madhe të grimcave shumë të imëta. Çka i bën këto grupe të dallojnë nga njëra tjetra? Një përmbajtje e lartë e grimcave të imëta nënkupton rritje të konsiderueshme të sipërfaqes specifike. Për shkak të këtyre ndryshimeve të mëdha në granulometrinë e filerit me madhësi të grimcave më të vogla se 0.063mm, sipërfaqja specifike e filerit A dhe B ndryshon dukshëm- deri në dy apo tri herë. Në përzierjet SMA sipërfaqet specifike të kësaj granulometrije duhet të jenë të mbështjellura me shtresë binderi (me një trashësi mikronash). Sipërfaqe specifike të ndryshme të filerit kërkojnë sasi të ndryshme të binderit për të bërë lidhjen mes tyre, çka do të thotë kërkesa për binder është e ndryshme. Sipërfaqja specifike e filerit e cila duhet të mbulohet me binder është e ndryshme nga rasti A dhe B, dhe këtu është e nevojshme të bëhet kontrolli i sasisë së binderit. Një rritje e sipërfaqes specifike të filerit kërkon rritjen e sasisë së binderit gjithashtu në mënyrë që të ruhet konsistenca e duhur e pastes. Por, me rritjen e përmbajtjes së filerit në sasinë konstante të binderit shkaktohet redukimi i trashësisë së shtresës dhe në këtë mënyrë bën që përzierja të bëhet më e thatë. Me rritje të konsiderueshme e raportit filer-binder (F:B), rritet gjithashtu rreziku i paraqitjes së plasaritjeve. Ekzistojnë disa formula analitike të cilat aproksimojnë përmbajtjen e binderit në varësi të sipërfaqes specifike të filerit. Tani le të vazhdojmë me konceptin tjetër, atë të “zbrazëtirave në filerin e thatë të kompaktësuar”. 3.2.2 Ideja E Zbrazëtirave Të Filerit Ne Gjendje Të Thatë Të Kompaktësuar Le të supozojmë një granulometri të filerit e cila do të kompaktësohet në gjendje të thatë. Rezultati do të jetë: një përzierje me një vëllim e përbërë nga grimcat dhe disa hapësira të lira mes tyre. Këto zbrazëtira të lira në filerin e kompaktësuar do të mbushen me binder. Pjesa tjetër e binderit do të mbetët si tepricë në filer. Kështu binderi mund të ndahet në dy tipe (Figura 3.2):
20
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 3.2 Koncepti i binderit të lirë dhe të caktuar, (free and fixed binder)
Binderi i caktuar – binderi përbrenda zbrazëtirave ( mbushja e zbrazëtirave me anë të kompaktësimit të grimcave të filerit) Binderi i lirë – binderi i tepërt i cila ka mbet pasi që zbrazëtirat janë mbush. Si krahasim të dy filerëve me granulometri të ndryshme, këtu do të demonstrojmë tendencat e njëjta- sasinë e njëjtë të dy filerëve por përmbajtja e ndryshme e zbrazëtirave bën që lidhja e tyre të jetë e ndryshme në sasinë e binderit. Në të vërtetë shumë e rëndësishme është sasia e binderit të lirë, për arsye se karakteristikat e mastikut varën në të. Sa më e ulët përmbajtja e binderit të lirë, aq më e shpejtë do të jetë rritja e shtangësisë së tij. Tek binderi i lirë, grimcat e filerit rrinë pezull në binder dhe nuk prekun njëra tjetrën. Figura 3.3 ilustron procesin gradual të mbushjes së zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar; binderi në të vërtetë luan dy role- atë të lubrifikuesit duke mundësuar zhvendosjen e grimcave më lehtë dhe atë të likuidit në të cilin grimcat mund të rrinë pezull§.
§
Ky qendrim I grimcave mund te thirret edhe si koloidale (trupa solid) qe rrijnë pezull në binder (trup
fluid).
21
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 3.3 Mbushja graduale e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar
Kushtet të cilat duhet të plotësohen për përmbajtjen e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar: Zbraztirat nuk duhet të jenë në sasi të madhe – në mënyrë që mos të humbet sasi e madhe e binderit, dhe të lihet sasi e mjaftueshme e binderit për pjesën tjetër të përzierjes, përndryshe pasta do të bëhet shumë i thatë, i shtangët dhe i ndjeshëm ndaj plasaritjeve dhe në të njëjtën kohë ndaj ujit. Zbrazëtirat nuk duhet të jenë as në sasi shumë të ulët, për shkak se sasia e tepërt e bitumenit do të rritë rrezikun e jo stabilitetit të përzierjes, rrjedhje të tepërt dhe deformim të përzierjes së asfaltit. Në vijim janë paraqit përmbajtja e nevojshme e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar në gjendje të thatë: Sipas metodës së Rigden (prova në pajtim me EN 1097-4), përmbajtja minimale e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar sillet rreth 28% (v/v) dhe përmbajtja maksimale nuk duhet të kalon 45% (v/v) (Schellenberger, 2002). Faktorët kryesor të cilët ndikojnë në përmbajtjen e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar janë: Forma e grimcave Madhësia e grimcave Struktura sipërfaqësore e grimcave Shpërndarja e grimcave Shembuj të përmbajtjes së zbrazëtirave tek fileri në gjendje të terur (thatë) sipas metodës së Rigden-it dhe sipërfaqes specifike sipas metodës së Blaine për lloje të ndryshme të shkëmbinjve janë si në vijim:
22
Anitë SADIKAJ
Guri gëlqeror (filer i shtuar) Diabaz Dolomite (filer i shtuar) Dolorite-mikrodiabaze Greywacke
Punim Diplome
27.7-31.6% 20.4-34.2% 27.1-28.1% 32.4-36.4% 27.6-31.8%
4750cm2/g 3600cm2/g 2068 cm2/g 2658 cm2/g 4054 cm2/g
3.2.3 Pasta – Raporti Filer - Bitumen - F:B Në shumë vende është bërë praktikë caktimi i raportit filer-bitumen (ose indeksi F:B) sipas peshës apo vëllimit. Hulumtimet në Shtetet e Bashkuara tregojnë që ky faktor përshkruan më mirë përmbajtjen maksimale të filerit se sa që bëjnë kufizimet specifike për përmbajtjen e filerit. Është gjithashtu me vlerë të theksohet që këto studime kanë definuar indeksin maksimal F:B për asfaltbeton në vlerën 1.2 – 1.5 (të peshës) (Anderson, 1987). Indeksi F:B më vonë është ndryshuar në 0.6 – 1.6 me metodën Superpave (Superpave Mixture Design Guide). Së fundi vlera e sugjeruar e raportit F:B për përzierjet SMA është 1.5 e peshës, duke marrë sasinë totale të pluhurit në agregate dhe duke shtuar sasi fileri (Harris dhe Stuar, 1995). Por indeksi F:B ka qenë kritikuar për një kohë, dhe janë dhënë disa sugjerime në lidhje me zëvendësimin e tij me faktor të tjerë duke u bazuar në konceptin e binderit të lirë. Hulumtimet nga studiuesit Australian (Bryant, 2006) sugjeron aplikimin e filler fixing factor (FFF) – faktori përmirësues i filerit. Testet kan vërtetu që FFF mund të përdorët gjithashtu edhe për të vlerësu punueshmërinë e përzierjes. Është e nevojshme të themi që fileri dallon dukshëm nga aspekti i granulometrisë, dendësisë dhe përmbajtjes së zbrazëtirave, dhe si pasojë formulimi i një indeksi F:B universal është vetëm i përafërt. Në fakt, një indeks i tillë duhet të definohet për secilin filer në veçanti. Qëllimi është i qartë për secilin rast – të prodhohet një mastik i cili nuk është as shumë i thatë e as shumë i butë. Figura 3.4 ilustron raportin në mes përmbajtjes së zbrazëtirave në filer sipas metodës së Rigden dhe sasisë së filerit të nevojshëm për modifikimin e binderit në tërësi. Sa më i lartë të jetë indeksi F:B, aq më shumë nevojitet filer për të përmirësuar vetitë e binderit. Raporti është ilustruar në mënyrë grafike; është paraqitë vija e cila nënkupton që zbrazëtirat e filerit janë plotësisht të mbushura d.m.th. kemi zero sasi të binderit të lirë. Siç mund të shihet, në mënyrë që mos të kemi binder të lirë neve na duhet të kemi dy herë më shumë filer i cili ka përafërsisht 30% zbrazëtira ( përmbajtja më e ulët e zbrazëtirave sipas Rigden) se sa ai i cili ka 50% zbrazëtira. Siç tham më herët më pak filer është i mjaftueshëm në mënyrë që binderi të mbush të gjtha zbrazëtirat. Është shumë e rëndësishme që të bëhen testet në laborator në mënyrë që zbrazëtirat të aplikohen në tërë fraksionet e filerit (p.sh. përfshirë fraksionet e filerit të cilat lidhin grimcat e imëta dhe të trasha të agregatit). Një mënyrë tjetër për të bërë vlerësimin e karakteristikave të llaçit dhe raportit F:B është me anë të aplikimit të pikës së zbutjes (softening point SP). Sipas publikimeve në Gjermani
23
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
(Schroeder dhe Kluge 1992) llaçi me SPs në mes të 850C dhe 1000C performon mirë tek SMA.
FIGURA 3.4 Raporti në mes të indeksit F:B dhe përmbajtjes së zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar në gjendje të terur pas metodës së Ridger-it.
3.2.4
Materialet të Cilat Aplikohen si Filer
Fileri I prodhuar në industri ( Fileret e shtuara) - sipas terminologjisë Evropiane,† fileret e shtuara përbëhen nga guri i thyer. Për një kohë të gjatë guri gëlqeror ka qenë më i njohuri. Fileri nga guri gëlqeror dallohet për aftësinë e tij bashkëpunuese me binderin, e cila është një ndër pikat e ti më të fuqishme dhe për këtë arsye guri gëlqeror në Evropë përdorët më së shumti për SMA. Një karakteristikë tjetër e rëndësishme e filerit të prodhuar në industri është veçoria e tij uniforme dhe e përsëritur. Hiri Fluturues - nuk është edhe aq e zakonshme përdorimi i hirit fluturues si filer te SMA, një mangësi e tij është se ai kërkon sipërfaqe specifike të madhe (hiri fluturues është shumë i imët) dhe grimcat kanë formë sferike. Kështu hiri fluturues është përdor në masë të kufizuar dhe çdo herë duhet të bëhet vlerësimi inxhinierik para përdorimit. Dendësiteti i hirit fluturues është më i ulët se ai i gurit të thyer ose grimcave baghouse dhe varion prej 2.0 deri 2.6 g/cm3. Për të fituar një shpërndarje vëllimore të njëjtë në një përzierje hiri fluturues nuk është edhe i rëndësisë së veçantë. Përmbajtja e zbrazëtirave sipas Ridg-ut është zakonisht më pak se 50% (Raporti FHËA-IF-03-019,2003). Gëlqerja Hidratuese - shumë publikime të arritshme (Iwan´ski, 2003; Judycki and Jaskuła, 1999, Little and Epps, 2001) në përdorimin e gëlqeres hidratuese si aditive apo shtesa të përzierjeve të asfaltit kanë vënë në dukje efektin e tij pozitiv. Përveç që ndikon në rritjen e 24
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
konsiderueshme të rezistencës ndaj ngricave duke përmirësuar kështu vetinë e ad’hezionit të binderit me agregat, mund të vërehet gjithashtu edhe një rezistencë ndaj deformimeve permanente. Gëlqerja hidratuese dallohet për nga karakteristika e saj e që është shtangësia e përzierjes në temperaturë të lartë. Duhet të theksojmë që sipas Rigden,përmbajtja e zbrazëtirave në gëlqeren e hidratuar mund të jetë shumë e madhe. Në lidhje me këtë, nuk duhet të kaloj përmbajtjen standarde të gëlqeres në përzierjet e asfaltit, zakonisht pranohet të jetë 1.0-1.5% të masës së agregatit. Një shtesë e tillë e gëlqeres do të ishte e mjaftueshme për përzierjen e asfaltit në mënyrë që mos të vij deri te rreziku i paraqitjes së shtangësisë së tepërt. Sipas EN 13034, fileri i cili përmban gëlqeren e hidratuar quhet fileri i përzier. 3.2.5 Përmbledhje Lidhur Me Filerët Kur projektojmë një përzierje të SMA, nuk duhet të zvogëlojmë sasinë e filerit nën vlerën minimale( e definuar duke përdor sitën 0.063mm në Europë apo sitën 0.075mm në Shtetet e Bashkuara). Mungesa e filerit do të reflektojë në rënjen e qëndrueshmërisë së përzierjes dhe përmbajtjes së zbrazëtirave dhe në rritjen e rrezikut e paraqitjes së njollave me yndyrë (fat spots). Një rritje e sasisë së filerit shkakton viskozitet të lartë të pastes, i cili rritë rezistencë ndaj deformimeve. Por njëherit nuk duhet të përdorët sasi e tepërt e filerit sepse është e lehtë që të vij deri të shtangësia e tepërt e llaçit e që mund të na shpie deri tek paraqitja e plasaritjeve. Sasia e tepër e filerit mund të shkakton problem pasi që ai absorbon sasi të madhe të binderit dhe mund te formohet një përzierje shumë plastike. Është shumë e rëndësishme të merren parasysh rezultatet e testit të Ridgen-it, e veçanërisht kur ndryshojmë filerin në të njëjtën përzierje gjatë prodhimit kontinual. Shtimi i gëlqeres hidratuese në vlerë rreth 1.0-1.5% është një veprim i duhur sepse ajo përmirëson ad’hezionin binder-agregat dhe kështu rritë rezistencën ndaj dëmtimeve nga uji.
3.3
BINDERI-MATERIALI LIDHËS
Në këtë kapitull, ne do të shqyrtojmë lloje të ndryshme të materialeve lidhëse bituminoze tek SMA dhe metodat për përzgjedhjen e tyre.
25
Anitë SADIKAJ
3.3.1
Punim Diplome
Llojet e Aplikuara të Binderit
Në praktikën inxhinierike, në autostrada të vendeve të ndryshme mund të shihen materiale lidhëse të ndryshme në përzierjen SMA. Këto bindere mund të ndahen në bitumenet për shtrirje (jo të modifikuara), bitumenet e modifikuara polimere (polymer-modified bitumensPMB), dhe binderet speciale. Bitumenet për shtrirje përdorën më së shumti. Në Evropë binderi më i përdorur është ai i shkallës së penetrimit 50/70, dhe në masë më të vogël ai 70/100. Bitumenet e modifikuara polimere janë duke u përdorur gjithnjë e më shumë. Ato kanë gjetur përdorim më së shumti në asfaltet ku ka ngarkesa të rënda të trafikut, në kushte speciale (p.sh. në udhëkryqe të rrugëve, shiritat për trafik të ngadalësuar), me gjithë atë një duhet mbajt mend që PMB kërkojnë një regjim të përshtatshëm teknologjik. Ekspertet Amerikan rekomandojnë që polimeret e modifikuara PMB me përmbajtje mbi 5% nuk duhet të përdorën (Asphalt Review, December 2004). Përmbajtja e polimerive në sasi të madhe shkakton probleme siç është ai i shtangësisë së shpejt dhe rritë vështirësitë gjatë kompaktësimit. Përdorimi i PMB në sasi të madhe i kombinuar me zmadhues të tjerë të shtangësisë duhet të jetë i shmangshëm. Binderi i testuar siç duhet mund të rrit rezistencën ndaj deformimeve dhe zvogëlon rrezikun e paraqitjes së plasaritjeve nga ndikimi i temperaturave të ulëta në shtresën SMA. Binderet speciale, përdorën nganjëherë në përzierjet SMA, p.sh. në Australi (MAS AAPA, 2004), ata kanë përdorur këtë lloj bitumeni për ngarkesa të rënda. 3.3.2 Përzgjedhja e Binderit Në ato vende ku përdoret bitumeni jo i modifikuar në përzierjet SMA, supozohet që për të siguruar veti të mira ndaj deformimeve valore nuk nevojitet bitumen shumë i shtangët. Në këto vende është e pranueshme që arritja e rezistencës së duhur ndaj deformimeve valore arrihet duke krijuar strukturën e duhur. Kështu binderet me klasë të mesme arsyetohen për përdorim në SMA, siç është binderi i njohur 50/70 në Gjermani apo 70/100 që përdorët në Holandë. Nuk është edhe shumë befasuese përdorimi i këtyre bindereve të buta në vende shumë të ftohta siç është lloji i bitumonit që mund të shihet në Evropë (p.sh. Finlandë). Përzgjedhja i binderit për SMA si shtresë sipërfaqësore përcaktohet nga njëra anë në bazë të temperaturës ku pritet që ajo të kryen funksionin e saj dhe, nga ana tjetër nga pritshmëria e ngarkesave të trafikut. Përzgjedhja e tipit të binderit limitohet në varësi të kushteve klimatike. Në vendet e ftohta klimatike, aplikohen PMB të buta. Studimet në Gjermani (Graf,2006; Kreide,2000) tregojnë që në shumë raste binderet e modifikuara rrisin në sasi të madhe rezistencën ndaj deformimeve.
26
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
3.3.3 Bitumenet e Modifikuara, Llojet e Tyre Rritja e kërkesave të trafikut në ndërtimin e materialeve për rrugë në vitet e fundit ka rezultuar në kërkimin e një binderi me përformanca të përmirësuara në lidhje me klasën normale të penetrimit të bitumeneve. Kjo përpjekje për të fituar bindere me karakteristika të modifikuara na shpie në një zhvillim, vlerësim dhe përdorim të gjerë të bitumeneve të modifikuara e cila rritë përformancat të bitumenit bazë dhe kështu edhe asfaltin në rrugë. Tabela 3.1 paraqet llojet e përgjithshme të bitumeneve të modifikuara dhe aditivëve, së bashku me shembuj për secilin tip Tabela 3.1
Llojet e bitumeneve të modifikuara dhe aditivëve
Llojet e modifikuesëve Polimeret termike
Goma Termoplastike
Polimeret termoplastike kristaline
Shembull Rrëshira Epoxy Rrëshira Poliuretane Rrëshira Aklirike Rrëshira Phenolic Goma natyrore (therrime apo lateks) Goma e vulkanizuar Stirene-butadien-stirene polimere bllok (SBS) Stirene-butadien-rubber (SBR) Ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) Isobutene-isoprene copolymer (IIR) Nitrile rubber Butyl rubber Styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS) Styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (SEBS) Polybutadiene (PBD) Polyisoprene Etilen Vinil Acetate (EVA) Etilen Metil Akrilate (EMA) Etilen Butil Akrilate (EBA) Polietilene (PE) Polipropilene (PP) Polivinilkloride (PVC) Polistirene
Modifikuesit kimik
Perberesit organo-metalik (p.sh.manganeze) Sulfuri Lignin
27
Anitë SADIKAJ
Fibrat
Punim Diplome
Celuloze Alumino-magnesium silicate Qelqi Asbestos Poliester
Agjentet Ad'hezues Antioksidantet
Asfaltet natyrore
Aminet Amidet Aminet Fenolet Organo-zinc/organo-lead compounds Asfalti iLiqenit Trinidad Gilsonite
Polimeret luajnë një rol mjaftë të rëndësishëm në industrinë e asfalteve. Në vitet rreth 1873, ishte bërë një shpikje e përzierjes së asfaltit me gomë dhe, në 1902, asfalti i modifikuar me gomë ishte shtrirë në Francë. Përderisa ekziston një shumëllojshmëri polimeresh që përdorën në tërë botën në industrinë e asfalteve, ato ndahen në dy familje kryesore:
termoplastike, polimere kristaline; dhe
goma termoplastike.
Polimeret kristaline, shpesh njihen edhe si ‘plastomere’, përfshijnë disa materiale si polietilene, polipropilene, polivinil kloride (PVC), polistirene, etilen vinil acetate (EVA) dhe etilen metil akrilate (EMA). Grupi i gomës termoplastike, njihet edhe si ‘elastomere’, përbëhen nga polimeret siç është goma natyrore, stirene-butadiene goma (SBR), stirenebutadien-stirene (SBS), stirene-isoprene-stirene (SIS), polibutadiene (PBD) dhe polisoprene. Një efekt i rëndësishëm i të dy tipeve të polimereve të modifikuara është ai i ndjeshmërisë temperaturave ndaj shtangësisë së bitumenit. Krahasuar me materialet tjera, viskoziteti i bitumenit ose shtangësia varet shumë nga temperatura. Përkatësisht, kjo është një karakteristikë e cila e bënë bitumenin një material ideal për shumë aplikime. Megjithatë, në kushte ekstreme me temperaturë të lartë (themi 450C deri në 600C) apo të ulëta (themi më të ulëta se -100C), viskoziteti apo shtangësia e bitumenit mund të shkatërrohet duke u paraqitë në sipërfaqe të asfaltit plasaritje dhe valëvitje, veçanërisht kur kërkesat e trafikut janë të larta. Për dallim nga bitumeni, polimeret organike janë më pak të ndjeshme nga ndryshimi temperatural në aspektin e shtangësisë. Tipi i bitumenit dhe polimereve të modifikuara zgjidhen me kujdes për të sigurua përputhshmëri, duke inkorporuar polimeret e modifikuara në bitumen mund të reduktojnë dukshëm ndjeshmërinë e bitumenit nga temperatura. Në mënyrë që të kemi sa më shumë dobi nga përdorimi i polimereve modifikuese, dhe të
28
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
mundësohet lehtësimi i aplikimit, është e rëndësishme të sigurohet që sistemet e polimereve modifikuese që përdorën nuk rezultojnë së tepërmi në rritjen e viskozitetit nga temperaturat e larta. Kjo mund të arrihet me përdorimin e polimereve të modifikuara të cilat, në kombinim me tipin e zgjedhur dhe klasën e bitumenit bazë, gjendet në kuadër të bitumenit si rrjetë polimeresh përmes lidhjeve termikisht reversibile por e cila, gjatë aplikimit të temperaturës, nuk janë të lidhura, dhe si pasojë reduktojnë viskozitetin e binderit (Figura 3.5). Të dy polimeret si ato kristaline (siç janë EVA) dhe goma termoplastike (siç është SBS) janë në gjendje të formojnë rrjetat e ngjashme polimerike në bitumene. Si rezultat i reduktimit të ndjeshmërisë së bitumenit të polimereve të modifikuara (PMBs) ndaj temperaturës, është e mundur të bëhet rritja e shtangësisë së bitumenit gjatë kohës së shfrytëzimit në mënyrë që të reduktohen valëvitjet (devijimet e shtresës së asfaltit) dhe, në të njëjtën kohë, të reduktohet shtangësia e binderit nën ndikimin e temperaturave të ulëta në mënyrë që të reduktohen plasaritjet dhe thyeshmëria (brittleness). Përmirësimi i vetisë si rezistenca ndaj deformimeve e fituar me përdorimin e PMB në asfalte mund të ilustrohet në laborator me anë të testit “gjurmët e rrotave” (wheel tracking) (Bouldin and Collins 1992). Në test i cili realizohet në temperatura të larta prej 450C deri në 600C, për më tepër thellësia e valëvitjes e shkaktuar apo vlera e valëvitjes që është shkaktuar përcaktohet në funksion të numrit të kalimeve të rrotave me ngarkesë standarde përgjatë mostrës së asfaltit. Figura 3.6 tregon rezultatet e fituara në test e cila paraqet krijimin më të ngadalshëm të valëvitjeve në asfaltet të cilat përmbajnë PMB.
Figura. 3.5 Shtangësia e binderit/viskoziteti në funksion të temperaturës
Përparësitë e shtangësisë së ulët të PMB në temperatura të ulëta gjatë shfrytëzimit mund të demonstrohen në laborator duke përdor “testin për elasticitet” në asfalt (Shahmohammadi, 1994; Stock dhe Arand, 1993). Në një lloj prove, mostra e asfaltit ftohet por nuk lejohet
29
Anitë SADIKAJ
tkurrja nga temperatura, kështu temperaturës.
Punim Diplome
temperatura detyron që të rritet sforcimi me rënien e
Fig.3.6 Përmirësimi i rezistences së asfaltit ndaj “valvitjes(deformimeve) bitumenet polimere te modifikuara
Fig.3.7 Përmirësimi i vetive të asfaltit nga ndikimi i temperaturave të ulëta të prodhuara nga bitumenet polimere te modifikuara
Në eksperimentet e ndara, rezistenca në tërheqje e asfaltit është determinuar në funksion të temperaturës. Dallimi në mes të re rezistencës në tërheqje për çfarëdo lloj temperature dhe rezistencës në tërheqje në po atë temperaturë është i njohur si ‘rezistenca rezervë’ (Figura 3.7a) dhe është masë apo tregues i kapacitetit rezistues te ngarkesave (load bearing capacity) të asfaltit.
30
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
3.4 REKAPITULIM I KAPITULLIT Mastiku në përzierjet SMA përbëhet nga agregati i imët (ose pasiv), filerit, stabilizuesëve dhe materialeve lidhëse bituminoze. Binderi dhe fileri së bashku formojnë pasten. Një arsye e përdorimit të agregatit të imët është që të mbushen zbrazëtirat që ndodhen në agregatit kokërrmadh (grimcat aktive) dhe të bën lidhjen e duhur në mes tyre. Termi filer nënkupton të gjitha agregatet të cilat kalojnë përmes sitës së limituar (0.063mm në Evropë ose 0.075 në Shtetet e Bashkuara). Preferohet që karakteristikat e të gjitha fraksioneve të filerit të cilat kalojnë përmes sitës së limituar (p.sh. fileri i shtuar plus grimcat e agregatit) të jenë të testuara. Rezultati i provës për filerin në tërësi duhet të ndryshon nga rezultati i provës së vetëm filerit të shtuar. Sasia e tepërt e filerit na shpie në krijimin e një llaçi të shtangët të mastikut dhe rritje të ndjeshmërisë ndaj plasaritjeve.
Raportit i duhur filer-binder (F:B) dhe karakteristikat e llaçit kanë një ndikim në punueshmërinë, kompaktësimin e përzierjes. Në fakt, formulimi i raportit F:B është një lloj përafrimi; një indeks i till duhet të definohet për secilin filer individualisht.
Fileret me përmbajtje të madhe të zbrazëtirave (duke analizuar me metodën Rigden) duhet të përdorën me kujdes si shkak i përmbajtjes jo të mjaftueshme të binderit të lirë, që rezulton në formimin e një llaçi të shtangët. Shtimi i gëlqerës hidratuese prej 1.0-1.5%
është një zgjidhje e duhur për
përmirësimin e vetive të rezistencës ndaj ujit dhe ad’hezionit binder-filer. Binderet në SMA mund të ndahën në binderet jo të modifikuara dhe ato të modifikuara PMB. Secili nga këto dy lloje mund të përdorët me sukses duke krijuar një përzierje që është e përshtatshme për ngarkesat e trafikut dhe kushtet klimatike. Aplikimi i klasës së ulët të binderit (penetrimi i ulët, p.sh., 35/50) si shtresë veshëse sipërfaqësore nuk është e rekomandueshme për shkak të rrezikut të paraqitjes së plasaritjeve nga temperaturat e ulëta.
31
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
4. STABILIZUESIT (NDALUESIT E RRJEDHJES) Stone Mastik Asfalti (SMA) kërkon sasi të madhe të binderit, ku si rezultat kemi formimin e shtresës së trashë të binderit rreth grimcave të agregatit. Për t’iu shmangur efektit e rrjedhjes, aditivet stabilizues (ndaluesit e rrjedhjes) janë të domosdoshëm në shumicën e rasteve. Ky kapitull përshkruan llojet e stabilizueseve dhe metodat e testimit të tyre.
4.1
EFEKTI I RRJEDHJES ( KULLIMIT TE BINDERIT )
Keni parë ndonjëherë njolla yndyrore (fat spots) në sipërfaqe të asfaltit? Nëse keni parë, atëherë këto probleme janë për shkak të rrjedhjes së binderit ose mastikut. Përzierjet SMA kanë një tepricë të qëllimshme të binderit. Sipërfaqja specifike e përzierjes minerale është shumë e vogël në krahasim me vëllimin e binderit të projektuar. Në kushte normale, ai binder nuk është i lidhur me grimcat në përzierje dhe nuk mbesin në sipërfaqen e granulometrisë; në vend të kësaj ai rrjedh. Efekti i rrjedhjes rezulton me ndarjen e binderit ose mastikut nga përzierja SMA. Duke pasur parasysh që SMA ka sasi të madhe të binderit, në fakt SMA ka një tepricë të qëllimshme të binderit, duhet të kemi parasysh rrezikun nga rrjedhja.
4.2 STABILIZUESIT Në vitin 1960 në fazën fillestare të prodhimit të SMA, u paraqit nevoja për inkorporimin e agjentëve stabilizues për të ndaluar rrjedhjen e binderit. Këta aditiv quheshin agjentet stabilizues që ndalonin rrjedhjen e binderit. Për shkak të këtyre stabilizuesëve, është e mundur rritja e trashësisë së binderit. Ekzistojnë dy teknika kryesore që redukojnë rrjedhjen e binderit: Aditivet që absorbojnë një pjesë të binderit ( teprica që kanë gjasa të rrjedhin) Aditivet (polimeret) që rrisin viskozitetin e binderit në temperatura të larta, të cilët nga njëra anë redukojnë rrezikun e rrjedhjes. Stabilizuesit apo ndaluesit e rrjedhjes janë aditivë në përzierjen e SMA të cilat u shtohen për të ndaluar binderin (ose mastikun) nga rrjedhja. Stabilizuesit mund të përbëhen nga materiale të ndryshme, duke përfshi të dyja si absorbuesit e binderit (p.sh. fibrat) dhe përforcuesit e viskozitetit (p.sh. polimeret). Stabilizuesit përveç që ndihmojnë binderin të qëndroj i lidhur me agregat, ata gjithashtu përmirësojnë vetitë tjera të vet binderit, mastikut ose përzierjes. Por a janë stabilizuesit vërtetë të nevojshëm për SMA? Hulumtimet e bëra në Shtetet e Bashkuara gjatë viteve 1990 zbuluan një rritje të rrjedhjes prej 70 herë më të madhe në përzierjet të cilat nuk kishin stabilizues në krahasim me të njëjtat përzierje të cilat përmbanin 0.3% fibra celuloze. Pra 32
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
përgjigjja e pyetjes, a duhet apo nuk duhet të përdorën stabilizuesit? është evidente; një duhet të theksohet që disa përzierje të SMA janë më pak të ndjeshme ndaj rrjedhjes. Binder-Aditivet Absorbues - Binder-aditivet absorbues janë agjentët stabilizues më të njohur. Karakteristikat në vazhdim janë të nevojshme për materialet stabilizues: Të ketë aftësi absorbuese-kjo është një karakteristikë mjaftë e rëndësishme Aftësia që mos të dobësoj përzierjen-stabilizuesi nuk duhet të krijon rrafshe rrëshqitës dhe të dobësoj forcën ndërvepruese të grimcave (lidhjen mes tyre). Stabilizuesit gjinden në forma të ndryshme të papërpunuara, siç jane: Celuloze-më e përhapura ( Fig. 4.1) Pseudoceluloza- e përbërë nga letrat e hedhura Fibrat minerale- që formohen me shkrirjen e shkëmbinjve dhe më pas duke procesuar shkëmbinjtë e shkrirë formojnë fije (si fijet shkëmbore) Celuloza-minerale- përzierje e celulozës dhe fibrave minerale që gjinden në komponime të ndryshme (proporcione) Celuloze-polimere- përzierje e fibrave celuloze dhe tipeve të ndryshme të polimereve që gjinden në komponime të ndryshme ( proporcione ose raporte). Celulozë-dyll- një përzierje e fibrave celuloze dhe dyllit sintetik, të cilat jo vetëm që stabilizojnë por edhe ndryshojnë viskozitetin e binderit Tekstili- përpunimi i mbeturinave të tekstilit të copëtuar Plastikat- p.sh. polypropylene ( Fig. 4.3) Qelqi- në formë të mbeturinave (si leshi i xhamit) Të tjera- p.sh. produktet nga mbeturinat e lëkurës (pluhuri i lëkurës) Dallimi themelor në mes të stabilizuesëve është fuqia absorbuese e tyre. Deri më sot, stabilizuesit më efektiv për absorbim të binderit janë fibrat celuloze. Ato kanë një veti të lartë absorbuese, përmes të cilës rezulton në mbajtjen e binderit në pozitën e duhur. Fibratstabilizuesit e lirë kanë një fuqi të madhe të absorbimit, kështu çdo produkt i ri duhet të testohet në laborator çdo herë. Një duhet të theksohet që stabilizuesit kanë dendësitet të ndryshëm, të cilat transmetohen direkt në vëllimin e tyre të përzierjes. Fibrat minerale me dendësitet të lartë kanë nevojë për përzierje më të madhe, zakonisht 0.4-0.6%(m/m). E njëjta vlen edhe për polypropylene dhe fibrat e qelqit.
33
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 4.1 Fibrat Celuloze- (pamje nga mikroskopi,100 herë e zmadhuar
FIGURA 4.2 Një shembull i fibrave polimere me gjatësi 6mm: (a) pamja makroskopike, (b) të njejtat fibra me pamje në mikroskop.
FIGURA 4.3 Fibrat plastike mund të jenë stabilizues të përzierjes SMA por duhet të përdorën në sasi të madhe. Fotoja paraqet një përzierje SMA me 0.6%(m/m) fibra polypropylen.
Për më tepër, nëse stabilizuesit nuk funksionojnë me efikasitet, atëherë me rritjen e sasisë mund të përmirësohet puna e tyre në efektin e rrjedhjes së bitumenit. Megjithatë, sasi të tepërta të stabilizueseve mund të shkaktojnë probleme të papritura, siç është punueshmëria e
34
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
përzierjes duke e bërë atë më të vështirë. P.sh., fibrat plastike (Figura 4.3) njihen si absorbues të dobët. Duke përdor sasi të tepërt të tyre ( të themi dy herë më shumë se sa fibrat celuloze) do të fitojmë një përzierje me një shtangësi të konsiderueshme dhe punueshmëri të vështirësuar. Stabilizuesit më të njohur të emëruara si produkte të celulozes , gjinden në forma të ndryshme: Fibrat e përhapura- në formë të çrregullt të fijeve celuloze Peletet- produkte të granuluara pa agjentët lidhës Produketet e granuluara-forma cilindrike i cili përmban fije të veshura me materiale bituminoze apo agjent tjerë (p.sh. dylli apo plastika) Fibrat e Përhapura Celuloze - fijet celuloze (Figura 4.4) kanë historinë më të gjatë të aplikimit. Një përparësi e tyre është se ata bëhen efektiv menjëherë pas përzierjes së tyre me agregat dhe binder. Ato duhet të mbrohen nga lagështia sepse ato janë shumë hidrofile dhe shumë lehtë thithin ujin. Fibrat e lagura nuk janë në gjendje të thithin binderin dhe kështu nuk janë efektive.
FIGURA 4.4 Një shembull i fibrave celuloze.
Kur përdorim fibrat celuloze, është e rëndesishme të theksojmë: Koha gjatë së cilës fibrat janë grumbull në mikser është shumë e rëndësishme; Nëse rritet koha e përzierjes së fibrave (pa prezencën e binderit), atëherë mund të ndodhë bluarja e fibrave (nga agregati) duke i shndërruar ata në pluhur dhe kështu kufizon veprimin efektiv të stabilizuesëve. Fibrat celuloze janë mjaftë të djeshëm ndaj lagështisë dhe për këtë arsye duhet të mbrohen në mënyrë të duhur; fibrat që përmbajnë lagështi e humbin fuqinë e tyre absorbuese.
35
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Fibrat Pelet - fibrat pelet kanë formë cilindrike të formuar me presim në mënyrë që të mbahen fibrat të bashkuara pa agjentët lidhës. Forma e tyre e bënë më të lehtë matjen e tyre gjatë prodhimit të përzierjes SMA. Fibrat pelete formohen në forma të ndryshme; një shembull është prezantuar në Figurën 4.5. Ngarkimi automatik me pneumatik është shumë i lehtë. Peletët zakonisht furnizohen në formë të paketuar (thasë të mëdhenj) dhe deponohen në silose.
FIGURA 4.5 Një shembull i peletit-fibrat me formë të lirshme
FIGURA 4.6 Shembuj të fibrave të granuluara (a) të krijuara nga letra e hedhur me dyllë ngjitës, (b) të krijuara nga celuloza të lidhura me binder.
Fibrat e Granuluara - fibrat e granuluara (Figura 4.6a dhe b) prodhohen me veshjen e fibrave me binder apo agjent tjerë tretës. Veshja e fibrave me bitumen mundëson kontrollin e forcave në fibra gjatë shpërndarjes së fibrave në veçanti, që është e nevojshme për shpërndarjen e tyre në përzierjen SMA. Forma e granuluar e këtyre prodhimeve mundëson tretjen më të lehtë të tyre. Këto fibra deponohen në silose. Ngarkimi automatik bëhet përmes vidës pneumatike. Kujdes të veçantë duhet t’i kushtohet gjatë përgatitjes së mostrave në laborator. Për shkak të kompresimit të granuleve gjatë prodhimit, nevojitet forcë më e madhe për shpërndarjen e fibrave; prandaj duhet të përdorim mikser mekanik. Nëse mostrat duhet të përzihen mekanikisht, rekomandohet që të bëhet ngrohja e granulave në furrë të posaçme mbi
36
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
pikën e zbutjes së materialit lidhës. Prodhimet e granuluara janë zgjidhja më e mirë për prodhimin SMA për asfaltet me kapacitet të mesëm dhe të lartë për shkak të mënyrës së lehtë të përpunimit. Fibrat e Granuluara Celuloze me Aditive - Ekzistojnë lloje të ndryshme të përzierjeve të fibrave celuloze. Këto përzierje janë prodhuar me dy qëllime - stabilizim të binderit dhe ndryshimin në karakteristikat specifike të përzierjes (p.sh. punueshmëria apo jetëgjatësia). Këto përzierje mundësojnë ushqyerjen e njëkohshme me fibra dhe aditivë. Efektiviteti i këtyre produkteve duhet të testohet në laborator për të konfirmuar karakteristikat përfundimtare të përzierjes së asfaltit. Format e Paketimit dhe Distribuimit - Fibrat e përhapura janë të paketuara në qese plastike. Fibrat e granuluara celuloze mund të gjinden në treg të paketuara si në Figurën 4.7 ose të paketuara në qese të mëdha (Figura 4.8). Që të dyja si fibrat e granuluara ashtu edhe ato të përhapura furnizohen me çisterna automatike (Figura 4.9).
Figura 4.7 Stabilizuesit në qeset PE në sasi të ndryshme –prej 3 deri 10 kg
37
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 4.8 Metoda e dozimit të granulave-zbrazja e qeses së madhe në shiritin transportues
FIGURA 4.9 Kazani i traktorit deponues i ngarkuar me granula
Më poshtë është bërë një krahasim në mes të fibrave pelet dhe fibrave të granuluara: Fibrat pelet, të paketuara në qese me peshë të caktuar, është lehtë të përpunohen manualisht në mikseret e asfaltit, megjithëse kjo mënyrë është
problematike kur
kemi të bëjmë me punë të mëdha,uzinat që nuk përmbajnë matës gjysmë automatik. Fibrat pelet kanë përparësitë e tyre, themi që ky tip i fibrave mund të shpërndahet më mirë në një përzierje dhe se është e nevojshme një sasi më e vogël e tyre (në krahasim me fibrat e granuluara) për të arrit efektin e njëjtë. Këto fibra nuk paraqesin ndonjë problem gjatë prova laboratorike, dhe nuk kërkojnë ndonjë trajtim
38
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
apo pajisje të veçantë. Disavantazhi i tyre është absorbimi i ujit, e që kërkon depo të mbuluara dhe domosdoshmërinë e punës manuale gjatë vendosjes në mikser. Fibrat e granuluara janë të mbështjellura me binder (apo material tjeter), dhe në këtë mënyrë formojnë produktet e granuluara që janë me diametër 3-4mm dhe gjatësi 35mm. Mbështjellja me binder i bënë ata më rezistent ndaj ujit (është më pak i ndjeshëm ndaj ujit). Një avantazh tjetër i fibrave të granuluara është mundësia automatike e dozimit në mikser përmes furnizuesit automatik. Fibrat e granuluara kërkojnë një temperaturë dhe përzierje të përshtatshme në mënyrë që të bëhet shpërndarja e tyre në mënyrë të duhur gjatë prodhimit të përzierjes SMA. Një faktor tjetër që duhet të merret parasysh është ndjeshmëria e fibrave ndaj ujit. Është pak i çuditshëm fakti që stabilizuesit të absorbojnë ujin përderisa është menduar që të absorbojnë binderin. Stabilizuesit që përmbajnë lagështi mund të dëmtojnë përzierjen në masë të konsiderueshme. Fibrat pelet janë më shumë të ndjeshme ndaj lagështisë se sa produktet e fibrave të granuluara. Janë të mundshme kombinime të ndryshme të përzierjeve të fibrave (p.sh. celuloza-minerale dhe celuloza-polimere). Disa prej tyre japin karakteristika edhe më të mira përzierjes së binderit duke bërë rritjen e rezistencës në shkëputje. Sasia e fibrave në një përzierje përcaktohet duke përdor metodën e Schellenbergut, normalisht në sasi prej 0.3% - 0.4% (m/m). 4.2.1 PËRCAKTIMI APO DOZIMI I STABILIZUESIT NË NJË PËRZIERJE Procedura për përcaktimin apo dozimin e duhur te stabilizuesit në një përzierje është e thjeshtë, edhe pse ajo është pak e mundimshme. Përgatitet një seri e mostrave me përbërje të njëjtë, por me sasi të ndryshme të stabilizueseve. Nëse prova është bërë në produktin e provuar (fibra celuloze), testimi mund të jetë i limituar në 0.2%, 0.3% dhe 0.4% (m/m). Nëse është produkt që akoma nuk është përdor, seritë e provës duhet të mbulojnë një interval më të gjerë varësisht nga pritshmëria e sjelljes (p.sh., 0.1%,0.2%,0.3%,0.4%, dhe 0.5% (m/m)). Rrjedhja duhet të përcaktohet për secilën përmbajtje të stabilizuesit, dhe rezultatet duhet të paraqiten si në Figurën 4.10. Një vërejtje e rëndësishme- temperatura e provës duhet të jetë sa më e afërt me atë të prodhimit real të përzierjes në uzinat e asfaltit. Sasia e kërkuar e stabilizuesit në përputhje me specifikimet e dozimit mund të lexohet nga diagrami.
39
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 4.10 Varshmëria në mes përmbajtjes së rrjedhjes dhe stabilizuesit të përdorur për përzgjedhjen e përmbajtjes efektive të stabilizuesit në një përzierje SMA.
Përmbajtja optimale e stabilizuesve është ajo që prodhon më pak se 0.3% të masës material rrjedhës (vlera e rekomanduar është më pak ose barabartë me 0.2% m/m), veç nëse është e specifikuar ndryshe.
4.3
EKZAMINIMET PËR STABILIZUES DHE REZULTATET E EKZAMINIMEVE
Përveç ndikimit të madh të stabilizuesve në kualitetin e SMA, shumë vende kanë zhvillu metodat testuese dhe kriteret për përdorimin e stabilizuesve. Praktika vërteton që vlerësimi real i efektivitetit të stabilizuesve mund të bëhet kur përzierja e njëjtë (kanë të nejtën JMF**) SMA testohet me stabilizues të ndryshëm. Krahasimi i rezultateve të testeve në përzierje të ndryshme të SMA nuk është i mundur. Rezultatet e një testi nuk do të krahasohen me ato të testit tjetër, për arsye se rezultatet për secilën përzierje varen nga përbërja e SMA, siç është tipi i agregatit dhe përmbajtja e binderit. Një metodë direkte e kontrollit të efektivitetit të stabilizuesit (p.sh., kapaciteti i absorbimit) është metoda e absorbimit të vajit. Rezultatet e testit për stabilizues - Pothuajse çdo laborator punues për rrugë kryen një seri
provash për efektin e rrjedhjes së përzierjes. Rezultatet e provave të stabilizuesve shpesh publikohen. Megjithatë, konkluzionet në vazhdim mund të paraqiten pas një hulumtimi të gjerë të bërë në Shtetet e Bashkuara (Brown dhe Mallick, 1994): Dukurija e rrjedhjes së binderit në SMA është parë të jetë proces progresiv me kohën; në fillim rrjedhja bëhej për 30 minuta nga mikseri, pas një kohe bëhej për më **
JMF-Job Mix Formula-reçeta e përzierjes
40
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
shumë së 2 orë. Prandaj konludohet që pjesa më e madhe e procesit të rrjedhjes zhvillohet gjatë orës së parë pas prodhimit të SMA. Stabilizuesit më efektiv të testuar janë celuloza dhe fibrat minerale. Diferencat në mes të stabilizuesit të absorbuesit të binderit dhe stabilizuesit të rritjes së viskozitetit janë evidente. Mungesa e stabilizuesit shkakton 4% (m/m) rrjedhjen e mastikut në 0/19mm granulometri në përzierjen SMA.
4.4 EKZAMINIMI I RRJEDHJES SË BINDERIT Për këtë provë aplikohet metoda e Schellenbergut për të përcaktua sasinë e stabilizuesit në një përzierje. Masa e lejuar e materialit rrjedhës është pothuajse i nyejt çdo kund dhe sillet rreth 0.3%. Limiti më i sigurt i rekomanduar është 0.2%.
4.5 REKAPITULLIM-FIBRAT Më poshtë është bërë bjë krahasim në mes të fibrave pelet dhe fibrave të granuluara: Fibrat pelet, të paketuara në qese me masë të caktuar, është lehtë të përdoren apo aplikohen manualisht në mikseret e asfaltit, megjithëse kjo mënyrë është problematike kur kemi të bëjmë me punë të mëdha,uzinat që nuk përmbajnë matësa gjysëmautomatik. Fibrat pelet kanë përparësit e tyre, themi që ky tip i fibrave mund të shpërndahet më mirë në një përzierje dhe se është e nevojshme një sasi më e vogël e tyre (në krahasim me fibrat e granuluara) për të arritë efektin e njëjtë. Këto fibra nuk paraqesin ndonjë problem gjatë prova laboratorike, dhe nuk kërkojnë ndonjë trajtim apo paisje të veçantë. Disavantazhi i tyre është absorbimi i ujit, e që kërkon depo të mbuluara dhe domosdoshmërinë e punës manuale gjatë vendosjes në mikser. Fibrat e granuluara janë të mbështjellura me binder (apo material tjeter), dhe në këtë mënyrë formojnë produktet e granuluara që janë me dijameter 3-4mm dhe gjatësi 35mm. Mbështjellja me binder i bënë ata më rezistent ndaj ujit (është më pak i ndjeshëm ndaj ujit). Një avantazh tjetër i fibrave të granuluara është mundësia automatike e dozimit në mikser pçrmes furnizuesit automatik. Fibrat e granuluara kërkojnë një temperaturë dhe përzierje të përshtatshme në mënyrë që të bëhet shpërndarja e tyre në mënyrë të duhur gjatë prodhimit të përzierjes SMA. Një faktor tjetër që duhet të merret parasysh është ndjeshmëria e fibrave ndaj ujit. Është pak i çuditshëm fakti që stabilizuesit të absorbojnë ujin përderisa është menduar që të absorbojnë binderin. Stabilizuesit që përmbajnë lagështi mund të
41
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
dëmtojnë përzierjen në masë të konsiderueshme (Kapitulli 11). Fibrat pelet janë më shumë të ndjeshme ndaj lagështisë se sa produktet e fibrave të granuluara. Janë të mundshme kombinime të ndryshme të përzierjeve të fibrave (p.sh. celulozaminerale dhe celuloza-polimere). Disa prej tyre japin karakteristika edhe më të mira përzierjes së binderit duke bërë rritjen e rezistencës në shkëputje.
Sasia e fibrave në një përzierje përcaktohet duke përdor metodën e Schellenbergut , normalisht në sasi prej 0.3% - 0.4% (m/m).
Faktorët të cilët ndikojnë në ndjeshmërinë e përzierjes ndaj rrjedhjes janë paraqitë në Tabelën 4.1 TABELA 4.1 Përmbledhje e Faktorëve të Cilët Ndikojnë në Rrjedhjen e SMA-së Efekti Potencial i Rrjedhjes Me zvogëlim
Faktori Përmbajtja e stabilizuesëve
Me rritje
Faktori Rritje
Faktori Zvogëlim
Tipi i Stabilizantëve Absorbuesit e binderit Përforcuesit e viskozitetit
Zvogëlim i madhë-deri te i-mesëm Zvogëlim i mesëm-deri te-i dobët (varësisht nga tipi Dhe karakteristikat e temperaturës të polimereve të Përdorura)
Komponimi i përzierjes SMA Pëmbajtja efektive e binderit
Zvogëlim
Rritje
Përmbajtja e fraksionit të rërës
Rritje
Zvogëlim
Përmbajtja e filerit
Rritje
Zvogëlim
Karakteristikat e Komponentëve Zbrazëtirat Rigden (zbraz. në filerin E kompaktësuar në gjendje të terur) Energjia e agregatit për absorbim (an-
Rritje Rritje
Zvogëlim Zvogëlim
anasjelltas me përmb. e binderit Parametrat e Prodhimit të Përzierjes Temperatura e prodhimit
Zvogëlim
Rritje
Koha e magazinimit e përz. Së nxetë
Zvogëlim
Rritje
Vërejtje: SMA = stone mastic asphalt.
42
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Nga një pikëpamje, në një përzierje SMA efikasiteti i stabilizuesve është një faktor vendimtar. Por është edhe një pikë e rëndësishme: kualiteti i stabilizuesve duhet të jetë konstant gjatë gjithë Sezonës së shfrytëzimit. Dikush mund të thotë çka ka rëndësi kjo, pikërisht, nëse kualiteti ndryshon në sipërfaqen e asfaltit SMA paraqiten njolla të mëdha.
5. PROJEKTIMI I PËRZIERJES SMA Këto përzierje duhet të projektohen në mënyrën e duhur. Përmbledhjet që do të paraqiten në këtë kapitull nuk janë ndonjë metodë e saktë dhe mund të thuhet që “kjo është më e mira”. Ekziston një shumëllojshmëri e metodave të projektimit të cilat i përafrohen rolit të materialeve përbërës. Të vendosësh për projektimin e një përzierje, inxhinierët përballen me një sfidë të madhe. Nuk është një material i lehtë për t’u marrë me të, as gjatë projektimit po as gjatë ndërtimit. Detyra kryesore është të arrihet komponimi i duhur i SMA. Të gjitha aspektet tjera të konstruimit të SMA si prodhimi, transporti, vendosja dhe kompaktësimi varen nga hapi i parë. Shumica e problemeve në fazat e më vonshme të punës me SMA mund të eliminohen vetëm nëse arrihet një dizajnim i mirë i përzierjes. Në këtë kapitull do të diskutohen disa çështje:
Kriteret për zgjedhjen e madhësisë së agregatit ( kokrres maksimale te agregatit) Metoda e projektimit me limite të granulometrisë o Projektimi i përzierjes me grimca më të mëdha se 2mm o Projektimi i përzierjes me grimca më të vogla se 2mm Përzgjedhja e duhur e përmbajtjes së binderit Vlerësimi final i karakteristikave të përzierjes së projektuar.
5.1 PËRZGJEDHJA E GRANULOMETRISË DHE MADHËSISË Nuk ka rëndësi metoda që aplikohet kur projektojmë përzierjet e SMA, hapi i parë që duhet të merret është përzgjedhja e kokrrës maksimale të agregatit në përzierje. Faktorët në vijim duhet të merren parasysh kur kemi të bëjmë me këtë çështje: Pozita e SMA (si shtresë përfundimtare apo si shtresë në mes) Llogaritja e trashësisë së shtresës pas kompaktësimit Ngarkesat e trafikut dhe lokacioni i rrugës ( p.sh. rurale apo urbane) Kërkesa shtesë për shtresën SMA
43
Anitë SADIKAJ
5.1.1
Punim Diplome
Si Ç’farë Shtrese dhe Ç’farë Trashësie e Shtresës?
Si shkak i përformances së shkëlqyer si shtresë sipërfaqësore , SMA është përdor edhe si shtresë e ndërmjetme (p.sh., në Shtetet e Bashkuara, Australi dhe së fundi në Gjermani). Normalisht përzierjet me madhësi të grimcave më të madhe (p.sh. 0/19 ose 0/22mm) zgjidhen më qëllim kur kemi të bëjmë me ndonjë rregullim lokal. Deri më tani, përveç pengesave ekonomike (çmimit të lartë), nuk është parë që SMA nuk është i përshtatshëm që të përdorët si shtresë e ndërmjetme. Si rrjedhojë, nëse dikush mund t’i përballoj çmimit dhe din se si të projekton dhe ekzekuton SMA si shtesë të ndërmjetme, pse të mos përdorët. Kur përdoret SMA si shtresë mbi ura, granulometria duhet të përzgjidhet më me kujdes (p.sh. duhet të jetë më e imët). Komponimi i përzierjes së asfaltit duhet gjithashtu të dizajnohet me kujdes të madh dhe veçanërisht zgjedhja e tipit të polimerive në binderet e modifikuara i cili rritë jetëgjatësinë (bën rezistent ndaj lodhjes) e asfaltit. Në përzierjet bituminoze, ishte një rregull që trashësia e shtresës nuk duhet të jetë më e vogël se 3.5 herë e vlerës së madhësisë së kokrrës maksimale. Megjithatë, për shkak të problemeve me kompaktësimin, zakonisht 3.5 deri 4 herë, është propozuar të bëhet zgjidhja e duhur e trashësisë së SMA. Shtresa e cila është shumë më e hollë se kokrra maksimale e agregatit shkakton: Plasaritje gjatë cilindrimit Probleme me kompaktësimin e shtresës Thyerje të grimcave që janë më të dobëta gjatë cilindrimit Probleme me renditjen e grimcave dhe dobësimin e strukturës së agregatit. Udhëzime të shumta japin një numër të llojeve të trashësisë së shtresave për secilën përzierje. Disa rregullore nga udhëzimet Gjermane ZTV Asfalt-StB 01 dhe nga ZTV Asfalt –StB 07 për trashësinë e SMA 0/11 japin trashësinë 35 – 40mm (Tabela 5.1). Në disa vende, specifikohet kriteri i masës në 1 m2 të sipërfaqes (e shpërndarë) në vend të përcaktimit të trashësisë së shtresës. Duke njohur densitetin, trashësia e shtresës të asaj përzierje mund të kalkulohet. Në Tabelën 5.2 ipen rregulloret sipas German ZTV Asphalt-StB 01 dhe ZTV Asphalt-StB 07. Kjo tabelë madhësitë e grimcave dhe trashësitë koresponduese varësisht nga udhëzimet e ndryshme. Së fundi vlenë të theksohet që shtresat e holla ftohen më shpejtë se ato të trasha, e cila ka një rendësi të veçantë gjatë periudhës së ftohjes.
44
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.1 Trashësia e Shtresës Përfundimtare SMA, Varësisht nga Madhësia e Kokrrës Maksimale e Agregatit Bazuar në Udhëzues të Ndryshëm për SMA Trashësia e Shtresës së Kompaktësuar në Vende të Ndryshme, mm
Austria RVS Përzierj a SMA 0/5 SMA 0/8 SMA 0/11 SMA 0/16 Shënim: a
08.16.0 1 —
Slovaki a KLAZ Jan-08 —
Gjermani a
Gjermani a
ZTV
ZTV
Madhe
Asfalt-
Asfalt-
BS
StB /7 20–30 (N)
StB /1 20–40
594987:200 7 20–40 (SMA0/6)
30–40 (S)
30–40 (S)b
35–40 (11S) —
35–40 (11S)b —
Poland a WT-22008 20–40
25–35
20–40
25–50
30–40
30–50
35–50
—
40–60
—
Shtetet e Bashkuara NAPA IS 128 a
—
25–37.5 (SMA 0/9.5) 37.5–50 (SMA 0/12.5) 50–75 (SMA 0/19)
Britania e
— 25–50 (SMA0/10) 35–50 (SMA 0/14)
N= trafik të ulët/mesëm; S= trafik të rëndë
Në publikimet NAPA IS 128, janë prezantuar vetëm trashësitë
minimale b
Në rrethana speciale, kur shtresa e poshtme SMA nuk ekziston, janë lejuar këto trashësi të
shtresave: SMA 0/11S 25 deri 50 mm, dhe SMA 0/8S prej 20 deri 40 mm.
45
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.2 Masa e SMA-së si Shtresë Veshëse, varësisht nga Kokrra Maksimale a Masa e Sipërfqës prej 1 m², kg
Udhëzimet Udhëzimet Gjermane ZTV Asfalti-StB 01 Udhëzimet Gjermane ZTV Asfalti-StB 07 Përfundimi I udhëzimeve PANK 2008
SMA 0/22 —
SMA 0/16 —
SMA SMA 0/11S 0/8S 85–100 70–100
SMA 0/8 45–100
SMA 0/5 45–75
—
—
85–100 75–100
50–85
50–75
100– 150
80–125
50–90
50–75
60–100
—
Sipas Udhëzimeve Gjermane ZTV Asfalti-StB 01 dhe ZTV AsfaltiStB07 a
5.1.2
Ngarkesat e Trafikut dhe Lokacioni
Granulometria e duhur bën strukturën skeletore të fortë. Kjo është edhe arsyeja se përse shumica e kërkesave për SMA kanë tendencë në rritjen e madhësisë së grimcave të agregatit në mënyrë që te rritet ngarkesa e trafikut. Kur bëhet përzgjedhja e përzierjes, të dy parametrat e ndryshëm, fortësia edhe dobësia duhet të merren parasysh; përzierje me grimca të mëdha ( të supozojmë më të mëdha se 10mm) karakterizohen me rezistencë të lartë ndaj deformimeve por aftësi të ulët të reduktimit të zhurmës dhe rezistencë të dobët në rrëshqitje. Prandaj, gradualisht SMA 0/11 zëvendësohet me SMA 0/8. Në Gjermani, SMA 0/8S dhe 0/11S janë përdor në shumicën e trafikut me ngarkesë të rëndë, ndërsa në rrugët me ngarkesë më të vogël përdorën ato pa shenjën S. Agregatet Gjermane për SMA të tipit S dallojnë nga SMA ku këto të fundit bartin ngarkesa më të ulëta të trafikut dhe kanë këto veti: Përmbajtje më të ulët të filerit Lakore granulometrike më të limituar Rëra natyrore Si rezultat, përzierjet e tipi “S” duhet të jenë më të trasha dhe në të njëjtën kohë më shumë zbrazëtira. Në shumë vende, sikurse edhe në Gjermani, janë specifikuar lakoret granulometrike të ndryshme për SMA varësisht nga kategoria e trafikut (ngarkesat e trafikut) siç janë dhënë në Tabelën 5.3
TABELA 5.3
46
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Ndarja e SMA-së sipas Kategorisë së Trafikut që Ekzistojnë në Vend Përzierjet SMA Varësisht nga aKokrra Maksimale
Aplikimi Rrugët me trafik të ulët dhe të mesëm Rrugët kryesore dhe autostradat (trafiku i rëndë)
5.2
Germany
Shtetet
ZTV AsfaltStB 07 0/8N, 0/5N
e Bashk.
Canada (Ontario)
Slovenia
NAPA IS 128 —
OPSS. MUNI 1151 —
Slovakia KLAZ 1/2008 —
Poland WT-2 2008 0/5, 0/8
0/11S,
0/9.5,
0/9.5,
0/8,
0/8,
0/8S
0/12.5,
0/12.5,
0/11,
0/11
0/19
0/19
0/16
SIST 10385:2008 0/4, 0/8, 0/11
Australia NAS 2ED 2004 0/7, 0/10
0/8, 0/11
0/10, 0/14
RREGULLAT E PËRGJITHSHME 5.2.1
Raportet Origjinale të Zichner-It
Në publikimin e tij (Zichner, 1971; Zichner, 1972) Dr. Zichner përshkruan komponimet e rekomanduara për një përzierje SMA: Kontakti gur me gur duhet të jetë rreth 65-80 % (m/m), e preferuar 70-75%, kur përdorim gurin e thyer. Rregulli kryesor është që përzierja duhet të jetë e komponuar në atë mënyrë që përqindja e grimcave të mëdha është më e madhe se ajo e grimcave të vogla. Përmbajtja e mastikut është 20-35% (m/m). 23-28% e mastikut është binder. Për shtresat me trashësi të ndryshme, duhet të përdorën granulometri të ndryshme: Trashësia më e vogël se 3 cm – fraksioni i gurit 2/5.6 dhe 5.6/8mm në proporcion prej 25 dhe 75% Trashësia 3-4.5 cm – fraksioni i gurit 2/5.6, 5.6/8, 8/12, ose vetëm 5.6/8 dhe 8/12 Trashësia më e madhe se 4.5cm – fraksioni i gurit 2/5.6, 5.6/8, 8/12, dhe 12/18mm Po të shikojmë në lakoret granulometrike MASTIMAC dhe MASTIPHALT të dhëna në Kapitullin 1 (shiko Figurën 1.1), ne mund të shohim përmbajtjen e përafërt të fraksioneve të agregatit (Tabela 5.4).
47
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Raportet e fraksioneve të ndryshme të agregatit të përdorura në Gjemani për përzierjet SMA janë dhënë gjithashtu në Kapitullin 2 (shiko Tabelen 2.1). 5.2.2
Rregulli 30 – 20 – 10
Rregulli 30 – 20 – 10 thotë që kontakti i duhur gur-me-gur krijohet nëse përqindja e kalueshmërisë së agregatit nëpër sitat 0.075mm, 2.36mm, dhe 4.75mm është e barabartë me 10%, 20% dhe 30%, respektivisht ky raport siguron diskontinuitet granulometrik. Pasi të bëjmë krahasimin e kësaj rregulle me të dhënat në Tabelën 5.4, mund të shihet që raporti i grimcave më të mëdha se 4.75mm nga kjo rregull (70% ose 30% kalojnë nëpër siten 4.75mm) që është pak më shumë se sa rregulli i Zichner-it për MASTIPHALT (65%).
TABELA 5.4 Përmbajtjet e Përafërta të Fraksioneve të Agregatit për Mastimac dhe Mastiphalt sipas Zichner-it Fraksioni Fraksioni I Ifilerit rërës Agregati Agregati Agregati 2/5.6 5.6/8 8/12.5 < 0.09 0.09–2.0 mm Përzierja mm mm mm MASTIMAC (SMA 0/8)
12–13%
11–12%
15%
60%
—
MASTIPHALT
12–13%
11–12%
10%
27%
38%
(SMA 0/12.5)
Për fraksionet tjera (p.sh., ato për filer dhe rërë) rregulli jep efektin e kundërt- reduktimin në sasi të këtyre materialeve. Si përfundim rregulli 30 – 20 – 10 prodhon përzierje SMA me agregat kokërr madh dhe sasi më të vogël të rërës dhe filerit. Disa seksione të para në Shtetet e Bashkuara ishin projektuar sipas kësaj rregulle (Scherocman, 1991). 5.2.3
Sistemet Binare
Ndryshimet në përmbajtjen e zbrazëtirave në përzierjet e agregateve janë si rezultat i ndryshimeve në granulometrinë e agregatit. Lidhshmëria mes përmbajtjes së agregatit kokërrmadh dhe përmbajtjes së zbrazëtirave ka qenë e njohur për shumë vite; diskutimet për to mund të gjinden në publikimet e Schroeder dhe Kluge (1992). Këto publikime aplikohen për të përcaktua ndikimin e raportit të agregatit kokërrmadh dhe agregatit të imët në
48
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
përmbajtjen e zbrazëtirave (i ashtuquajtur sistemi binar). Lidhshmëria mes këtyre tipave jepet në Figurën 5.1. Kur marrim parasysh rezultatet e testit nga shembulli i sistemit binar, mund te shihet: Nëse agregati i imët përbën 100% të përzierjes, niveli i zbrazëtirave në grimcat e imëta do të jetë një karakteristikë e dallueshme. Kur shtojmë agregatit të imët agregatin kokërr madh, përmbajtja e zbrazëtirave shkon duke u zvogëluar, e cila mund të shpjegohet si zëvendësim i vëllimit të grimcave të rërës dhe të zbrazëtirave me vëllimin e një granulometrie solide; ky proces mund të quhet zëvendësim ose fazë e zëvendësimit ( Francken and Vanelstraete, 1993; Voskuilen, 2000) (shiko Kapitullin 7). Me përmbajtjen e agregatit kokërr madh prej 60-70% (m/m), përmbajtja e zbrazëtirave në përzierjen e agregatit e arrinë minimumin; është e pamundur të shtohet më shumë agregat kokërr madh përderisa pothuajse të gjitha janë vënë në kontakt me njëra tjetrën ( struktura e agregatit kokërrmadh është formuar dhe është mbush me grimca të imëta); faza e zëvendësimit ka përfundua. Pastaj e ndjekim drejtimin e kundërt të ndryshimeve në përmbajtjen e zbrazëtirave – përzierja bëhet e hapur për nga kuptimi i zhvendosjes graduale të grimcave të imëta nga agregati kokërr madh deri në 100% (m/m) deri sa të arrihet përmbajtja më e lartë e zbrazëtirave; ky proces mund të emërohet si faza e mbushjes.
49
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.1 Lidhshmëria mes përmbajtjes së zbrazëtirave në përzierjen e agregatit dhe fraksionit të agregatit kokërr madh
Marrëdhënia e lartpërmendur në mes sasisë së zbrazëtirave të ajrit dhe granulometrisë së fraksioneve të agregatit kokërr madh direkt ndikon në përmbajtjen e binderit në SMA (Druschner and Harders, 2000; Schroeder and Kluge, 1992 ). Ndryshimi në përmbajtjen e binderit, i cili varet nga përmbajtja e grimcave më të mëdha se 2mm, është dhënë në publikimet Gjermane të cekura më herët. Në këta shembuj të provave të përzierjes SMA, përmbajtja optimale e binderit në përzierjen SMA varet nga përmbajtja e fraksioneve të agregatit kokërr madh. Për shembull me 73%(m/m) të përmbajtjes së agregatit kokërr madh dhe zbrazëtirat prej 3% (v/v), sasia e përmbajtjes së binderit arrinë deri në 5.5%; pas një ndryshimi të përzierjes së agregatit dhe një rritje të përmbajtjes së agregatit kokërr madh deri në 80%, përmbajtja e zbrazëtirave mbetët e njëjtë 3% (m/m) në përmbajtjen e binderit prej 7% . Këto rezultate janë arritë me metodën Marshall me goditje gjatë kompaktësimit prej 2X50. Kjo lidhshmëri mes përmbajtjes së binderit, zbraztirave të ajrit dhe fraksioneve të agregatit kokërr madh themelojnë rregullin që përmbajtja e zbrazëtirave në përzierjen e projektuar SMA nuk duhet të rregullohet në varësi të ndryshimit të përmbajtjes së binderit. Kështu ekziston një potencial më i madh i ndryshimit të zbrazëtirave të ajrit duke rregulluar përmbajtjen dhe granulometrinë e fraksioneve agregatit kokërr madh ose, në përgjithësi, duke ndryshuar lakoren granulometrike.
5.3 PROJEKTIMI I NJË PËRZIERJE TË AGREGATIT DUKE APLIKUAR KUFIJTË E LAKORES GRANULOMETRIKE Aplikimi i kufijve të lakorës granulometrike është bërë njëra nga metodat më të zakonshme për projektimin e përzierjeve SMA. Kjo metodë përfshinë analizimin e granulometrisë e të gjitha agregateve përbërëse, duke përfshi edhe filerin, si dhe balancimin e raporteve të të gjitha agregateve në atë mënyrë që lakorja granulometrike përfundimtare të ndodhet në mes të limiteve granulometrike. Fatkeqësisht karakterizohet me disa të meta të cilat mund të rezultojnë në projektimin jo të duhur të përzierjes SMA. Përparësitë e metodës së kufijve të lakorës granulometrike përfshijnë: Metoda është e thjeshtë për t’u përdor dhe jep rezultate shumë të shpejta. Pas analizës së përmbajtjes së materialeve përbërëse, raportet e përbërësve në përzierje mund të kalkulohen shpejtë dhe thjeshtë duke përdorë softweret kompjuterik. Është gjithashtu e lehtë për të zhvendosë lakoren granulometrike duke manipuluar me përqindjen e përbërësve. Megjithatë, për inxhinierët me shumë përvojë ka mënyra më të mira për analizimin e një përzierje. Të metat e kësaj metode janë:
50
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Pozicioni i lakorës granulometrike përbrenda limiteve granulometrike nuk jep siguri të plotë të projektimit te një përzierje të agregateve. Për shembull vetëm lakorja granulometrike nuk është e mjaftueshme që të projektohet një strukturë e përshtatshme sepse aty nuk merret parasysh prezenca e grimcave të pllakëzuara dhe të zgjatura. Disa gabime të vogla, por edhe të mëdha ndodhin në vëllimin e materialeve përbërës kur përdorim njësinë e masës për të prezantuar granulometrinë. Nëse kjo metodë nuk e parasheh këtë, atëherë ndryshimet në masë vëllimore nuk janë marrë parasysh. Dallimet e konsiderueshme në dendësitetin e agregatit japin dallime të mëdha në raportet vëllimore. Është presupozuar që limitet granulometrike ilustrojnë një pjesë të duhur të granulometrisë. Megjithatë, praktika vërteton që, limitet granulometrike duhet të verifikohen në mënyrë sistematike dhe të përmirësohen gabimet. Në përgjithësi, mund të thuhet që të bazohesh vetëm në metodën e limiteve granulometrike mund të vijë deri te projektimi i një përzierje SMA me një shkallë të ulët të besueshmërisë së performancës.
5.3.1
Projektimi i Lakorës Granulometrike
Shpeshë herë mendohet që lakorja granulometrike më e mirë është ajo e cila kalon saktësisht në mes të hapësirës së kufirit të sipërm dhe të poshtëm të limiteve granulometrike. Deri në një masë në disa raste kjo mund të jetë e vërtetë; megjithatë, në shumicën e rasteve nuk është. Forma e lakores granulometrike të projektuar ka një ndikim të rëndësishëm në karakteristikat e përzierjes SMA. Për shembull, po të shikojmë formën e saj mund të përcaktojmë nëse përzierja është me përmbajtje më shumë ose më pak të përqindjes së kokrrave të agregatit kokërr madh apo kokërr imët ose nëse ka gjasa të jetë e tejmbushur me mastik. Prandaj forma e lakores granulometrike paraqet një çështje të rëndësishme. Fazat e ardhshme të projektimit do të diskutohen më vonë, duke filluar me fraksionet e agregatit kokërr madh, pastaj me fraksionet e rërës, dhe duke përfunduar me përmbajtjen e filerit. 5.3.2
Projektimi i Përzierjeve të Agregatit ≥ 2mm
Le të projektojmë një përzierje SMA me fraksion të agregatit kokërr madh (grimca më të mëdha se 2.0 mm). Shumica e udhëzimeve rekomandojnë që përmbajtja e tyre duhet të jetë rreth 70-80% (m/m) e tërë përzierjes së agregatit, duke e bërë atë komponentin kryesor. Duket që ekziston hapësirë e vogël për manovrim; megjithatë, ekziston një potencial i madh për kontrollimin e karakteristikave të SMA duke bërë ndryshime në këtë interval të ngushtë. Disa çështje ia vlen të shqyrtohen, përkatësisht ndikimi në përzierje të agregatit:
51
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Ndryshimi në përmbajtjen e agregatit kokërr madh (grimcat e mbetura në sitën 2 mm) Granulometrija aktuale e agregatit kokërr madh (shpërndarja e agregatit nëpër sitat më të mëdha se 2 mm) Dendësiteti i agregatit. Për të ilustruar këto çështje, do të diskutohen dy modele të agregatit të llogaritura në laborator. Një çështje duhet të ceket në fillim. Ne do të përdorim setin e sitave si në vijim për fraksione e agregatit: 2.0 mm, 4.0 mm, 5.6 mm, 8.0 mm, 11.2 mm, dhe 16.0 mm. Pjesa I: Përmbajtja e agregatit - llogaritja e agregatit si pjesë e përzierjes SMA dallon shumë nga projektimi i përzierjes së asfalt betonit. Ndryshime të pa pritura paraqiten në shumë rezultate të veprimeve të njëjta. Le të marrim shembullin e lakores granulometrike të SMA. Duhet të kemi parasysh që SMA ka një strukturë skeletore të fortë pa prezencën e fraksionit të agregatit të mesëm. Shpërndarjet e ndryshme të madhësive të grimcave përbrenda fraksioneve të agregatit mund të na shpien në formimin e diskontinuitetit të madh apo të vogël në tërë granulometrinë, e që mund të na shpie deri tek disa pasoja që janë mjaftë interesante për përzierjen. Shembulli I PËRZIERJA S Le të marrim limitin granulometrik për SMA 0/12.8 mm dhe të insertojmë lakoren granulometrike në mes tyre, dhe të emërojmë me S (Figura 5.2). Parametrat e lakores S janë dhënë në Tabelën 5.5. PËRZIERJA S1 Le të fillojmë procesin e shtimit të agregatit në përzierje. Siç shihet kemi bërë shtimin e agregatit 2.0 – 4.0 mm. Kjo e krijon përzierjen S1 (Figura 5.2). Karakteristikat e granulometrisë të përzierjes së re S1 mund të shihen gjithashtu në Tabelën 5.5. Lakorja granulometrike për përzierjen S1 është zhvendosë më poshtë në pjesën e sitave më të mëdha se 2 mm.
52
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.2 Lakorja granulometrike S (me vija të ndërprera) dhe S1 (vija e plotë) e përzierjes SMA të Shembullit I.
TABELA 5.5 Karakteristikat e Granulometrisë së Përzierjes S dhe S1 Karakteristikat Granulometrike
Përzierja S
Përmbajtja e fraksionit të filerit (grimcat <0.063 mm), % (m/m)
10.5
Përmbajtja e fraksionit të rërës (grimcat <0.063-2mm mm), % (m/m)
14.4
Përmbajtja e agregatit kokërr madh (grimvat>2.0 mm), % (m/m)
75.5
Përmbajtja e agregatit kokërr madh (grimvat>4.0 mm), % (m/m)
70
Sipërfaqja specifike e përzierjes, cm2/g
189
53
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.3 Përzierjet SMA me përmbajtje të lartë të fraksioneve të agregatit.
5.3.3
Përfundimet e Shembullit I të Përzierjes SMA
Përfundimet e bëra nga analiza e Shembullit I përfshijnë: Shtimi i fraksioneve në përzierje bën uljen e lakorës në pjesën e sitave më të mëdha se 2 mm. Pastaj vazhdon me rritjen e mbetjes së grimcave në sitën 2 mm, në tërësi, lakorja granulometrike SMA sillet në të njejtën mënyrë si ajo e asfalt ebtonit (asphalt concrete AC). Dallimi kryesor mes lakorës S dhe S1 është që fraksioni i rërës (0.063/2.0 mm) i përzierjes S1 është më i vogël rreth 5% se ai i përzierjes S, dhe kjo përqindje e materialit zhvendoset në fraksionin 2.0/8 mm të përzierje S1. Është e lehtë të vërehet që sasia e agregatit të fraksionit 8/11.2 mm është pothuajse e njëjtë në përzierjen S dhe S1; kjo do të thot që ndryshimet më të mëdha ndodhin në mes sitave 0.063 dhe 8 mm. Në përzierjen S1 ka më shumë fraksione të agregateve, rritë përmbajtjen e zbrazëtirave të ajrit në përzierje dhe rritë sasinë e nevojshme të binderit në SMA. Lë të shohim Figurën 5.3, e cila tregon klasifikime të shumta të përzierjes SMA. Secila prej tyre përmban shumë e më shumë grimca, dhe lakorët granulometrike zhvendosën në drejtim të shigjetës. Natyrisht, si pasojë e këtyre lëvizjeve janë gjithnjë e më shumë zbrazëtirat përgjatë agregatit. Pjesa II: Granulometrija në Kuader të Fraksionit të Agregatit - kur bëjmë projektimin e lakores granulometrike të fraksioneve të agregatit (më të mëdha se 2mm), është me rëndësi për t’i kushtuar vëmendje jo vetëm përqindjes së grimcave më të mëdha se 2 mm (të mbetura në sitën 2 mm) por gjithashtu edhe raportit të përmbajtjes të fraksioneve të ndryshme të
54
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
agregatit. Sipas disa rekomandimeve (p.sh., Schroeder and Kluge, 1992; Voskuilen, 2000), përzierjet që kanë deficit të agregatit kokërrimët, ose që kanë mungesë, janë të preferueshme. Pra le të vazhdojmë me Shembullin II që të diskutojmë ndryshimet në granulometri përbrenda fraksioneve të agregatit. Ky shembull nuk është i komplikuar, për këtë arsye nuk do të hasim në ndonjë vështirësi në interpretimin e tij; ky shembull është veçanerisht për ata të cilët projektojnë duke përdorë metodën e limiteve granulometrike. Shembulli II: Ndryshimet në Granulometri në Kuader të Fraksionit të Agregatit Le të fillojmë të analizojmë një përzierje SMA e cila ka një përmbajtje fikse të grimcave më të mëdha se 2 mm prej 75% (m/m), filer prej 10% dhe agregat të imët prej 15%. Do të përdorën lakoret granulometrike të SMA 0/11 sipas ZW-SMA-2001, agregat të imët 0/2, filer dhe tri fraksione të agregatit (2/5.6, 5.6/8, dhe 8/11.2). Për ta bërë më të lehtë detyrën është supozuar që asnjë nga fraksionet e agregatit nuk kanë grimca nën masë dhe mbi masë. Të gjitha vlerat në përqindje në këtë shembull paraqesin edhe përqindjen në masë (p.sh., fraksioni në masë (m/m). FAZA 1 Duhet të bëhet ndarja e barabartë për secilin fraksion të agregatit – 2/5.6, 5.6/8, 8/11.2, rezultatet janë paraqit në Tabelën 5.6. Diskontinuiteti i dëshiruar i granulometrisë është i pamundur të arrihet duke përdor këtë shpërndarje uniforme të përbërësve (25% për secilin). Për këtë granulometri ne mund të themi që është granulometri kontinuale. FAZA 2 Tani le të bëjmë ndarjen e fraksioneve të agregatit në proporcione të ndryshme. Sipas konkluzioneve të Shembullit I, duhet të shtohet më shumë agregat kokërr madh por fraksioni 2/5.6 mm duhet të zhvendoset për të thyer lakoren granulometrike ku ajo do të zhvendoset në siten 5.6 mm. Në Shembullin II, 25% të grimcave të agregatit kalojnë përmes sitës 2 mm ( sasia fikse siç është supozuar) dhe 50% kalojnë përmes sitës 5.6 mm (Figura 5.4)
55
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.6 Shembull i Përzierjes SMA me Shpërndarje Uniforme të Fraksionit të Agregatit Kokërrmadh përgjatë tri Fraksioneve (Shembull II, Faza I) Komponentët e përzierjes së Agregatit Fileri Rëra e thyer 0/2 Agregati kokërrmadh 2/5.6 mm Agregati kokërrmadh 5.6/8 mm Agregati kokërrmadh 8/11.2 mm
Përmbajtja, (m/m)
Komentet
10%
Agregati për mastik
15% 25% 25% 25%
Agregati>2mm (totali 75% [m/m])
Niveli i pritur i grimcave më të mëdha se 5.6 mm kalojnë 50% (p.sh., 70% kalojnë përmes sitës 5.6 mm). Rezultati duhet të jetë i atillë që sasia e materialit në mes sitave 2 dhe 5.6 (kalueshmëria prej 25% dhe 30%) duhet të sillet rreth 5%, e cila është e barabartë me shqyrtimet e bëra të fraksionit 2/5.6 mm që duhet të jetë 5%. Paraqitja e fraksionit 2/5.6 mm është identike me agregatin 2/5.6 mm. Prandaj grimcat e imëta (chippings) prej 2/5.6 mm janë reduktuar prej 25% në 5%. E vetmja gjë që na ka mbetur është të vendosim se ku do të shtojmë 20% të agregatit të rifituar, të grimcave të imëta 5.6/8 apo 8/11.2 mm. Le të supozojmë që 20% e agregatit të rifituar është vendosur tek fraksioni 5.6/8 mm, duke e lënë fraksionin 8/11.2 të pandryshuar. Tabela 5.7 paraqet përbërjen e komponimit në këtë fazë, përderisa Figura 5.5 paraqet lakoren granulometrike. Duhet të theksojmë edhe një herë që shpërndarja e materialit më të madhe se 2mm mbetët i pandryshueshëm dhe akoma në sasi prej 75% (m/m).
56
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.4 Shembull i një përzierje SMA me një shpërndarje të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve ( Shembulli II, Faza 1).
TABELA 5.7 Shembull i Një Përzierje SMA me një Shpërndarje jo të Barabart të Fraksioneve të Agregatit Ndërmejt Tri Fraksioneve – Kryesisht Agregatet 5.6/8 (Shembulli II, Faza 2) Përmbajtja
Komentet
Fileri
10%
Agregatet për mastik
Rëra e thyer 0/2
15%
Agregati kokërrmadh 2/5.6 mm
5%
Agregati>2mm
Agregati kokërrmadh 5/6.8 mm
45%
(tottali75%[m/më)
Agregati kokërrmadh 8/11.2 mm
25%
Komponentët e Përzierjes së Agregatit
57
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.5 Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabart të fraksioneve të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i zvogëlimit të sasisë së agergatit 2/5.6 dhe plotësimit me 20% të thërrimave 5.6/8 (Shembulli II, Faza 2).
Granulometria e rrallë (gap gradation) është një tipar dallues i një lakoreje granulometrike. Forma e thyer e lakores granulometrike të asaj përzierje shihet qartë. Pavarësisht nga ky përmirësim, përzierja ende nuk është e pranueshme sepse ajo përmban shumë pak material më të madh se 8 mm. Pra zëvendësimi 20% i materialit 2/5.6 mm me atë 5.6/8 nuk ka arrit qëllimin e duhur. Kështu le të provojmë një variant tjetër. FAZA 3 Këtë herë, le të shtojmë 20% e zhvendosur nga fraksioni 2/5.6 mm në 8/11.2 mm ( që përbën 25%+20%=45%), duke e lënë përmbajtën e fraksionit 5.6/8 njëjtë si në Fazën I (25%). Përbërja e përzierjes së re është paraqitë në Tabelën 5.8, ndërsa granulometria e saj është paraqitë në Figurën 5.6. Përzierja e arritur ndodhet në mes kufirit të sipërm dhe të poshtëm. Shihet qartë që akoma nevojiten disa përmirësime përbrenda fraksioneve të rërës, por për momentin temë kryesore është agregati kokërr madh. Profesionistet do të thoshin që është e nevojshme një “rrëmujë” e vogël e fraksioneve në mes fraksioneve të agregatit, në mënyrë që të ulët (zbritet) lakorja granulometrike edhe më shumë p.sh. në siten 8mm. Por pyetja është kjo, a do t’ia vlente? Mbi të gjitha, me uljen e lakores granulometrike në sitën 8 mm do të ngritët shpërndarja e grimcave më të mëdha se 8 mm, çka do të thotë më shumë agregat kokërrmadh. Përzierjen në të cilën dominon fraksioni 8/11.2 është përzierje me një strukturë të fortë; megjithatë, ajo do të karakterizohet me përmbajtje të lartë të zbrazëtirave të ajrit në agregat (voids in mineral aggregate-VMA), të cilat kërkojnë një sasi të madhe të përmbajtjes së binderit për të arrit nivelin e duhur të zbrazëtirave të ajrit. Ne gjithashtu fitojmë një makroteksturë më të mirë 58
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
(më të thellë), çka do të thotë rezistencë të mirë në rrëshqitje dhe shpejtësi të mëdha të lëvizjes së automjeteve. Pra përfundimi është se një përzierje e tillë do të ketë një qëndrueshmëri të lartë. Pra a do ishte i vlefshëm ky veprim? Pavarësisht nga kjo le të bëjmë një korrigjim të vogël në përzierje.
TABELA5.8 Shembull i Përzierjes SMA me një Shpërndarje të Pabarabart të Fraksioneve të Agregatit Përgjatë Tri Fraksioneve- Thërrimat Predominuese 8/11.2 (Shembulli II, Faza3) Komponentët e Përzierjes së Agregatit Fileri
Përmbajtja
15%
Agregati kokërrmadh 2/5.6 mm
5%
Agregati kokërrmadh 5.6/8 mm Agregati kokërrmadh8/11.2 mm
Agregati për
10%
Rëra e thyer 0/2
Komentet
mastik Agregati>2mm (totali 75%
25%
[m/më)
45%
FIGURA 5.6 Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabart të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i uljes së sasisë së agregatit 2/5.6 dhe shtimi i 20% të agregatit 8/11.2 (Shembulli II, Faza 3).
59
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FAZA 4 Pas ekzaminimit të lakores granulometrike në Figurën 5.6, ne mund të themi që me zbritjen e lakores në sitën 8mm thjeshtë nënkupton reduktimi në kalueshmëri prej 55 në 45%, ku paraqet një rritje të sasisë së grimcave më të mëdha se 8mm nga 45 në 55%. Kjo lëvizje nënkupton që ne duhet të rritim përmbajtjen e fraksionit 8/11.2 për 10%. Ky veprim duhet të balancohet, kështu 10% duhet të merret nga agregati 5.6/8. Si rezultat, komponimi i arritur i përzierjes është treguar në Figurën 5.9 dhe lakoren granulomertike në Figurën 5.7. TABELA 5.9 Shembull i Përzierjse SMA me një Shpërndarje jo të Barabart të Fraksionit të Agregatit Përgjatë Tri fraksioneve-Thërrimat Predominuese 8/11.2 (Shembulli II, Faza 4) Komponentët e Agregatit
Përmbajtja, (m/m)
Komentet
Fileri
10%
Agregati për mastik
Rëra e thyer 0/2
15%
Agregati kokërrmadh 2/5.6 mm
5%
Agregati>2mm
Agregati kokërrmadh5.6/8 mm
15%
(totali 75%[m/më
Agregati kokërrmadh8/11.2 mm
55%
FIGURA 5.7 Shembull i përzierjes SMA me një shpërndarje jo të barabartë të fraksionit të agregatit përgjatë tri fraksioneve-efekti i zbritjes së sasisë së agregatit 2/5.6 dhe 5.6/8 i kombinuar me 10% të fraksionit 8/11.2 (Shambulli II, Faza 4).
60
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Le të bëjmë tani finalizimin e ndryshimeve në përzierjen e agregatit: si rezultat i veprimeve të bëra në Fazat 1-4, përzierja dallohet për përmbajtjen e lartë të grimcave të mëdha (strukturë e fortë skeletore) dhe për një diskontinuitet të lakores granulometrike të SMA 0/11 sipas rregullores ZW-SMA-2001. Duke pasur parasysh ndikimin e madhësisë së kokrrave të agregatit në përmbajtjen e zbrazëtirave të ajrit, mund të përgatiten mostra dhe pastaj të testohen në mënyrë që të kontrollohen karakteristikat e tyre dhe në fund të bëhet ndonjë përmirësim i fraksioneve nëse është e nevojshme. Por akoma ekziston pyetja, nëse përzierja SMA është e duhur? Le të krahasojmë përzierjen SMA të projektuar sipas rekomandimeve Gjermane dhe rregulles 30-20-10. Krahasimi i Rezultateve të Shembullit II Duke Përdorë Proporcionet Gjermane të Përzierjes SMA- në Kapitullin 2, Tabela 2.1 tregon proporcionet e rekomanduara për fraksionet e agregatit të përzierjes SMA në veçanti sipas Librit Dav Gjerman ((Druschner and Schafer,2000). Krahasimi i rezultateve të Shembullit II me raportet sipas kërkesave Gjermane është dhënë në Tabelën 5.10. Krahasimet në Tabelën 5.10 tregojnë që përzierja jonë SMA ndryshon nga të dyja, si nga proporcioni origjinal i Zichner-it ashtu edhe nga ato rekomandimet Gjermane bashëkohore. Përzierja origjinale Gjermane SMA nuk përmban edhe aq shumë sasi të grimcave të mëdha. Kështu le të projektojmë të njëjtën përzierje sipas proporcioneve Gjermane DAV. Rezultati është i dhënë në Figurën 5.8. Lakoret granulometrike sipas DAV dhe Zichner kanë një formë më të butë, që mundësojnë shtrirjen dhe ngjeshjen më të lehtë të SMA-së. Pjesa më e madhe e përzierjes e përbërë nga grimcat e mëdha e bën përzierjen më pak të përshkueshme ndaj ujit. Krahasimi i Rezultateve të Shembullit II sipas rregullit 30-20-10 të Përzierjes SMA - duke u bazuar në rregullat e përshkruara më lartë, kontakti i duhur gur-mbi-gur krijohet nëse përqindja e kalueshmërisë së agregatit nëpër sitat 0.075mm, 2.36mm, dhe 4.75mm është 10%, 20%, 30%, respektivisht Tabela 5.11 tregon krahasimet në mes rezultateve të arritura të Fazës 4 dhe raportit sipas rregullit 30-20-10. Ekzistojnë disa ndryshime të dukshme. Së pari, 30-20-10 SMA duhet të përmban më shumë agregat më të madh se 2.36mm (80%), ndërsa një SMA e ngjashme i Shembullit I është projektuar me vetëm 75% në sitën 2.0mm.
61
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA5.10
Raportet e Rekomanduara të SMA 0/11S sipas Librit Gjerman DAV të Krahasuara me Rezultatet e Dizajnuara në Shembullin II
Raportet Origjinale te
Raportet e Rekomanduara përbrebda Shtresës SMA Fraksionet e Agregatit Sipas Udhëzimeve Gjermane për SMA 0/11S (Fraksionet
Zichner-it
Masë)b
Faza 4
në sitën 2.0mm)
Fraksioni 2/5.6
10%
1 pjesë
5%
10.70%
Fraksioni 5.6/8 Fraksioni 8/11.2 Totali
27%
2 pjesë
15%
21.40%
38% 75%
4 pjesë 7 pjesë
55% 75%
42.90% 75.00%
Komponentet e Fraksionit SMA
a b
Raportet e Përzierjes të Konvertuara Sipas German DAV Shembull II i
Udhëzimeve (për 75 %
SMA-së,
e Grimcave të mbetura
Shiko Tabelën 6.4 Nga Drüschner, L., Schäfer, V., Splittmastixasphalt. DAV Leitfaden. Deutscher Asphaltverband, 2000
FIGURA 5.8 Përzierja SMA të Shembullit II, Faza 4, duke u bazuar në raportet sipas Librit Gjerman DAV të krahasuara me granulomertinë origjinale dhe proporcionet e Zichner-it.
62
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.11
Raportet e Rekomanduara SMA sipas rregullit 30-20-10 të Krahasuara me Rezultatet e SMA të Projektuara në Shembullin II
Granulometria Kalimi nëpër sitën 0.075-mm Kalimi nëpër sitën 2.36-mm Kalimi nëpër sitën4.75-mm
Raportet e Përafërta SMA të Rekomanduara Sipas Rregullit 30-20-10 (për SMA 0/12.5)
SMA 0/11 I Shembullit II, Faza 4, Shëndërrimi I Përafërt I Kalimit në Sitat U.S.
10% (m/m) 20% (m/m)
10% (m/m) në sitën 2.0-mm
30% (m/m)
19% (m/m) në sitën 5.6-mm 31% (m/m)
Në lidhje me grimcat më të mëdha se 4.75mm, rezultati i arritur nga Shembulli II është në përputhje me kërkesat për 30%. Figura 5.9 paraqet përzierjen SMA të përmirësuar në atë mënyrë që raporti i tyre është në përputhje me supozimin e rregullit 30-20-10. Përzierja SMA e projektuar sipas rregullit 30-20-10 është përzierje me granulometri më të rrallë (gap graded) se ajo Shembulli II që kem paraqitë, i cili është veçanërisht evident në përqindjen e kalueshmërisë në sitën 2.0 mm. Në përgjithësi përzierjet me një granulometri të tillë të rrallë është më vështirë të kompaktësohen dhe janë më shumë të qëndrueshme. Nga ana tjetër, është një strukturë skeletore e fortë me një granulometri të pastër (kontakti gur mbi gur).
FIGURA 5.9 Përzierja SMA i Shembullit II, Faza 4, i kompaktësuar, sipas rregullit 30-20-10
63
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përmbledhje e Shembullit II Në vijim janë dhënë një numër i konkluzioneve të analizuara në Shembullin II: Të katër variantet kanë ruajtur përmbajtjen fikse të grimcave të agregatit (chippings) prej 75%. Raportet në mes fraksioneve të agregatit nuk mund të jenë të barabarta për arsye se kjo shkakton humbjen e diskontinuitetit të nevojshëm të granulometrisë. Sasitë e grimcave të imëta në fraksionet e agregatit duhet të reduktohen Përmbajtja e grimcave më të mëdha se 2 mm (agregati kokërrmadh) në një përzierje SMA nuk përcakton strukturën e agregatit dhe karakteristikat; agregatet që kalojnë nëpër sitat 5 ose 8 mm janë të nevojshme gjithashtu. Rritja e sasisë së grimcave më të mëdha se 5 mm na shpie në formimin e përzierjeve më të hapura; ky efekt është edhe më i dallueshëm kur rrisim sasinë e grimcave më të mëdha se 8 mm.
FIGURA 5.10 Krahasimi i granulometrive të SMA-së: rregulli 30-20-10 (vija e plotë) dhe vijat DAV për 70% dhe 80% e fraksioneve të agregatit (vijat e ndërprera). Pikat paraqesin limitet granulometrike në fraksionet e agregatit të themeluara nga German TL Asphalt-StB 07 për SMA 11S.
Granulometria e Agregatit Kokërrmadh Kundrejt Shpërndarjes së Zbrazëtirave të Ajrit hulumtimet e bëra në Holandë (Voskuilen, 2000) kanë vërtetu që granulometria a agregatit ushtron një ndikim në shpërndarjen e zbrazëtirave në përzierje. Shkurtimisht, përfundimet e bëra në Holandë janë: Fraksionet me granulometri më të imët karakterizohen me sasi më të madhe të poreve të vogla të shpërndara në mënyrë të barabartë në përzierje, e që formojnë një kontakt më të mirë ndërmjet grimcave, dhe si kontrast, rritë rrezikun e shtyrjes së grimcave mënjanë nga grimcat më të mëdha të fraksioneve të rërës.
64
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Fraksionet granulometrike me granulometri më të trashë karakterizohen me sasi të vogël të poreve të mëdha të shpërndara në mënyrë të pa barabartë përgjatë përzierjes. Përcaktimi i Madhësisë së Grimcave Aktive - pas shembujve që kemi bërë në ndryshimin e raporteve në fraksionet e agregatit, është koha për të shqyrtuar çështjen e ndikimit të grimcave aktive në përzierje. Siç e kemi thënë në Kapitullin 2, grimca aktive janë ato të cilat bartin ngarkesa. Problemi i themelimit të grimcave aktive në strukturën SMA të fraksionit të caktuar, të themi 2/4 (ose 2/5.6) mm, është diskutuar në atë kapitull. Sipas rregullave Gjermane për SMA, kjo madhësi e grimcave, mund të përdorët për këtë qëllim, edhe pse në një masë të kufizuar (siç tregojnë raportet Gjermane që në SMA 0/11 vetëm një e shata e tërë agregatit duhet të jetë e madhësisë 2-5mm). Sipas raporteve U.S. kjo madhësi nuk duhet të përdorët, por ajo varët nga kokrra maksimale e agregatit në përzierjen SMA ose NMAS. Sa më i ulët kufiri i sitës, nga e cila grimcat aktive mund të numërohen, ajo quhet pika e thyerjes (breakpoint BP) në Shtetet e Bashkuara. Klasifikimet e miratuara në Shtetet e Bashkuara, në Udhëzimet NAPA për SMA QIS 122imponon limitet e madhësisë më të vogël të grimcave aktive duke u bazuar në NMAS si në vijim: NMAS: 25 mm
BP sieve = 4.75 mm
NMAS: 19 mm NMAS: 12.5 mm NMAS: 9.5 mm NMAS: 4.75 mm
BP sieve = 4.75 mm BP sieve = 4.75 mm BP sieve = 2.36 mm BP sieve = 1.18 mm
Në çdo rast, grimcat 2.36/4.75 mm (më ulët se 4.75) janë konsideruar si grimca aktive në SMA 0/9.5 mm. Në SMA 0/4.75 mm, fraksioni 1.18/2.36 mm konsiderohet aktiv gjithashtu . Në përzierjet me agregat kokërr madh, agregatet mbi 4.75 mm konsiderohen si aktive. Zgjedhja e sitës BP ndikon jo vetëm në formën e lakores granulometrike por gjithashtu edhe në karakteristikat e përzierjes SMA. Në përgjithësi, sa më e madhe sita BP, predominojnë grimca më të forta aktive në përzierje. Mund të thuhet që fraksionet e agregatit bëhen te një madhësie të njëjtë siç bëhet edhe diskontinuiteti më i fortë. Kur vlerësohen lakoret granulometrike të sitave të ndryshme BP, mund të nxirren përfundime se sa më e madhe sita BP, pika thyerëse e lakores granulometrike zhvendoset në të djathtë. Dhe kështu mund të thuhet që sa më e madhe sita BP, përzierja është më e hapur dhe kërkohet binder më shumë. Rezultatet e disa punimeve në Shtetet e Bashkuara (Cooley and Brown, 2006) tregojnë që me rritjen e madhësisë së sitës BP do të kemi disa karakteristika në përzierjen SMA sepse ajo ndikon në rritjen e:
65
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përmbajtjen e zbrazëtirave në përzierjen e agregatit (p.sh., VMA),shkakton një rritje të konsiderueshme në sasinë optimale të binderit, sasi të tepërt të zbrazëtirave të ajrit në strukturen e agregatit duhet të mbushen me binder. SMA rezistente ndaj deformimeve permanente, që është një efekt i dobishëm. Përshkueshmëria e përzierjes- me të njëjtën përmbajtje të zbrazëtirave në përzierjen SMA, përshkueshmëria është më e madhe me BP më të madh. Përmbledhje e Pjesës II të Granulometrisë së Fraksionit të Agregatit - një përmbajtje fikse e agregatit kokërr madh është supozuar në Pjesën II në shembullin e shqyrtuar. Ne shqyrtuam ndarjen e fraksioneve të agregatit dhe pasojat e mëvonshme. Ne pamë formën e lakores granulometrike në pjesën e sitës 2 mm që ka një rendësit të madhe për karakteristikat e përzierjes SMA. Kështu me rritjen e përmbajtjes së agregatit kokërr madh, ne rrisim: Razistencën ndaj deformimeve permanente (në përgjithësi, por jo në të gjitha rastet) Përmbajtjen e VMA Sasinë e binderit Përshkueshmërinë e shtresës Një vërejtjet e fundit: përmirësimi i strukturës skeletore duke përdorë vetëm grimca kokërr madh, domethënë, krijimi i një përzierje te një madhësie të njëjtë të grimcave, do na sjell probleme të mundshme në mbylljen e grimcave të strukturës skeletore; në kundërshtim më atë se çka presim, një shtresë e tillë do jetë e kualitetit të dobët. Pjesa III: Forma e Grimcave të Fraksionit të Agregatit Forma e kokrrave të agregatit, nga ajo e rrafshët dhe e zgjatur deri te ato kubike, kanë një ndikim të rëndësishëm në përzierjen SMA. Një përmbajtja e madhe e grimcave të rrafshëta dhe të zgjatura të agregatit ka efektet e më poshtme: Rritë përmbajtjen e zbrazëtirave të ajrit në përzierjen e kompaktësuar të agregateve aktive E zvogëlon punueshmërinë e përzierjes Rritë rrezikun e paraqitjes së njollave yndyrore (fat spot) të cilat paraqiten kur bëhet kompaktësimi i shtresës SMA. Në German DAV handbook (Druschner and Schafer, 2000), kujdes i veçantë i është kushtuar ndikimit të formës së grimcave të fraksionit 2/5.6 mm në përmbajtjen e zbrazëtirave në SMA, veçanërisht duke iu referuar përzierjeve SMA 0/8 dhe 0/8S. Pjesa IV: Ndikimi i Dendësitetit të Grimcave të Agregatit Paraqitja e dallimeve të dukshme të dendësitetit në fraksionet individuale të përzierjes së agregatit na detyron të diskutojmë rreth raporteve vëllimore në përzierjen e agregatit dhe përmirësimet e nevojshme në lidhje me përmbajtjen e binderit.
66
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Dallimet e konsiderueshme në dendësitetin e agregatit në përzierjen SMA mund të shkaktojnë një numër problemesh. Kjo situatë ndodhë jo rrallë; megjithatë, është e mundur të gjendet material shumë i lehtë i kombinuar me agregat shumë të rëndë (p.sh.,dendësitetet e përafërta 2.400 dhe 3.100 Mg/m3). Shpërndarja e masës dhe vëllimit nuk korrespondojnë njëra me tjetrën nëse ekzistojnë dallime të konsiderueshme në dendësitetin e agregatit. Prandaj, janë krijuar disa udhëzime të cilat lejojnë paraqitjen e diferencave mes dendësiteteve. Për shembull lejohet diferenca përafërsisht 0.2 Mg/m3 sipas AASHTO M 325-08; nëse është më e lartë, shpërndarja në sita duhet të konvertohet në njësi vëllimi. Përveç problemeve me përzierjet e agregateve, përdorimi i agregateve me dendësitete të ndryshme na paraqet domosdoshmërinë e përmirësimit të përmbajtjes së binderit. Për këtë arsye, koeficientet korrektues janë përdorë në tërë botën. Që nga viti 2006 rregullat për përmirësimin e përmbajtjes së binderit janë standardizuar në shtetet Evropiane CEN. Shembull Laboratorik Lidhshmëria mes përmbajtjes së zbrazëtirave të ajrit dhe kokrrave të agregatit është ilustruar mirë me anë te një shembulli laboratorik. Dy përzierjet të identifikuara me shkronjat E dhe F, janë formuar në kushte laboratorike për të demonstruar ndryshimet në mes përzierjeve SMA me granulometrinë si në vijim: Lakorja “E” karakterizohet me diskontinuitet më të vogël (më shumë uniforme) të granulometrisë. Lakorja “F”, e dizajnuar sipas lakores granulometrike U.S duke përdorë Udhëzimet NAPA QIS-122 për SMA ka shumë më shumë përmbajtje të kokrrave të mëdha të agregatit. Të dyja përzierjet janë përgatit me kombinimin e sitave. Të njëjtat kombinime janë bërë për te dy lakoret granulometrike për analizimin e përzierjeve të agregatit. Lakoret granulometrike E dhe F janë paraqitë në Figurën 5.11. Krahasimet e këtyre lakoreve janë dhënë në Tabelën 5.12. Figura 5.12 paraqet fotot e prerjes tërthore të mostrave të përzierjeve E dhe F. Në lakoren F vërehet një diskontinuitet i lartë të granulometrisë (agregati 5.6/8 mungon në këtë komponim apo përzierje) dhe përmbajtje të ulët të fraksionit të rërës (rreth 2.5%). Duhet të theksohet që ndryshimet në mes përmbajtjes së fraksionit më të madh se 2 mm është 1.9%. Ndryshimet më të mëdha paraqiten në sitat 6.3 dhe 8.0 mm. Ndryshimet mes përzierjeve rritën me rritjen e madhësisë së sitës. Përzierja F është bërë në pajtim me lakoren U.S. granulometrike duke përdor NAPA QIS-122, e cila është e bazuar në supozimin që kontakti i drejtpërdrejt në mes grimcave duhet të garantohet, çka do të thotë që kushti i kontaktit gurmbi-gur duhet të plotësohet.
67
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.11 Lakoret granulometrike të përzierjev: E (vija e plotë), F (vija e ndërprerë)
TABELA 5.12 Përbërja e Përzierjes së Agregatit E dhe F Përzierja
Përzierja
E
F
Diferenca
% (m/m)
% (m/m)
Mes Përzierjeve
1. Përmbajtja e fraksionit të filerit
9.1
9.7
+0.6
2.Përmbajtja e fraksionit të agregatit të imët
11.2
8.7
–2.5
3. Përmbajtja e fraksionit >2.0 mm
79.7
81.6
+ 1.9
4. Përmbajtja e fraksionit > 4.0 mm
73.4
77.4
+ 4.0
5. Përmbajtja e fraksionit > 6.3 mm
65
76
+ 11.0
6. Përmbajtja e fraksionit > 8.0 mm
55
69
+ 14.0
Përbërja Karakteristikat e Përzierjes së Agregatit
68
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 5.12 Foto e prerjes tërthore të mostrave Marshall të përzierjes E dhe F.
Që të dy përzierjet SMA janë prodhuar me përmbajtje të njëjtë të sasisë së binderit (6.4% të masës), ndërsa dallimet mes tyre janë të dukshme kur krahasojmë përmbajtjen e zbrazëtirave në mostrat e Marshallit. Përmbajtja e zbrazëtirave është si në vijim: përzierja E ka 4.7% (v/v) dhe përzierja F ka 5.2% (v/v). Kështu që me rritjen e përmbajtjes së kokrrave të mëdha të agregatit na sjell deri te formimi e një përzierje të hapur SMA. Me fjalë të tjera, kur lëvizim lakoren granulometrike në drejtim të përmbajtjes më të lartë të kokrrave të trasha, duhet të kemi parasysh edhe rritjen e përmbajtjes së binderit, dhe me siguri edhe stabilizuesin. 5.3.4
Projektimi i Përzierjes së Agregatit me Grimca më të vogla se 2 mm
Kur projektojmë një lakore granulometrike me grimca më të vogla se 2mm (filer dhe grimca të imëta të agregatit), duhet të kemi parasysh që karakteristikat që e bëjnë përzierjen SMA t’i reziston deformimeve permanente janë të ndërlidhura direkt me strukturën skeletore të agregatit. Mastiku i përbërë nga fileri, grimcave të imëta të agregatit, dhe binderit duhet të luaj rolin e lidhjes së kokrrave të agregatit, kështu sasia e tij nuk mund të jetë më e madhe së hapësira e lirë e mbetur në përzierjen granulometrike të komapktësuar. Përmbajtja e Grimcave të Imëta në Fraksionin e Agregatit - në përzierjet klasike të SMA dhe në rregulloret e prezantuar në shumë vende, përmbajtja totale e grimcave më të imëta se 2 mm sillet rreth 15-30% (m/m). Kur ne shtojmë përmbajtjen tipike të filerit (8-13%), ne fitojmë rreth 22% të fraksionit të rërës (0.063/2.0 mm). Por kur projektojmë përmbajtjen e grimcave të imta në një përzierje SMA, duhet të kemi parasysh rritjen e përmbajtjes së grimcave të imëta gjatë kompaktësimit si shkak i thyerjes së grimcave kokërr trasha. A është i dëshirueshëm fraksioni i rërës në një përzierje? Po të shikojmë formën e lakores granulometrike të SMA në një shembull, mund të imagjinojmë një përzierje ku lejohet t’i shtohen të gjitha sasitë e filerit [p.sh., përafërsisht 13% (m/m)ë në vend të 0.063/2.0 material.
69
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Ky shembull është i ilustruar në Figuren 5.13. Siç mund të shihet, lakorja granulometrike gjendet brenda limiteve mbi madhësinë e sitës 0.85 mm. Pastaj lakorja “zbret” , çka do të thot që aty ka vetëm disa grimca, që janë të nevojshme për krijimin e mastikut. Padyshim, krijimi i përzierjes SMA pa përmbajtjen e materialit 0.063/2.0 nuk është e mundur. Fraksioni i rërës është i domosdoshëm, për arsye se krijon mastikun me vetëm grimca të filerit dhe bën të mundur arritjen e karakteristikave të pritshme në projektimin e SMA-së. Pra a është e mundur të përcaktohet lakorja më e mirë granulometrike në sipërfaqen nën 2 mm? Nuk ka ndonjë përgjigje të qartë në lidhje me këtë, për arsye se varet shumë nga tipi dhe karakteristikat e filerit dhe gjithashtu veçoritë e materialit 0.063/2.0. Megjithatë, duhet të kemi parasysh këto veprime gjatë projektimit:
FIGURA 5.13 Shembull i granulometrisë së agregatit pa prezencen e grimcave të imëta (0/2 mm).
Me ngritjen lartë të lakores granlometrike, rritet edhe rreziku i mbylljes së poreve të përzierjes duke krijuar kështu një përzierje të mbyllur dhe kështu paraqitet tepricë e mastikut duke shkaktuar paraqitjen e njollave yndyrore (fat spots). Me zbritjen poshtë të lakores granulometrike rritet rreziku i paraqitjes së poreve të tepërta duke krijuar kështu një përzierje të hapur. Projektimi i përzierjes duke përdor sasi maksimale të filerit dhe sasi minimale të rërës është një disavantazh dhe shumë e rrezikshme. Sasia e filerit duhet të sillet në mes të intervalit të lejuar (p.sh., rreth 9-10% [m/më) që të bën të mundur mbledhjen e materialit në sitat më të vogla se 1.0 mm dhe për të ndalu rrezikun ndaj ngritjes së lakores granulometrike. Rëra natyrore (jo e prodhuar) mund të aplikohet për shtresat SMA të rrugës me vëllim të ulët të trafikut.
70
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përmbajtja e Filerit - në shumicën e rregulloreve për SMA, përmbajtja e grimcave që kalojnë përmes sitave më të imëta (0.075 ose 0.063 mm) zakonisht sillet rreth 8% deri 13% (m/m). Megjithatë, aplikimi i maksimumeve ekstreme mund të jetë e rrezikshme që është 8% mund të na çojë në ndërtimin e sasisë së vogël të mastikut. Nga ana tjetër, sasia e tepërt e fielrit (p.sh., përafërsisht 13%) mund të krijon një sasi të tepërt të përmbajtjes së mastikut, duke krijuar kështu një përzierje të shtangët ose rritë rrezikun e formimit të pikave yndyrore (fat spots). Në Kapitullin 3 është diskutuar raporti optimal mes sasisë së filerit dhe binderit e që është ilustruar shumë mirë raporti filer-binder (sipas masës ose vëllimit). Kjo nënkupton që secilës sasi të filerit i korrespondon sasia e caktuar optimale e binderit. Pas leximit të kapitullit 3, duhet të jetë e qartë se ekzistojnë të gjitha llojet e filerit dhe ndryshimet mes tyre nuk qëndrojnë vetëm në një sipërfaqe të caktuar (p.sh., te lakorja granulometrike) por gjithashtu ndryshojnë edhe në përmbajtjen e zbrazëtirave në filerin e kompaktësuar (që përcaktohet me anë të metodës së Rigden-it).
5.4 PËRCAKTIMI I PËRMBAJTJES SË BINDERIT Përcaktimi i përmbajtjes së binderit në një përzierje SMA është relativisht lehtë. Me projektimin e duhur të përzierjes së agregatit në të njëjtën kohë bëhet e mundur edhe përmbajtja e duhur e zbrazëtirave të ajrit në përzierjen e kompaktësuar. Shumica e udhëzueseve për SMA kanë përcaktuar përmbajtjen minimale të binderit, dhe limitimi i përmbajtjes së sasisë maksimale të binderit paraqitet herë pas here. Përcaktimi i përmbajtjes së binderit në SMA është hapi i ardhshëm i punës pas rregullimit të përzierjes së agregatit (duke përdor njërën nga metodat). Normalisht, qëllimi është të përcaktojmë përmbajtjen e binderit, ku kjo na mundëson të arrijmë nivelin e duhur të zbrazëtirave në përzierjen e kompaktësuar. Metoda e komapktësimit mundëson arritjen e sasisë optimale të binderit, megjithatë është shumë e rëndësishme të përdorën përpjekjet ekuivalente për kompaktësim. Për shembull, numri i goditjeve duhet të jetë 2x50 goditje në Marshall, përndryshe, numri i rrotullimeve në gyratori duhet të standardizohet dhe të përdorët vazhdimisht. Parametrat jo të përshtatshëm të kompaktuesit gyratori (gyratory compaction) të çojë në rezultate të gabuara të përmbajtjes optimale të binderit. Përdorimi i ndonjë formule që mundëson përcaktimin e përmbajtjes optimale të sasisë së binderit është shumë e rrallë. Kjo formulë është përpiluar duke u bazuar në konvertimin e sipërfaqes specifike të përzierjes së agregatit, dhe përcaktimit të trashësisë së shtresës së nevojshme për veshje të agregatit. Megjithatë, është e nevojshme të theksohet që probabiliteti i caktimit të sasisë optimale të binderit nuk është i madh, për arsyer se faktorët konvertues më të shpeshtë janë adaptuar për AC (Asphalt Concrete) e jo për SMA. Natyrisht, aty nuk merret parasysh specifika e formimit të zbrazëtirave siç e pamë në Pjesën I.
71
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Një supozim apriori e përmbajtjes specifike të binderit në SMA është një aspekt tjetër interesant i përzgjedhjes së sasisë optimale të binderit. Duke patur parasysh përmbajtjen optimale të binderit, selektohet një përzierje adekuate e agregatit për të lejuar sasinë e binderit të kërkuar, duke përdor rregullat tashmë të njohura nga lexuesi.
5.5 KËRKESAT PËR PROJEKTIMIN E NJË PËRZIERJE SMA Karakteristikat vëllimore janë një ndër kërkesat më të shpeshta të kontrollit laboratorik të një përzierje SMA. Kërkesa e parë është që të sigurohet përmbajtja e nevojshme e zbrazëtirave në mostrën e kompaktësuar. Kërkesat e vetive mekanike (p.sh., stabiliteti) përcaktohen shumë shpesh, përderisa karakteristikat që kanë të bëjnë me performancën (p.sh., rezistenca ndaj deformimeve –rutting resistance) mund të shihen më shumë në specifikacione. Tablea 5.13 paraqet një përmbledhje të shkurtër të kërkesave të ndryshme. Pas përfundimit të projektimit te një përzierje të agregatit dhe përmbajtjes së binderit dhe stabilizueseve, ia vlen të kontrollohet nëse karakteristikat e përzierjes së re SMA mund të japin karakteristikat e kërkuara nga ana e konsumatorit pas ndërtimit.
72
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.13 Përmbledhje e Kërkesave të Përzierjes SMA në Vende të Ndryshme Karakteristikat Përmbajtja e zbrazëtirave në mostrën SMA kompaktësuar
Kërkesat 2.0%–4.0% (v/v) 3.0%–4.5% (v/v) për trafik të rëndë ≤5.0% (v/v)
Shembull
Komentet
Shumica e vendeve
Varg I rekomaduar
Zelanda e re
Deklaruar limiti I siperm (I ngjajshem me ate te quajtur dendesiteti refuzimi) Vlera e rekomanduar per SMA 0/11 17% pragu I cili perdoret ne fazen e kontrollit te prodhimit 17.5 ose 18.0% (v/v) pragu I rekomanduar ne fazen e recetes
≥19% (v/v)
Korea e Jugut
19% limit per SMA 0/10; 20% limit per SMA 0/8 SMA per trafik te rende Rekomanduar 85%
≥20% (v/v) Zbrazetirat e mbushura me binder (VFB)
70%–85% 80%–90%
Slloveni Finlande
Permbajtja e zbraz. Te ajrit ne mostren SMA te
≥20% (v/v)
Zelanda e re
Varesisht nga metoda e projektimit a
kompaktesuar me energji maksimale te
≥2.5% (v/v)
Republika Çekeb
E percaktuar me ane te proves se Marshallit
komapktesimit
Stabiliteti I Marshallit
ne mostra me perpjekje prej 2x100 ≥6.9
Republika Çeke
kN
b
Vetem kur perdoret metoda e Marshallit per projekt. Te SMA
Poloni b
E perdorur para implementimit
≥16 Prova uniaksiale
Mpa
moduli I shtangesise
te WTT aparatures
(statik mode) Metoda -EN 12697-22 paisje e vogel; temperatura 60C; 100,000 cikle, metoda B (PRDair ose wts air) (Vazhdon)
73
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 5.13 (VAZHDIMI) Përmbledhje e Kërkesave të Përzierjes SMA në Vende të Ndryshme Karakteristikat
Kërkesat
Rezistenca ndaj ujit
≥ 70%
Shembull Shtete e Bashk.
Komentet Metoda AASHTO T283
(ITSR)
Binder/mastik rrjedhja
≥ 80%
Slloveniab
Metoda EN 12697-12
≥ 90%
Polandab
≤ 0.3% (m/m)
Shumica e
Prova me ane te
vendeve
metodes Schellenberg
a Nëse mostrat janë përgatit me kompaktorin gyrator, dendësiteti maksimal lexohet pas 300 ose 350 gyratoreve b Qe nga viti 2006 ne Evrope anëtaret e CEN-it duhet te themelojn ne pajtim me EN 13108-5 dhe metodat e provës ne EN 12697 me kushtet e provës EN 13108-20.
5.6 PËRMBLEDHJE Përzierjet SMA mund të përdorën në të dyja rastet si shtresë e mesme e asfaltit dhe si shtresë sipërfaqësore. Trashësia e shtresës minimale të sugjeruar është 3.5-4 herë e madhësisë maksimale të agregatit. Si rregull e përgjithshme, ngarkesat me trafik të rëndë kërkojnë shtresë më të trashë të asfaltit. Në këto raste përzierjet 0/11 dhe 0/12.5 mm janë zgjidhjet më të mira. Fatkeqësisht, këto përzierje kanë pika të dobëta gjithashtu, që përfshijnë zhurma, karakteristikat kundër rrëshqitjes më të ulëta se ato me përzierje më të imët të agregatit. Fraksionet e agregatit kokërr madh - Kur projektojmë përbërjen e fraksionit kokërr madh, për të arritë granulometrinë e rrallë (gap gradation) më të mirë, përqindja e fraksioneve të ndërmjetme dhe të imëta duhet të reduktohen por përqindja e fraksionit të trashë duhet të rritet. Rritja e përmbajtjes së zbrazëtirave në përzierjen e agregatit dhe sasisë së binderit në SMA rezulton nga rritja e përmbajtjes së agregatit kokërr madh. Përcaktimi i përmbajtjes së grimcave më të mëdha se 2 mm në SMA nuk
74
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
përcakton as strukturën e agregatit e as karakteristikat e tij; është e nevojshme që të kemi njohuri në lidhje me përmbajtjen e grimcave më të mëdha se 5 ose 8 mm (ose sita të ngjashme). Me rritjen e shpërndarjes së grimcave më të mëdha se 5 mm, formohet përzierje e hapur; ky efekt është edhe ma i dukshëm kur rritet përmbajtja e grimcave më të mëdha se 8 mm. Prandaj, manipulimi me përmbajtjen e kokrrave të mëdha ka një ndikim të madh në ndryshimin e përmbajtjes së zbrazëtirave përbrenda fraksionit të agregatit. Projektimi i SMA me përmbajtje shumë të lartë të agregatit kokërr madh na shpie në domosdoshmërinë e shtimit të sasisë së madhe të binderit, dhe stabilizuesit gjithashtu. Përzierje të tilla karakterizohen gjithashtu me një qëndrueshmëri të madhe dhe rezistencë më të madhe. Rritja e sasisë së agregatit me formë të rrafshët (petëzuar) dhe të zgjatur ka efektet si në vijim:
Rritë përmbajtjen e zbrazëtirave në përzierjen e agregatit
Zvogëlon punueshmërinë e përzierjes
Rritë rrezikun ndaj thyerjes së grimcave të rrafshëta dhe të zgjatura gjatë komapktësimit (që përcillet me rrjedhjen e mastikut jashtë). Rëra dhe fileri Projektimi i SMA-së duke përdorë sasinë maksimale të filerit dhe sasinë minimale të agregatit të imët nuk është e dëshirueshme dhe paraqet një disavantazh Sasia e filerit në përgjithësi duhet të jetë afër mesatarës së intervalit të lejuar, çka do të thotë rreth 9-10% (m/m), për të mundësuar një sasi të përshtatshme të materialit 0.063/2-mm në sitat më të vogla se 1.0 mm. Përdorimit të sasisë së madhe të agregatit natyror (jo të thyer) duhet t’i shmangemi, dhe SMA të krijuara për trafik të rëndë, duhet të përjashtohet përdorimi i tij. Një tepricë e mastikut në krahasim me përmbajtjen e zbrazëtirave shkakton paraqitjen e njollave yndyrore dhe një rënie të rezistencës ndaj rrëshqitjes. Sasia shumë e ulët e mastikut nënkupton përmbajtje të madhe të zbrazëtirave të ajrit në shtresën e kompaktësuar, absorbim të lartë dhe përshkueshmëri të ujit dhe si pasojë një jetë të shkurtër. Përmbajtja e binderit Duhet të përdorën koeficientet korrektues të përmbajtjes së binderit që varen nga dendësiteti i agregatit. Që një përzierje SMA të ketë përmbajtje të duhur të zbrazëtirave të ajrit, nuk duhet që përmes ndryshimit të përmbajtjes së binderit të rregullohet përqindja e
75
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
zbrazëtirave, por ajo duhet të përmirësohet me rregullimin e granulometrisë së fraksioneve të agregatit, duke përfshi si në vijim:
Përmbajtjen e fraksionit të agregatit kokërr madh
Raportet e përbërësve përbrenda fraksionit të agregatit kokërr madh
Përmbajtjen e filerit
Përmbajtjen e binderit Përmbajtja e zbrzëtirave mund të jetë një ndër problemet më evidente në mostrën e kompaktësuar SMA; rritja e zbrazëtirave mund të arrihet duke shtuar grimca më të trasha (material i cili mbetët në sitën 4 mm ose 5 mm) ose me zvogëlimin e përmbajtjes së filerit, përderisa zvogëlimi i përmbajtjes së zbrazëtirave mund të arrihet me shtimin e grimcave të imëta. Kur krahasojmë kërkesat e udhëzuesëve të ndryshëm për përcaktimin e vëllimit, duhet të kemi parasysh ndryshimet kryesore të procedurave për përcaktimin e dendësitetit, të cilat përfundimisht mund të ndryshojnë rezultate.
6. PRODHIMI TRANSPORTI, SHTRIRJA E PËRZIERJES SMA Pas projektimit dhe kontrollit të përzierjes SMA, ka ardhur koha për prodhimin e tij. Në këtë kapitull kemi të bëjmë me:
Kërkesat për organizimin e bazes së asfaltit
Supozimet dhe kontrolli mbi proceset e prodhimit të SMA
Prodhimi i përzierjeve SMA në bazë
Ruajtja(deponimi) në silos i SMA-së prodhuar
Janë disa çështje që kanë të bëjnë me SMA, siç janë:
Deponimi i agregatit Agregati i deponuar nuk duhet të përzihet me materialin ranor nga baza
Agregati i mbuluar në magazinë është i dëshirueshëm, veçanërisht agregati i imët; përmbajtja e ulët e lagështisë në agregat përmirëson vetitë e agregatit; agregatet mund të jenë të magazinuara edhe në silose dhe të thahen paraprakisht, por ky ende është veprimi i rrallë (shiko Figurën 6.1). Deponimi i stabilizueseve-mund të përdorën magazinat e mbuluara; ruajtja në gjendje të thatë është shumë e rëndësishme kur bëjmë magazinimin e stabilizueseve të lirshëm (loose stabilizers) , (jo i granuluar). Mund të veçohen dy tipe të bazave të asfaltit në lidhje me mënyrën e përzierjes së përbërësve - bazat grumbulluese (batch plants) dhe uzinat përpunuese (drum-mix plant). Uzinat 76
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
grumbulluese janë shumë të njohura në Europë, ndërsa ato përpunuese mund të shihen çdo kund në botë. Uzinat përpunuese mund të përdorën për prodhimin e SMA, megjithatë,ato kërkojnë disa zgjidhje shumë speciale për grumbullimin e stabilizuesëve. Prodhimi i asfaltit në uzina duhet të jetë i rregulluar në mënyrë që të bëhet vendosja e duhur dhe efikase e asfaltit (p.sh.,gjerësia dhe trashësia e shtrersës, distanca nga punishtja, dhe numri i kamioneve për transport) në mënyrë që të organizohet shtrirja e SMA-së dhe ndërprerja e finisherëve të jetë në minimum.
FIGURA 6.1 Një uzinë e asfaltit në Slloveni me agregat te deponuar në silos: (a) pamja e silosit, dhe (b) grumbullimi i agregatit në një deponi nëntokësore.
Në vijim paraqesim disa këshilla të përgjithshme në lidhje me prodhimin e SMA-së: SMA kërkon proces të prodhimit pa ndërprerje, pa ndalesa. Përmbajtja e lagështisë së agregatit nuk duhet të jetë më e madhe se 0.5%, optimumi me pak se 0.2% (USACE Handbook, 2000). Si shkak i sasisë së vogël të rërës në SMA, agregatet kokërr madh që kalojnë përmes pajisjes tharëse në formë daulleje i ekspozohen një ngrohjeje më intensive; prandaj është e rëndësishme të sigurohemi që përzierja e asfaltit nuk është e tejnxehtë.
6.1
PROCESI I PRODHIMIT
Temperatura gjatë procesit të prodhimit të SMA-së: dy komponente të përzierjes SMA duhet të ngrohën-agregati dhe binderi. Kjo ngrohje ka për qëllim (1) eliminimin e lagështisë nga agregati deri në atë nivel sa të jetë e mundur mbështjellja e tij në mënyrë të duhur dhe (2)mbajtjen e temperaturës së duhur të përzierjes gjatë procesit të dërgimit për shtrirje, që mundëson vendosjen e duhur dhe kompaktësimin. Temperatura e përzierjes është e lidhur drejtpërdrejt me viskozitetin e binderit të zgjedhur. Sa më i ngurtë binderi, ose sa më shumë që binderi të jetë i modifikuar, temperatura e prodhimit duhet të jetë më e lartë. Kjo është arsyeja pse temperatura e prodhimit të SMA-së më së shpeshti specifikohet në funksion të tipit të binderit.
77
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Një përmbledhje e temperaturave të prodhimit të SMA-së është dhënë në Tabelën 6.1. Një gjë duhet të kemi parasysh që çdo rritje e temperaturës së përzierjes rritë rrezikun e rrjedhjes së mastikut të binderit nga agregati, gjithashtu shpejton procesin e vjetërsisë së binderit.
TABELA 6.1
Temperaturat Maksimale të Rekomanduara Gjatë Prodhimit të Përzierjes SMA për Shembull Binderi sipas Rregullave të Ndryshme Temperatura Maksimale e Përzierjes në Uzinat e Asfaltit (0C)
Lloji I Binderit Klasa e penetrimit 50/70 Klasa e penetrimit 70/100 Klasa e penetrimit 160/220 E modifikuar
Austria ONORM B 3584 (Tabela 13) <190 <180 — <190 (PMB 45/80–x) ose <200 (PMB 25/55–x)
Gjermani ZTV AsfaltStB 07 (Tabela 5) <190 <180 — <180 (PMB <180 (PMB
EN 131085:2006 (Tabela 16) <190 <180 <170 Sipas të dhënave nga procedura e
25/55–55)
nga PMB
Shënim: PMB= Polimeret e Modifikuara të Binderit Përzierja: të dhënat bazë - përzierja e komponentëve të bitumenit, bëhet përmes përzierëseve që gjinden në uzina. Uzinat kanë përzierëse të madhësive të ndryshme, zakonisht nga 1 ton deri 8 tona. Pavarësisht madhësive të ndryshme të përzierëseve (pugmill), koha e përzierjes mbetët e njëjtë për të gjitha uzinat (USACE Handbook, 2000). Përcaktimi i sasisë së duhur të materialit për përzierje është një hap mjaftë i rëndësishëm dhe është një ndër veprimet vendimtare të marra gjatë kalibrimit të uzinës. Sasia e materialit e përcaktuar për përzierje në një cikël nuk duhet të jetë shumë e madhe as edhe shumë e vogël në krahasim më vëllimin e përzierëses. Në rast të ngarkesës së madhe të përzierëses me material, përzierja nuk do të ketë efekt; përzierja do të jetë e përzier pjesërisht dhe stabilizuesit nuk do të shpërndahen në tërë përzierjen. Renditja e përbërësve të asfaltit në përzierëse - përcaktimin e renditjes së vendosjes së materialit në përzierëse ka për qëllim kryesisht arritjen e homogjenitetit të përzierëses. Përbërësit e përzierjes ndahen në dy faza: Përzierja e thatë-kjo fillon në momentin kur agregati është i vendosur në përzierëse, dhe përfundon në momentin kur fillon vendosja e binderit.
78
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përzierja e lagësht-kjo fillon atëherë kur fillon vendosja e binderit, dhe përfundon në momentin kur përzierja shkarkohet në një transportues i cili bartë materialin e nxehtë në silos. Në lidhje me fazat e lartëpërmendura të përzierjes, janë të njohura disa principe në vazhdim: Përzierjet në gjendje të thatë duhet të jenë të limituara në minimum sepse përzierjet pa binder rrisin mundësinë e thyerjes së grimcave më të dobëta në përzierjen e agregatit. Përzierjet në gjendje me lagështi-nëse përzierja bëhet më e gjatë se që është e paraparë, atëherë shkaktohet mplakja e parakohshme e binderit Sipas librit Gjerman DAV [[Druschner and Schaffer, 2000w, përzierja varet nga lloji i stabilizuesit. Në literaturën DAV supozohet që koha totale e përzierjes së një cikli duhet të jetë më e gjatë se 53 sekonda dhe përbëhet nga veprimet e treguara në Figurën 6.2. Përveç procedurës së përgjithshme sipas literaturës DAV, ekzistojnë përzierëse të ndryshme ndihmëse, varësisht nga forma e stabilizueseve (fibrat e përhapura apo të granuluara).
FIGURA 6.2 Sekuencat në uzinën e asfaltit sipas librit Gjerman DAV
Përzierja e SMA-së me Stabilizuesit e Granuluar (Granulated Stabilizer) - varësisht nga lloji i stabilizuesit, renditja e përzierjes mund të ndryshon. Në rastin e stabilizueseve të granuluar (granulated stabilizer), së pari bashkohen me filer dhe pastaj përzihen me agregat dhe nuk nevojitet kohë e posaçme për tharje (Figura 6.3). Zgjatja e kohës së përzierjes bëhet pas injektimit të binderit në përzierje, ku pastaj vazhdon koha e përzierjes për 10 sekonda. Në Figurën 6.4, është paraqitë një renditje e përzierjes së stabilizuesëve të granuluar.
79
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.3 Renditja e përbërësve të përzierjes SMA në përzierëse (pugmill) me përdorimin e stabilizueseve të granuluar-fibrave celuloze. Këtu vërehet që koha varet nga tipi i përzierëses (pugmill)
FIGURA 6.4 Renditja e përbërësve të përzierjes SMA në përzierëse (pugmill) me përdorimin e stabilizueseve të granuluar-fibrave celuloze. Këtu vërehet që koha varet nga tipi i përzierëses (pugmill).
Përzierja e SMA-së me Stabilizuesit e Lirshëm (Loose Stabilizer) - kur inkorporojmë stabilizuesit e lirshëm, që zakonisht gjinden të paketuar në qese, nevojitet kohë e posaçme (rreth 3 sekonda) për tharjen e përzierjes së stabilizueseve me agregat. Figura 6.5 përshkruan renditjen e përbërësve të përzierjes SMA me përdorimin e stabilizueseve të lirshëm (loose stabilizer). Një shembull tjetër e renditjes tjetër ipet në Figurën 6.6.
80
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.5 Një renditje e përbërësve të SMA-së në përzierëse me përdorimin e stabilizueseve të lirshëm (loose stabilizer).
FIGURA 6.6 Një renditje tjetër e përbërësve SMA me përdorimin e stabilizueseve të lirshëm. Shiko se si koha varet nga tipi i përzierjes.
6.2
KONTROLLI I PRODHIMIT TË PËRZIERJES SMA
Procesi i prodhimit të përzierjes SMA, si tek përzierjet tjera të asfaltit, duhet t’i nënshtrohet procedurës së kontrollit të komponentëve të përzierjes dhe karakteristikave tjera. Këto procedura ndryshojnë varësisht prej vendit, por në të shumtën e rasteve, kontrolli i granulometrisë dhe binderit është i njëjtë. Në përgjithësi dallohen dy metoda që janë të aplikueshme në shumë vende:
81
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Kontrolli i granulometrisë së agregatit(Përzgjedhja i sitave) dhe përmbajtja e binderit brenda tolerancës së dhënë Kontrolli i karakteristikave të vëllimit të SMA-së [(p.sh., përmbajtja e zbrazëtirave në agregatet minerale (VMA-voids ine a mineral aggregate) dhe përmbajtja e zbrazëtirave në përzierjen e asfaltit të kompaktësuar). Është mirë të theksohen karakteristikat vëllimore gjatë procesit të prodhimit; është edhe më e logjikshme për të verifikuar raportet vëllimore gjatë fazës së projektimit. Për më tepër, kontrolli i granulometrisë së agregatit, brenda tolerancës së lejuar, nuk garanton raportin vëllimor korrekt të agregatit, mastikut dhe zbrazëtirave të ajrit. Kontrolli sipas dokumenteve U.S. - një tipar dallues i qasjes bashkëkohore amerikane për kontrollin e prodhimit është aplikimi i metodave statistike siç është dënimi ose penaltitë si ndëshkim për tejkalimin e kufijve apo devijimit nga projektimi i duhur i përzierjes. (Nganjëherë bonuset përdorën gjithashtu si shpërblime për punët e bëra, por penalltitë janë më të zakonshme). Metodat e kontrollit të kualitetit përdorën shumë në Shtetet e bashkuara dhe njihen si metoda e kontrollit të kualitetit/kontrolli i sigurisë (Quality Controll/Quality Assurance QC/QA). Këto teste zakonisht përfshijnë kontrollin e prodhimit të materialeve bituminoze si në vijim (USACE Handbook, 2000): Komponentët e përzierjes-përmbajtja e binderit dhe granulometria e agregateve Karakteristikat fizike të përzierjes të caktuar në bazë të mostrave të Marshallit apo Gjyratori Compactor. Përmbajtja e zbrazëtirave të ajrit VMA (Voids in Mineral Aggregate,) Zbrazëtirat në agregat Zbrazëtirat e mbushura me binder (Voids Filled ëith Binder-VFB) Densiteti Stabiliteti dhe rrjedhja, është e domosdoshme Tek specifikimet QC/QA, prodhuesi i përzierjes është i ngarkuar me përgjegjësinë për kontrollin e prodhimit kualitativ (QC). Detyra laboratorike e tij është që të ndërmerr aktivitetin e kontrollit. Është përgjegjësi e investitorit (apo pronarit) të bëj verifikimin e Kontrollit të Kualitetit dhe Sigurimit të Qualitetit (QC dhe QA).Çdo prodhues i përzierjes duhet të formulon dhe të miraton planin e kontrollit të kualitetit (plani QC). Përveç kësaj, plani QC përshkruan numrin dhe shpeshtësinë e inspektimit të pajisjeve, kalibrimin e instrumenteve, dhe menaxhimin e dokumenteve. Informacione shtesë në lidhje me përdorimin e specifiakcioneve QC/QA mund të gjinden në publikime të ndryshme U.S (The Asphalt Handbook, 1989; USACE Handbook, 2000). Probleme dhe këshilla - sot pothuajse të gjitha uzinat kontrollohen në mënyrë kompjuterike. Është e nevojshme të përmendet domosdoshmëria për kujdes gjatë prodhimit të SMA-së. Kjo 82
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
vlen edhe për uzinat moderne të asfaltit. Zakonisht makinat moderne u japin personelit ndjenjën e besimit të plotë dhe kontrollit total gjatë procesit të prodhimit. Megjithatë, disa rrethana kanë vërtetu që ky besim i tepërt na shpie deri tek problemet. Vëmendje të veçantë duhet t’i kushtohet kontrollit të masës, temperaturave dhe çështjeve të proporcionit të materialeve. Të gjitha të dhënat të bëra në mënyrë kompjuterike duhet të kontrollohen periodikisht. Sasia e stabilizueseve e matur me anë të makinerisë mund të kontrollohet me diskonektimin e tubave dhe matjen e sasisë së materialit gjatë ciklit të prodhimit Figura 6.7 Një metodë tjetër është kontrolli i përmbajtjes së stabilizueseve në përzierje Figura 6.8 Fatkeqësisht, kjo metodë nuk përcakton prezencën e caktuar të sasisë së fibrave. Në fund një shënim i rëndësishëm në lidhje më largimin ose nxjerrjen e stabilizueseve. Duhet ndjekur rregullat për përgatitjen e drejt të mostrave (duhet të kemi parasysh prezencën e stabilizueseve si përbërës të përzierjes-shiko Figurën 6.11). Së pari fibrat stabilizuese duhet të largohen për të filluar shqyrtimin e agregatit.
FIGURA 6.7 Paraqitja e inspektimit të stabilizueseve të granuluar
FIGURA 6.8 Përzierja e SMA me stabilizant pas largimit(ekstraktimit) dhe para shqyrtimit të agregatit.
83
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Pasi të jetë prodhuar përzierja SMA në temperatura të larta në uzinë, ajo duhet të transportohet në vend punishte ku duhet të vendoset dhe të kompaktësohet. Ky kapitull paraqet çështjet që duhet të konsiderohen gjatë kësaj faze të procesit të ndërtimit.
6.3
TRANSPORTI I PËRZIERJES DERI TE VENDI I VUARJES NË VEPËR
Ndonëse transportimi i SMA-së mund të duket punë e thjeshtë, por ekzistojnë gjëra që mund të shkojnë keq të cilat mund të ndikojnë në pjesën tjetër të ndërtimit të procesit dhe përfundimisht në performancën e asfaltit. Ky kapitull përshkruan problemet potenciale dhe si t’i ndalojmë ato. Ngarkimi i kamionëve - përzierjet e nxehta SMA, në fillim të deponuara në silose, duhet të transportohen në vend punishte. Mënyra se si përzierja ngarkohet në shtratin e kamionit ndikon në cilësitë e më vonshme. Rregullat në vijim duhet të ndiqen për të parandaluar segregimin e përzierjes: Shkarkimi në shtratin e kamionit duhet të bëhet në vende të caktuara; përgjithësisht ngarkimi i parë bëhet në pjesën e përparme të shtratit të kamionit, i dyti në pjesën e pasme, dhe pjesa e mbetur vendoset në mes. Shtimi i sasisë së tepërt të përzierjes për të arrit ngarkimin e plotë të kamionit mund të na shpie deri te ndarja e grimcave të mëdha të agregatit nga përzierja (segregimi) dhe duhet t’i shmangemi. Kur përdorim kamionë të mëdhenj, kamioni duhet të ngarkohet në katër ose më shumë pjesë. Efekti i rrjedhjes (p.sh. rrjedhja e binderit ose e mastikut ) mund të ndodhë më rrethanat në vazhdim: Kur ka sasi të tepërt të binderit ose të mastikut Kur temperatura e përzierjes është shumë e lartë Kur nuk ka sasi të mjaftueshme të stabilizueseve ose kur është i kualitetit të dobët Gjithashtu duhet të kemi kujdes gjatë përgatitjes së shtratit të kamionit që ai të jetë i pastër. Pjesët këndore si dhe pjesa e poshtme e shtratit te kamionit duhet të jenë të mbeshtjellur me fluide anti ad’hezuese për t’iu shmangur ad’hezionit; nafta, benzina dhe agjent tjerë të rrjedhshëm mund të prishin strukturën e binderit dhe për këtë nuk janë edhe aq të përshtatshëm. Transporti - qëllimi kryesor gjatë transportit të asfaltit prej uzine e deri të vend punishtja është që të arrihet një transport i tillë i cili nuk ndikon në ndryshimin e karakteristikave e asfaltit. Minimizimi i humbjes së nxehtësisë së përzierjes dhe parandalimi i segregimit të përzierjes janë dy çështjet më të rëndësishme gjatë transportit të asfaltit. Kërkesat në lidhje
84
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
me transportimin e asfaltit në vend punishte shpesh ipen në specifikimet teknike. Disa kërkesa tipike ipen në shembullin e më poshtëm: Distanca maksimale mes uzinës së asfaltit dhe vendit për shtrirje (p.sh., 40 km) Koha maksimale e udhëtimit nga uzina e asfaltit e deri te vend shtrirja (p.sh., 2 orë) Përcaktimi i distancës në mes të uzinës së asfaltit dhe vend punishtes mund të jetë një veprim i gabuar ku udhëtimi në distancë prej 40 km në vende rurale nuk merr të njëjtën kohë si udhëtimi në të njëjtën distancë në qytete të mëdha. Koha e transportit është një tregues më i saktë; megjithatë disa ndryshime mund të vërehen. Përzierja me sasi të njëjtë nuk ftohet aq shpejtë pas 2 orëve gjatë verës sikurse ftohet gjatë vjeshtës së vonshme. Ndoshta mënyra më e mirë për përcaktimin e kërkesave për transport është që të caktohen kushtet e temperaturës së përzierjes. Kjo metodë e specifikimit të kërkesave mund të gjendet në Standardet Evropiane në lidhje me përzierjet bituminoze (p.sh., në EN 13108-5 standardet Evropiane për SMA). Aty paraqitet temperatura maksimale e prodhimit për lloje të ndryshme të materialeve bituminoze dhe temperatura minimale gjatë transportit të përzierjes. Kur transportojmë përzierjen SMA të nxehtë, formohet një shtresë e ftohur sipërfaqësore. Sa më e lartë shkalla e ftohjes së përzierjes, aq më e trashë do të jetë kjo shtresë sipërfaqësore dhe paraqiten më shumë probleme. Sa më gjatë që përzierja të mbrohet nda ndikimet e temperaturës (me anë të izolimit), shtresa e ftohur e përzierjes do jetë më e hollë dhe mundësia që të përzihet me material gjatë shtrirjes mbetët më e madhe. Ftohja e madhe e përzierjes gjatë transportit ose gjatë pritjes për shkarkim na shpi në formimin e një shtrese të trashë. Pjesët e mëdha të ftohjes, materiali jo i përzier shkakton një teksturë jo uniforme në shtresën e shtrirë. Ekziston një analizë e bërë nga Spuziak (2002) në lidhje me humbjen e nxehtësisë së përzierjes së asfaltit. Analizat supozojnë që humbja e nxehtësisë gjatë transportit të përzierjes mund të sillet deri në 50C/hr (me izolim të mirë) deri në 480C/hr (në lokacionet e hapura). Rënia e temperaturës së përzierjes varet nga faktorët në vijim: Kushtet termike gjatë transportit, duke përfshi edhe temperaturën e ajrit, mjedisit dhe shpejtësinë e erës Shpejtësia aerodinamike (shpejtësia e kamionit të ngarkuar me përzierje) Koha e transportit të përzierjes Masa e ngarkesës Forma e shtratit të kamionit dhe karakteristikat izoluese. Kushtet atmosferike, shpejtësia e erës janë faktor vendimtar sa i përket ftohjes së përzierjes gjatë transportit. Masa, vëllimi dhe forma e materialit të ngarkuar është gjithashtu e rëndësisë së veçantë. Çdo reduktim i trashësisë së shtresës gjatë transportit nxitë ftohjen e më shpejtë, prandaj forma e shtratit të kamionit është e një rëndësie të veçantë. Duke pasur këtë parasysh, shtrati me skaje harkore janë ideale (Figura 6.9). Në mote të ftohta mënyra më e mirë për të mbajt temperaturën e përzierjes është që të përdorim mjetet e përshtatshme për transport.
85
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Kamionët me shtretër të izoluar janë zgjidhja më e mirë, efekti i reduktimit të humbjes së nxehtësisë është i dukshëm (Figura 6.9 dhe 6.10).
FIGURA 6.9 Lokacioni i pikave ftohëse të përzierjes në pikat këndore të shtratit të kamionit (a) dhe (b) Forma këndore e shtratit të kamionit parandalon ftohjen e skajeve (c) dhe (d).
FIGURA 6.10 Rënia e temperaturës së përzierjes me dhe pa izolim gjatë përiudhës së dhënë. Në kët rast, temperatura e ambientit është -100C, 00C, ose +50C; sasia e përzierjes mbahet në shtratin e kamionit apo në kontejner me izolim special; dhe temperatura e përzierjes në uzinë është 140 0C ose 1600C.
86
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.11 Ndikimi i kapacitetit të ngarkesës dhe izolimi i aplikuar në shtratin e kamionit gjatë rënies së temperaturës së përzierjes në kushte të ndryshme klimatike.
6.4
KUSHTET PËR SHTRIRJE
Për shkak të rezistencës së lartë të përzierjes ndaj ngjeshjes si shkak i strukturës së përzierjes e përbërë nga agregati kokërr madh, përzierja SMA mund të shkakton probleme gjatë shtrirjes. Kështu, pothuajse në të gjitha vendet ku aplikohet SMA, disa kërkesa shtesë të kushteve të punës në punishte duhet të respektohen, që përfshijnë temperaturën e duhur, shpejtësia e erës dhe mungesa e shirave. Temperatura minimale e ajrit dhe shtresës së poshtme - që të sigurohen kushtet atmosferike dhe të jenë të pranueshme gjatë shtrirjes, temperatura e ajrit duhet të kontrollohet shumë herë. Në shumë vende, temperatura e ajrit nuk është edhe aq e rëndësishme sa është ajo e shtresës mbi të cilën vendoset shtresa e nxehtë. Kushtet e kërkuara për shtrirje shpesh varen nga trashësia e shtresës së ndërtuar, sepse shtresat e trasha ftohen më ngadalë dhe nga tipi i binderit të përdorur i modifikuar apo i pa modifikuar. Dy tipe të kushteve atmosferike mund të dallohen në specifikacione: kushtet gjatë kohës së shtrirjes dhe kushtet brenda 24 orëve para fillimit të punës. Kërkesat mesatare për temperaturën minimale të ajrit gjatë kohës së vendosjes së përzierjes SMA sillen prej 50C deri 100C. Në përgjithësi, kërkesat në lidhje me temperaturën po bëhen gjithnjë e më të rrepta (po rriten) në ato raste ku trashësia e shtresës është më e vogël se 40 mm; për këtë trashësi temperatura specifikohet të jetë +100C. Në Gjemrani ZTV Asphalt-StB 07, kufizimet në lidhje me kushtet atmosferike për shtresën SMA janë si në vijim:
87
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Kur trashësia e shtresës është me pak se 3 cm, temperatura minimale e ajrit është +100C, dhe temperatura minimale e nënshtresës është +50C. Kur trashësia e shtresës është më e madhe se 3 cm, temperatura minimale e ajrit është +50C. Kërkesat mesatare për temperaturën e shtresave të poshtme janë të ngjashme dhe sillen brenda intervalit 5-100C. Vlera më të larta përdorën shpesh për përzierjet me bitumene të modifikuara. Temperatura maksimale e shtresave të poshtme - limitimi i temperaturës minimale gjatë shtrirjes së SMA është kuptuar; megjithatë, është krejt diçka tjetër kur bëjmë shtrirjen e shtresës SMA mbi shtresën ekzistuese e cila ka temperaturë të lartë, si në rastet në vazhdim: Në shtresën e ndërmjetme e cila nuk është ftohur akoma Gjatë ekzekutimit të ashtu quajtur Asfalti i kompaktësuar – shtrirja dhe ngjeshja e dy shtresave (e mesme dhe veshëse) në të njëjtën kohë me një finisher Si rregull e përgjithshme, cilindrat për kompaktësim të shtresës SMA operojnë menjëherë pas finisherit. Kjo praktikë është e saktë në rrethana të caktuara për derisa përzierja ftohet shpejtë. Por, kur shtresa e poshtme është e nxehtë, një metodë e tillë mund të shkakton probleme, ku mund të paraqitet rrjedhja e binderit nën cilindra dhe krijimi i njollave yndyrore në sipërfaqe. Era dhe të reshurat - ekzistojnë kërkesa tjera në specifikime të ndryshme që është shpejtësia e erës. Le të shohim udhëzimet Polake WT2 2008, për shembull, rasti ku shpejtësia maksimale e lejuar është 16 m/sec (58 km/h). Vlera e shpejtësisë së erës në vend punim është e një rëndësie jashtëzakonisht e madhe, veçanërisht gjatë shtrirjes së shtresës së hollë të SMA-së. Reshjet e shpeshta dhe nevoja e shtrirjes së SMA-së në ato kushte ku nënshtresa është me lagështi janë probleme që shpesh shqetësojnë ndërtuesit e rrugëve. Shumica e rregulloreve nuk lejojnë shtrirjen e SMA-së në sipërfaqet me lagështi apo gjatë të reshurave (Figura 6.12). Shtresa e ujit e cila mbulon sipërfaqen të nënshtresës shkakton një rënie të shpejtë të temperaturës së SMA-së dhe gjithashtu pengon formimin e një lidhje të qëndrueshme ndërmjet shtresave të asfaltit.
88
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.12 Shtrirja e SMA gjatë reshjeve nuk është e dëshirueshme (dhe në të shumtën e rasteve është e ndaluar)
FIGURA 6.13 Ndikimi i ujit në rënien e temperaturës së SMA-së gjatë kompaktësimit në sipërfaqe me lagështi
Përgatitja e sipërfaqes - rregullat për përgatitjen e sipërfaqes SMA janë të njëjta me ato të përgatitjes së shtresave të tjera të binderit. Sipërfaqja e shtresës së poshtme duhet të jetë e pastër dhe të mos ketë pa pastërti e cila mund të pengon lidhjen e duhur në mes asfaltit të shtrirë dhe shtresës së poshtme. Nëse ka rërë mbi sipërfaqe ajo duhet të largohet nga sipërfaqja (Figura 6.14). Kur bëjmë shtrirjen e shtresës SMA mbi shtresën e mëparshme, duhet të kemi parasysh që ngjitësi i mastik asfaltit është largu dhe duhet të vendoset një ngjitës i ri. Gropat dhe plasaritjet duhet të mbushen para se të vendoset shtresa tjetër.
89
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.14 Shtrirja e shtresës së ndërmjetme të rërës para shtrirjes se SMA-së.
6.5
SHTRIRJA E ASFALTIT
Përmirësimi i gabimeve të bëra në përzierjen e asfaltit të cilat ndodhin gjatë transportit mund të jenë të mundshme deri në momentin e vendosjes së SMA. Në momentin kur asfalti vendoset me anë të finisherit, mundësitë për përmirësimin e kualitetit pakësohen në minimum. Pas atij momenti vetëm kompaktësimi mund të përmirësohet; gabimet e bëra gjatë projektimit dhe prodhimit nuk mund të korrigjohen. Elementet kryesore për shpërndarjen e duhur të shtresës SMA përfshijnë: Përzgjedhje e duhur e granulometrisë në raport me trashësinë e shtresës Funksionim efikas i finisherit (kur shpërndarja bëhet në mënyrë mekanike) Shpërndarje të mirë dhe të përshtatshme në vendet e pakalueshme nga finisheri Përdorimi i duhur i cilindrave.
90
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 6.15 PMB përbërësit për ngjitjen e vazhdimeve të asfaltit (a) gjatë shtrirjes me paisje speciale dhe (b) pas aplikimit.
Trashësia e shtresës - trashësia e shtresës SMA nuk duhet të jetë më e vogël se tri herë trashësia e kokrrës maksimale të agregatit, dhe në princip, jo më e madhe se katër herë. Përcaktimi i duhur i trashësisë së shtresës në lidhje me granulometrinë e saj mundëson kompaktësi të duhur të shtresës (duke arritur ngjeshjen e pritshme). Trashësia e shtresës ka një ndikim të konsiderueshëm në shpejtësinë e ftohjes së shtresës. Për ta thënë më shkurtimisht, sa më e hollë shtresa SMA, kompaktësimi është më i vështirë, pra shtresa e hollë ftohet më shpejtë por paraqiten probleme të kompaktësimit. Temperatura e asfaltit gjatë kompaktësimit - pothuajse të gjitha publikimet për SMA paraqesin domosdoshmërinë e kontrollit të temperaturës së asfaltit gjatë shtrirjes dhe cilindrimit. Temperatura e asfaltit përcaktohet në mënyra të ndryshme; ajo varet kryesisht nga lloji i binderit, por edhe faktorët tjerë që janë trashësia e shtresës dhe kushtet atmosferike janë gjithashtu të rëndësishme. Megjithatë, faktori më i rëndësishëm është temperatura e asfaltit gjatë transportit për shtrirje dhe temperatura në fund të ngjeshjes efektive, ku nën këtë temperaturë cilindrimi i mëtutjeshëm bëhet jo efektiv dhe shumë i vështirë. Temperaturat minimale të asfaltit gjatë transportit për shtrirje sipas Standardeve Evropiane EN 13108-5 janë si në vijim:
1600C për bitumenet e klasës 40/60
1500C për bitumenet e klasës 50/70 1400C për bitumenet e klasës 70/100
91
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Në librin Gjerman DAV SMA ((Druschner and Schafer, 2000), temperaturat e lartpërmendura paraqiten në mënyrë më të përgjithësuar; temperatura e sugjeruar e përzierjes SMA në finisher nuk duhet të jetë më e ulët se 1500C. Në publikime të ndryshme janë paraqitë temperatura të ndryshme të kompaktësimit, prej 80-1000C për binderet e zakonshme, dhe prej 120-1380C për binderet e modifikuara. Udhëzimet U.S. NAPA SMA QIS 122 ndërpret punën e cilindrimit kur temperatura e shtresës bie nën 1160C. Në publikimet Gjermane temperatura në të cilën ndërpritet cilindrimi është 1000C.
6.6
KOMPAKTËSIMI
Kompaktësimi i SMA-së mund të konsiderohet si procesi i formimit të strukturës e përbërë nga agregati i duhur me grimca të duhura të mbushura me mastik. Gjatë cilindrimit, vëllimi i përzierjes reduktohet dhe zvogëlohet përmbajtja e zbrazëtirave të ajrit. Binderi e bën kompaktësimin më të lehtë. Ai e luan rolin e lubrifikuesit, lehtëson lëvizjen e agregatit.
FIGURA 6.16 Shpërndarja e përzierjes SMA në një udhëkryq: (a) vendosja manuale e përzierjes dhe (b) kompaktësimi i skajeve me përdorimin e pllakës vibruese.
Llojet e cilindrave - më poshtë janë dhënë llojet e cilindrave të cilët mund të përdorën për kompaktësimin e përzierjes SMA: Statik- të përdorura si pajisje bazë për kompaktësimin e SMA-së. Kur kompaktësimi bëhet në shtresë të hollë përdorimi i cilindrave të rëndë përjashtohet. Vibratori- përdorën për kompaktësimin e SMA-së, por vetëm në bazë të rregullave. Cilindrat pneumatik nuk përdorën për shkak të paraqitjes së rrezikut të ngjitjes së mastikut në goma si dhe nxjerrjes së mastikut mbi sipërfaqe. Duhet të përcillen rregullat në vazhdim kur planifikojmë për kombinim të cilindrave në punishte:
92
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Lloji i cilindrave duhet të jetë në përputhje me trashësinë e shtresave dhe kushteve të ambientit. Numri i cilindrave duhet të jetë në përputhej me sipërfaqen e cila pritet të asfaltohet dhe aftësinë e kompaktësimit të cilindrit. Së paku dy ose tre cilindra për një finisher janë të nevojshëm. Duhet të sigurohet një cilindër shtesë anësor, veçanërisht kur rritet numri i konstruimit të pikave lidhëse. Cilindrat me shtesa për shpërndarjen e rërës janë të domosdoshëm kur bëhet fjalë për përfundimin e shtresës SMA. Cilindrat vibrues duhet të përdorën me kujdes dhe me shumë precizitet. Një kusht primar për përdorimin e vibratorit është mirëmbajtja e temperaturës së duhur prapa finisherit për të mundësuar lëvizjet e grimcave gjatë cilindrimit. Aplikimi i vibratorit në përzierjen SMA të ftohtë është gabim që na shpie në thyerjen e grimcave. Përdorimi i vibratorit është një metodë e pranueshme për ngjeshjen e shtresës SMA; shumica e prodhueseve të cilindrave kanë për qëllim minimizimin e rrezikut të thyerjes së strukturës së SMA-së (shtresë e hollë, nënshtresa të shtangëta, përzierje shume e ftohtë). Numri i Cilindrave - numri i cilindrave, tipi i tyre dhe numri i kalimit duhet të caktohen varësisht nga granulometria e SMA-së, trashësia e shtresës, kushtet atmosferike dhe shpejtësia e planifikuar për shtrirje. Cilindrat duhet të jenë në gjendje pune të mirë, të gatshëm për punë me shpejtësi të ulët dhe konstante. Numri minimal i cilindrave për kompaktësimin e një shtrese dhe një gjerësi shiriti është dy apo tre. Cilindra shtesë mund të përdorën në qoftë se nuk mund të arrijmë dendësinë e duhur të shtresës. Tabela 6.2 paraqet një përmbledhje të paisjeve të nevojshme për vendosjen e SMA sipas udhëzimeve gjermane M VA 2005.
93
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
TABELA 6.2 Një përmbledhje e pajisjeve të nevojshme për vendosjen e SMA-së Goma Rrota e të Cilindri Cilindri t t Qelik I PneumTrefisht atik Cilindra të kombinuar
Cilinder Çeliku në Varg Vibrimi I Operim i SMA 0/11 mm dhe më I imët
Statik Po
Statik Jo
Statik
Vibrim
drejtuar
Po
Po
Po
Lëkundje Kushtimish t
Statik Jo
Vibri m Jo
Operimi me Cilindra - Në kushte standarde, cilindrat duhet të përcjellin finisherin sa më afër që është e mundur. Nëse cilindri nuk mund të përcjell finisherin, shpejtësia e finisherit duhet të ngadalësohet ose të rritet numri i cilindrave. Cilindrimi i shtresave të holla SMA duhet të bëhet me kujdes të madh, me vibrimet e aplikuara shume rrallë. Rekomandohet përdorimi i cilindrave të lehtë në vend të atyre të rëndë. Zakonisht, për kompaktësimin e shtresës SMA janë të mjaftueshëm gjashtë apo nëntë cilindra. Për më tepër, komapktësimi nuk duhet të shkakton rrjedhjen e mastikut mbi sipërfaqe. Numri i kalimeve me vibrim duhet të jetë i limituar në minimumin e mundshëm (më së shpeshti, 3). Koha e nevojshme për komapktësim të shtresës varet kryesisht nga kushtet në vijim gjatë vendosjes: Temperatura e përzierjes prapa finisherit Temperaturat e ajrit dhe sipërfaqes si dhe shpejtësia e erës Trashësia e shtresës Në kushtet e motit jashtëzakonisht të vështira, koha për kompaktësimin matet në minuta dhe shpesh është me pak se 5 minuta. Pas kësaj kohe, temperatura e përzierjes bie në atë nivel në të cilin viskoziteti i lartë i binderit bën që lëvizjet e përzierjes të jenë të pamundura. Nëse SMA vendoset në kushte të rënda, duhet të merren këto çështje organizative parasysh:
94
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përdorimi i izoluesve më të mirë të mundshëm gjatë transportit të përzierjes SMA Koordinimi i afërt i bartjes së përzierjes në raport me shpejtësinë e shpërndarjes pa ndalesa të finisherit apo kamionëve gjatë dërgimit të përzierjes në punishte Shkarkimi i përzierjeve të një pas njëshme në finisher para se ai të jetë komplet i zbrazët Mbajtja e shpejtësisë së duhur për t’iu shmangur zvogëlimit efektiv të komapktësimit të shtresës Mbajtjen e cilndrave prapa finisherit dhe rritja e numrit të tyre kur është e nevojshme Kalkulimi i kohës së limituar të cilindrimit efektiv të shkaktuar nga rënia e temperaturës së shtresës Problemet - Sikurse asfaltet tjera, edhe tek SMA mund të ndodhin gabime gjithashtu. Ato mund të paraqiten në fazën e projektimit, prodhimit apo aplikimit. Disa nga problemet që përshkruhen këtu janë të njëjta me ato të asfalt betonit apo me asfaltet tjera, por mangësitë e SMA janë hulumtuar në veçanti dhe nganjëherë janë shumë të theksuara. Kur problemi ndodhë, është shumë e rëndësishme që të kemi laboratorët apo stafin në uzina në dispozion për të ndihmuar në zgjidhjen e problemit. Laboratori si dhe stafi në punishte ose kantier mund të na ndihmojnë në vlerësimin e materialit dhe operacionet për identifikimin e shkakut të paraqitjes së problemit, siç janë ndryshimet e karakteristikave të materialit, temperaturat e uzinës, kushtet e lagështisë etj. Do të thotë pjesëtarët e ekipes që përgatitin makinerinë e rrugës si dhe ekipet në punishte janë shumë të rëndësishëm në fazën finale sikurse edhe elementet tjera. Tani do paraqesim problemet në detale.
6.7
NJOLLAT YNDYRORE GJATËSORE TË BINDERIT
Njollat yndyrore gjatësore janë ndër defektet që paraqiten më së shpeshti tek SMA. Njolla të tilla definohen si sipërfaqe me tepricë të binderit apo mastikut të cilat kanë formë gjatësore dhe janë paralel me rrugën. Ekzistojnë dy lloje të njollave yndyrore gjatësore-binder njollat yndyrore dhe mastik njollat yndyrore të cilat ndryshojnë vetëm për nga përmbajtja e komponentëve të njollave yndyrore. Njollat yndyrore gjatësore (Figura 6.17) përmbajnë një sasi të binderit e cila paraqitet në sipërfaqe.
95
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 6.17 Njollat yndyrore gjatësore të binderit.
Një shtresë e hollë e binderit është e dukshme në sipërfaqe të shtresës SMA, me shtresë të rregullt SMA nën të. Njolla të tilla yndyrore janë të ngjashme për nga pamja me ato të njollave yndyrore të mastikut por që këto të fundit kanë ndarje të mastikut nga agregati. Ato dalin apo ngrihen për shkak të sasisë së tepërt të binderit jo të lidhur. Kjo mund të shkaktohet nga ndonjë gabim gjatë këtyre veprimeve: Projektimit (llogaria e sasisë së tepërt të binderit)- ky tip i gabimit duhet të verifikohet nga projektuesit në laborator gjatë provës së rrjedhjes; zakonisht ndodhë shumë rrallë. Prodhimit- kjo ndodhë kur paraqitet mbidozë e binderit gjatë prodhimit të përzierjes (p.sh., shkalla jo e sakt e sasisë së binderit) ose për shkak të sasisë së vogël të stabilizueseve për parandalimin e rrjedhjes-ky është një veprim jo i drejt (p.sh., stabilizuesit e granuluar të kualitetit të dobët ose të dëmtuar nga koha e tepërt e përzierjes në gjendje të thatë). Duhet të theksohet që koha e tepërt e përzierjes së stabilizueseve në gjendje të thatë shkakton abrazionin e fibrave duke i shndërruar ato në filer (pluhur) dhe në të njëjtën kohë shkakton humbjen e efektit absorbues të tyre. Ndryshimit të karakteristikave të komponentëve- kjo ndodhë çdo herë kur bëhet ndryshimi i komponentëve të përzierjes SMA. Nëse ndryshon fileri atëherë përzierja ka përmbajtje të zbrazëtirave të ndryshme nga ajo e më parëshme. Polimeret e Modifikuara të Bitumenit PMB kanë viskozitet të ulët gjatë prodhimit dhe temperaturës së shtrirjes (ndodhë zakonisht kur PMB përdorët për SMA pa fibra). Kualiteti i stabilizueseve të granuluar ndryshon. Përgatitja së sipërfaqes- në disa rrethana teprica e binderit mund të vjen edhe nga sipërfaqja e poshtme e shtresës ngjitëse (tack coat) e cila rezulton nga teprica e
96
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
shtresës ngjitëse nga binderi dhe që mund të ngjitet lartë në sipërfaqen SMA me anë të ngrohjes të shtresës së re të vendosur.
6.8 NJOLLAT YNDYRORE GJATËSORE TË MASTIKUT (SEGREGIMI) Njollat yndyrore të mastikut mund të dallohen nga ato të binderit duke përdor pajisjet për kontrollin e njollave në veçanti. Të gjitha elementet që përbëjnë mastikun-binderi,fileri,fibrat dhe rëra-mund të identifikohen në njollën yndyrore të kryqëzuar. Është e domosdoshme të ekzaminohet se çfarë po ndodhë rreth njollave yndyrore në mënyrë që të caktohet shkaku. Zakonisht ekzistojnë dy grupe të kushteve-me segregim apo pa segregim. Njollat yndyrore të mastikut me segregim - një zonë me mungesë të mastikut që gjendet afër njollës yndyrore ( porozitet i dukshëm) është një shenjë e qartë që kemi të bëjmë me rastin e segregimit të SMA dmth., ndarja e agregatit nga mastiku. Nëse sasia e të gjitha komponentëve është selektuar si duhet, akumulimi i lartë i një komponenti në një lokacion do të rezulton në reduktimin e sasisë së atij komponenti në lokacionin tjetër. Kur sasia e tepërt e mastikut (njollat yndyrore) paraqiten në ndonjë vend, sasia a agregatit rritet në vendin tjetër, kështu sasia totale e komponentëve mbetët konstante. Figura 6.18 paraqet njollat yndyrore në një përzierje SMA të segreguar. Figura 6.19 paraqet ndryshimin mes njollave yndyrore dhe të seksioneve poroze me atë të sipërfaqes së afërt të pasur me mastik. Vlenë të theksohet që një segregim i tillë mund të ndodhë për arsyet në vazhdim: Prodhimi nën standardet e parapare të përzierjes SMA Mungesa e stabilizantëve, matja jo e duhur, dhe kualiteti jo i duhur Temperaturë e lartë gjatë prodhimit Koha e shkurtër e përzierjes së komponentëve Kohë e gjatë e deponimit të përzierjes në uzinat e asfaltit dhe në sillose Shtrirje jo e duhur e SMA-së
97
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 6.18 Segregimi i përzierjes SMA-ndarja e mastikut nga agregati.
Figura 6.19 Segregimi i përzierjes SMA; ndarja e agregatit nga mastiku (a) një vendtakim i pjesëve poroze dhe të mbyllura, (b) sipërfaqja e ndarë e mastikut.
Njollat yndyrore të mastikut pa segregim - nëse zonat poroze të asfaltit nuk janë të dukshme rreth njollave yndyrore, atëherë ky nuk është rasti i segregimit klasik. Mund të supozojmë që njollat yndyrore paraqiten për shkak të vëllimit të tepërt të mastikut (një gabim gjatë projektimit). Kjo mund të shkaktohet gjithashtu nga aplikimi i tepërt i energjisë gjatë aplikimit ( vibrim i aplikuar në mënyrë jo të duhur); kjo mund të shpie në thyerjen e agregatit dhe nxjerrjen e mastikut jashtë. Atëherë sipërfaqja nga mastiku i rrjedhur formon pjesën më të madhe të sipërfaqes ( ku kjo paraqet sipërfaqen me aplikim të kompaktësimit jo të mirë). Rrathët e vegjël te njollave yndyrore - njollat e vogla yndyrore në formë rrethore përafërsisht 3-20cm në diametër shfaqen në sipërfaqen e asfaltit të shpërndara pa ndonjë rregullsi (Figura 6.20 dhe 6.21). Ky tip i njollave yndyrore paraqitet më rrallë. Më së shpeshti, mastiku dhe stabilizuesi (veçanërisht fibrat e lirshme) gjinden në to. Këto njolla më së shpeshti shkaktohen nga përzierja jo e mjaftueshme e komponentëve të SMA (p.sh., koha e përzierjes në gjendje të lagësht në uzinat përzierëse).
98
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 6.20 Shembull i paraqitjes së rrathëve yndyror me diametër 1-15cm
Figura 6.21 Njolla yndyrore në formë rrethore me diametër 20cm, të zmadhuara
6.9 STRUKTURA SMA SHUMË E MBYLLUR Ky lloj i problemit është i lidhur direkt me problemin e më hershem me njollat yndyrore të mastikut (pa segregim) por zakonisht paraqitet në pjesën më të madhe apo në tërë shtresën. Një strukturë e tillë e mbyllur nënkupton dështim absolut të shtresës. Shembull i një strukture të tillë është dhënë në Figurën 6.22. Arsyet e paraqitjes së një strukture të tillë përfshijnë: Gabimet gjatë projektimit të përzierjes Sasi e tepërt e mastikut në raport me vëllimin e zbrazëtirave gjatë kompaktësimit Lakorja granulometrike e fraksionit filer-rërë gjindet jasht projektimit Përdorimi i agregatit të kualitetit të dobët Gabimet gjatë kompaktësimit 99
normave të
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Aplikimi i energjisë së tepërt për kompaktësim (amplitudë e lartë e vibrimit), e cila shkakton thyerjen e grimcave dhe renditjen më të shpeshtë të tyre, kështu reduktohen përmbajtja e zbrazëtirave Kombinimi i këtyre dy dukurive shkakton-pra mund të paraqiten gabime gjatë projektimit (Përzgjedhja i agregatit) dhe gabime gjatë aplikimit (energji e tepërt e kompaktësimit).
6.10 STRUKTURË SMA SHUMË POROZE Sikurse që është e mundur struktura SMA shumë e mbyllur, gjithashtu është e mundur të edhe shtresa e cila ka përmbajtje të lartë të zbrazëtirave. Struktura tejet e hapur e shtresës SMA mund të paraqitet në këto raste në vazhdim: Gabimit gjatë projektimit të përzierjes (p.sh., përmbajtje e madhe e agregatit, vëllim jo i mjaftueshëm i mastikut) Gabimit gjatë përzierjes në uzinat e asfaltit për përzierje (p.sh., komponim jo i drejt i përzierjes dmth. jo konform projektit) Gabimit të vendosjes (p.sh.,temperaturë jo e mjaftueshme e përzierjes gjatë shtrirjes dhe ngjeshjes) a) b)
Figura 6.22 Sipërfaqja SMA a) me përmbajtje të lartë të zbrazëtirave; b) strukturë e mbyllur
Përmbajtja e lartë e zbrazëtirave në shtresën SMA të kompaktësuar mund të rezultojë nga ndonjë gabim i bërë gjatë projektimit të përzierjes. Zakonisht shkaku i paraqitjes është një nga arsyet e më poshtme: Zhvendosja e lakores granulometrike duke shkaktuar rritjen e përmbajtjes së fraksioneve në më shumë se 80%, dhe me një zbritje të përnjëhershme të fraksionit të rërës dhe filerit, si dhe reduktimi i përmbajtjes së binderit-siç dihet, me rritjen e sasisë së materialit në sitën 2 mm kërkon rritjen e përmbajtjes së binderit për mbushjen e zbrazëtirave në përzierjen SMA. Reduktimit të përmbajtjes së binderit ndonjëherë e praktikuar për arsye ekonomike
100
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Aplikimi i temperaturës së tepërt dhe rritjes së energjisë gjatë kompaktësimit të mostrave në laborator rezulton në projektimin jo të duhur të përzierjes së asfaltit.
6.11 DEPËRTIMI DHE PËRSHKUESHMËRIA NGA UJI Depërtimi i ujit në sipërfaqen SMA është i lidhur direkt me porozitetin e tepërt të përzierjes së kompaktësuar (shiko Kapitullin 12) dhe kushtet (përshkueshmëria ndaj ujit) e shtresës menjëherë nën shtresën SMA. Kur bëjmë vlerësimin e përshkueshmërisë së ujit të sipërfaqes SMA, nuk duhet të harrojmë që përshkueshmëria e ujit përcaktohet jo vetëm nga përmbajtja e zbrazëtirave të sipërfaqes së kompaktësuar por gjithashtu edhe nga forma dhe ndërlidhshmëria të poreve në brendi. Shumica e rregulloreve dhe publikimeve rekomandojnë limitin e përmbajtjes së poreve në 6.0% (v/v) në shtresën e kompaktësuar, mbi këtë përqindje shtresa bëhet e përshkueshme ndaj ujit.
6.12 PROBLEMET NË LIDHJE ME TEMPERATURËN DHE TEKNIKAT E SHTRIRJES Problemet që kanë të bëjnë me temperaturën gjatë prodhimit dhe vendosjes së SMA shpesh nënvlerësohen, dhe ato mund të na shpien tek defekte shumë të mëdha dhe reduktimin e jetëgjatësisë së shtresës së asfaltit. Më herët është thënë që shtrirja e asfaltit SMA të ftohët mund të rezulton në rritjen e tepërt të zbrazëtirave. Përveç problemeve që kanë të bëjnë me temperaturën e asfaltit, efektet e pajisjeve gjatë shtrirjes së asfaltit duhet të kontrollohen. Problemet në lidhje me temperaturën jo të duhur të asfaltit mund të ndahen si në vijim: Prodhimi dhe transporti Temperaturë jo e përshtatshme e SMA gjatë prodhimit dhe deponimit në silose Metoda e gabuar e transportit të përzierjes Shtrirja Temperatura jo e duhur gjatë furnizimit Përmirësimi i gabimeve me anë të finisherit dhe në përgjithësi metodat e shtrirjes Kamerat infrared përdorën jashtëzakonisht shumë për analizimin e problemeve Termike. Shumica e pyetjeve në lidhje me mbajtjen e përshtatshme të temperaturës gjatë prodhimit të përzierjes janë rreguluar me anë të specifikacioneve teknike (p.sh., standardet, udhëzimet). Ekzistojnë dy çështje problematike sa i përket temperaturës së prodhimit të SMA- kur temperaturat janë shumë të ulëta ose kur temperaturat janë shumë të larta.Temperatura shumë
101
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
e ulët e prodhimit të përzierjes pengon formimin e shtresës së duhur dhe korrekte të shtresës së binderit. Temperatura shumë e ulët mund të vërehet edhe me sy; vërehen copa të pa ngjitura të pjesëve të agregatit, pamja e përzierjes duket mat. Për derisa SMA përmban sasi të konsiderueshme të binderit, ajo duhet të ketë shkëlqim dhe ndriçim në temperaturë të përshtatshme. Temperatura shumë e lartë e prodhimit rritë rrezikun e rrjedhjes së binderit nga agregati dhe mplakje të menjëhershme të binderit. Ngarkimi i SMA së tejnxehur në silos paraqet rrezik të rrjedhjes së tepërt. Kur përzierja deponohet në silose, përzierja e cila gjendet afër mureve të kontejnerit i nënshtrohet ftohjes graduale. Me rritjen e kohës së deponimit, sasia e përzierjes së ftohur rritet gradualisht. Nëse SMA përmban binder të modifikuar, procesi i tij i ngurtësimit vazhdon shumë shpejtë. Për më tepër, ne përballemi me probleme shtesë me përzierjen e ftohtë afër mureve të silosit, përveç nëse silosi nxehet.
7. KARAKTERISTIKAT E SHTRESËS SMA Në kapitujt e më parshëm është diskutuar rreth materialeve përbërëse të SMA-së, projektimit, dhe vendosjes së Stone Matrix Asfaltit. Nuk do ishte shumë me kuptim të hargjonim shumë kohë duke diskutuar për këtë përzierje nëse shtresat SMA nuk janë karakterizuar me disa pika të forta ose përparësi. Nga ana tjetër duhet të pohojmë që nuk është përzierje e përsosur, dhe kjo përzierje ka gjithashtu disa të meta. Në çdo rast, mungesa e përsosëshmërisë nuk ndikon në vlerësimin përfundimtar të SMA-së si material shumë i dobishëm për shtresa të asfaltit. Mbi të gjitha, rritja e shpejtë e aplikimit të SMA-së nuk ka qenë e rastësishme. Në vijimi do të elaborohen karakteristikat e SMA-së: Rezistent ndaj deformimeve të përhershme Rezistent ndaj plasaritjeve Lodhja Karakteristika kundër zhurmës Karakteristikat kundër shkëlqimit të shtresës Karakteristikat kundër spërkatjes dhe rrëshqitjes Jetëgjatësia Qëndrueshmëria Përshkueshmëria Ndikimi mbi konsumin e karburantit gjatë vozitjes Efektiviteti ekonomik Ky diskutim do të filloj me një krahasim të shkurtër të SMA-së dhe shtresave të tjera konkurruese që përdorën si shtresë mbrojtëse. Tabela 7.1 paraqet krahasimin e
102
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
karakteristikave të selektuara të SMA-së, asfaltit me granulometri të hapur (open graded asphalt), dhe përzierjet e asfaltit me granulometri kontinuale (continous graded asphalt mixtures). Mund të shihet nga tabela që përzierjet SMA kanë shumë përparësi në krahasim me llojet e tjera të asfaltit por ndonjëherë SMA nuk do të jetë zgjidhja më e mirë për të gjitha aplikimet. TABELA 7.1 Krahasimi I Karakteristikave Esenciale I disa Përzierjeve të Asfaltit si Shtresë Veshëse Karakteristikat e
Karakteristikat
Vlerat Tipike të Tipeve të Ndryshme
Preferuara
Kryesore të
të Sipërfaqes 0/13 mm
Funksionale
Kërkuara
Rezistencë të lartë në rrëshqitje
Zhurmë e Ulët e gomave Shpërndarje e ulët e spërkatjeve Kosto e ulët e ndërtimit dhe mirëmbajtjes dhe vonesat e ndërtimit dhe dëmtimet e automjeteve
Teksturë të lartë sipërfaqësore Ndërlidhje e madhe e zbrazëtirave të brendshme Rezistencë e lartë e lëmueshmërisë së agregatit Teksturë negative Makrotekstura
Trashësi e vogël e shtresës Qëndrueshmëri të lartë (kosto e ulët e mirëmbajtjes)
OGA
UTFC
SMA
CGA
2–3 mm
1.5–3 mm
1–2 mm
18-25%
12-20%
0%
0.2–0.5 mm 0%
Agregat I Varur
Agregat I Varur
Agregat I Varur
Agregat I Varur
Po
Po
Pjesërisht
Jo
2–3 mm
1.5–3 mm
1–2 mm
30–40 mm
18–20 mm
30–40 mm
0.2–0.5 mm 30–40 mm
Lartë
Lartë
Ulët Po Ulët
Mesatari- Mesatarisht lartë sht lartë
Jetë të gjatë funks-
8–12 vite
8–12 vite
10–12 vite
ionaliteti Trafik I herëshem Thyerje e ulët
Po Ulët
Po Ulët
Po Ulët
103
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
xhamash Shënim:
CGA = Continuous graded asphalt; OGA = open graded asphalt; SMA = stone matrix asphalt;
7.1 REZISTENCA NDAJ DEFORMIMEVE Rezistenca ndaj deformimeve është një ndër karakteristikat më të njohura të shtresës SMA. Kjo rezistencë ka origjinën e sajë nga struktura skeletore e fortë që është e përbërë nga përzierjet e agregatit. Këto çështje janë shtjelluar në Kapitujt 2,3, dhe 6, pra vetëm disa informata shtesë në lidhje me provat e kësaj karakteristike janë dhënë më poshtë. Ndikimi i Parametrave të Përzierjes -lloji i përzierjes së agregatit, lloji i përmbajtjes së binderit, sasia e zbrazëtirave të ajrit (air voids-Va), zbrazëtirat në agregatet minerale (voids in mineral agregate-VMA), zbrazëtirat e mbushura me binder (voids fill with binder-VFB) merren parasysh kur analizojmë rezistencën ndaj deformimeve të shtresës së asfaltit. Hulumtimet e bëra ndaj deformimeve të asfaltit janë procese komplekse që varen nga tre faktorë e përmendur më lartë. Kështu rezistenca ndaj deformimeve varet nga forca shkëputëse (shear strength) e cila është rezultat i ndërveprimit të binderit dhe agregatit. Përzierja SMA ka një strukturë të fortë të agregatit, ndërsa roli i binderit duhej të reduktohej. Megjithatë, praktika ka treguar funksionalitet më të mirë të binderit si bitumenet polimere të modifikuar (PMB) si bitumene që janë përdorë në shumë vende. Këto bitumene kanë kohezion më të mirë në temperatura të larta gjatë shfrytëzimit dhe gjithashtu përmirësojnë karakteristikat e asfaltit (p.sh.,rezistencën ndaj plasaritjeve) nga temperaturat e ulëta. Prova e rezistencës ndaj deformimeve është bërë me vite të tëra. Shumë metoda vlerësuese janë zhvilluar duke u bazuar në stabilitetin e Marshallit (raporti i stabilitetit të rrjedhjes) për sofistikimin e metodave duke përfshi metodën e shtypjes triaksiale dinamike dhe makineritë thyerëse. Në vijim do të diskutojmë këto metoda: Prova në zvarritje me ngarkesë konstante dhe të përsëritshme Prova me shtypje triaksiale dinamike Prova e gjurmëve të rrotave Analiza e Shtresës së Asfaltit –Asphalt Pavement Analyzer (APA) Prova në Rrjedhje (Creep) - është e qartë që rezistenca ndaj deformimeve të SMA në të shumtën e rasteve është më e mirë se sa asfaltbetoni (Asphalt Concrete AC). Në anën tjetër, jo çdo metodë konfirmon që SMA posedon karakteristikat më të mira. Rezultatet e provës varen nga moda e ngarkesës dhe kushtet e provës. Provat SMA rezultojnë me të dhëna divergjente që përfshijnë
104
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Prova e rrjedhjes njëaksiale me ngarkesë konstante (gjithashtu e quajtur rrjedhja statike) Prova e zvarritjes uniaksiale me ngarkesë të përseritur (gjithashtu e quajtur rrjedhja dinamike ose prova e ngarkesës aksiale e përsëritur –RLAT-repeated load axial test). Versioni klasik i të dy testeve është bërë në mostrën me diametër 100mm pllakë presuese (e ashtuquajtura varianta 100/100). Figura 7.1 tregon mënyrën e ngarkimit të mostrës cilindrike me diametër 100 mm me pllakë presuese prej 100 mm. E tërë sipërfaqja e sipërme e cilindrit është ngarkuar pa mbështetje anësore. Duke pasur parasysh Figurën 2.3, është e qartë që rezistenca e strukturës SMA varet gjithashtu edhe nga mbështetja anësore. Në provën e rrjedhjes nuk ekziston një mbështetje e tillë dhe ngarkesa e provës e ngarkon tërë sipërfaqen e prerjes tërthore. Kjo është arsye pse kur testojmë SMA me këtë provë, rezultatet mund të sugjerojnë që SMA është përzierje më e dobët se sa AC e cila ka një përzierje të agregatit të karakterizuar me lloje të ndryshme të ndërveprimit të grimcave të agregatit. Supozimet fundamentale të provës së rrjedhjes pa mbështetje anësore janë kritikuar për një kohë të gjatë. Pavarësisht kësaj kritike shumë rezultate të provave të rrjedhjes mund të gjinden në shumë publikime. Prova e njëjtë e bërë në mostrën me mbështetje anësore jep rezultate tjera krahasuese në mes të AC dhe SMA. Në vijim po japim dy shembuj që inkorporojnë mbështetjen anësore: Prova uniaksiale me ngarkesë të përsëritur me mbështetje anësore ( e quajtur gjithashtu prova e gjurmëve të ngarkesës përsëritëse aksiale- indentation repeated load axial test [IRLATW]—varianti 100/150 Prova uniaksiale e rrjedhjes me ngarkesë të përsëritur me vakum (e quajtur gjithashtu ngarkesa aksiale e përsëritur në vakum; shiko gjithashtu provën triaksiale). Nëse prova me mostër cilindrike 100mm zëvendësohet me një mostër më të madhe (p.sh., me një e cila ka diametër 150mm diametrin [Figura 7.2 dhe se pllaka e ngarkesës ka diametër 100mm, atëherë sipërfaqja e ngarkuar e mostrës do të ketë mbështetje anësore.
105
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 7.1 Prova e rrjedhjes pa mbështetje anësore, varianta 100/100: (a) skema e provës dhe (b) prova në Testet Nottingham Asphalt.
Figura 7.2 Mënyra e modifikimit të provës së rrjedhjes-100/150
Skema e ngarkesës (varianta 100/150) dhe rezultatet e testit, në këtë rast, janë të përafërta me performancen reale të asfaltit në rrugë. Në shumë vende, prova e rrjedhjes e modifikuar me ngarkesë të përsëritur (IRLAT ose VRLAT) është adoptuar dhe marrë për vlerësim të rezistencës së deformimeve të asfalteve. Rrjedhimisht, korrelacionet e duhura në mes rezultateve të provës së rrjedhjes dhe provës së gjurmëve të rrotave ka qenë zhvilluar (Said et al., 2000; Ulmgren, 1996). Duhet të kemi parasysh që ekziston dallimi në mes rezultateve të provës së rrjedhjes statike e bërë në mostrën cilindrike e kompaktësuar në laborator për qëllime projektimi dhe mostrës e nxjerrë nga shtresa e përfunduar. Mostrat të nxjerra nga shtresa e asfaltit, përveç që kanë përbërje të njëjtë dhe dendësitet të njëjtë ato karakterizohen edhe me vlerë më të ulët të modulit të rrjedhjes se sa mostrat e përgatitura në laborator me metodën e Marshallit dhe kompaktësimit gyratori. Sipas standardeve EN 13108-20,provat
106
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
statike dhe dinamike të rrjedhjes nuk aplikohen në SMA. Prova me shtypje ciklike (100/150) është përshkruar në EN 12697-25 si metodë A, me parametra të provës si në vijim: Pulsi i ngarkesës drejtkëndore Frekuenca prej 0.5 Hz (ngarkesa 1 sec, perioda e mbetur 1 sec) Ngarkesa prej 100±2 kPa Temperatura tipike e provës prej 400C Kohëzgjatja totale e provës prej 3600 cikle (2 orë). Prova Triaksiale me Shtypje Dinamike - Koncepti i njëjtë me provën e rrjedhjes me mbështetje anësore aplikohet edhe tek prova me shtypje dinamike. Në këtë metodë, mostra i nënshtrohet shtypjes me mbështetje anësore (laterale). Kjo metodë është konsideruar si një ndër metodat më të sakta, e cila paraqet gjendjen e sforcimeve në asfaltin e ngarkuar. Për më tepër, kjo metodë mundëson matjen e parametrave të përzierjes së asfaltit që shërbejnë për analizën e viskoelasticitetit të asfaltit. Pa dyshim, është metodë e rekomanduar për provën e rezistencës ndaj deformimeve. Kjo metodë është e përshkruar në EN 12697-25 si metoda B. Prova e Gjurmëve të Rrotave - provat direkte më të njohura për rezistencën ndaj deformimeve janë provat të cilat bëhen me mjete të veçanta. Ekzistojnë disa lloje të tyre, siç janë pajisjet Evropiane (sipas EN 12697-22), Paisja në Hamburg për Gjurmët e Rrotave, dhe APA. Standardet Evropiane EN 12697-22 klasifikojnë pajisjet për deformim në pajisje të vogla dhe pajisje të mëdha. Sipas Tabelës B.5 në EN 13108-20 (standarde të cilat rregullojnë metodat për tipet e provave të përzierjes së asfaltit), metoda me pajisje të vogla (prova në ajër) gjen aplikim në SMA. Mendohet që për shtresa të asfaltit ngarkesa të jetë më pak se 13 tona për aks të kamionit. Asfaltet të dedikuara të bartin ngarkesë më të madhe se 13 ton për aks testohen në pajisje më të mëdha. Analiza e Shtresës së Asfaltit - APA është gjenerata e dytë në Gjorgjia që përdorën provën e ngarkesës së rrotave (Georgia loaded-wheel tester-GLWT) e përdorur në Shtetet e Bashkuara për testimin e rezistencës ndaj deformimeve të asfaltit. Temperatura e provës varet nga regjioni se ku asfalti duhet të vendoset dhe zakonisht i përafrohet temperaturës maksimale të pritur. Kushtet e provës përfshijnë ngarkesën e rrotës dhe sipërfaqen kontaktuese shtypëse, të cilat janë të përcaktuara veç e veç (zakonisht 445N dhe 690 kPa,respektivisht), dhe numrit të cikleve të ngarkesës, 8000. Raporti i plotë për APA mund të gjendet në publikimet Amerikane Nacional Cooperative Highway Research Program Report No. 508 (Kandhal and Cooley, 2003).
107
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Rezultatet e Testit - Rezistenca ndaj deformimeve është një ndër karakteristikat e bëra në provat për asfalt duke përfshi edhe SMA, dhe shumë metoda të testeve janë kryer në tërë botën. Ndikimi i mbështetjes anësore gjatë provës së rrjedhjes për SMA dhe AC është krahasuar nga hulumtimet Suedeze (Said et al., 2000). Rezultatet kanë treguar në mënyrë të qartë rëndësinë e madhe të kësaj vetie tek SMA, ndërsa rezultatet nga testimi i AC me apo pa mbështetje anësore nuk kanë ndryshuar dukshëm (Figura 7.3). Hulumtimet tjera (Ulmgren, 1996) në krahasim me provën dinamike të rrjedhjes (RLAT 100/100mm) dhe atë të modifikuar (IRLAT 100/150mm) me rezultatet e provës së gjurmëve të rrotave kanë demonstruar relacion shumë të mirë mes IRLAT dhe provës së gjurmëve të rrotave, me R=0.91, për derisa lidhshmëria mes RLAT dhe provës së gjurmëve të rrotës ishte më keq, me R=0.36. Hulumtimet U.S (Cooley and Brown, 2003) në përzierjet SMA të asfaltit që përdoreshin si shtresë veshëse kanë vërtetu përparësitë konform kërkesave për rezistencë ndaj deformimeve (bazuar në provat APA), pavarësisht nga klasifikimi maksimale për SMA që nuk tejkalon 9.75 mm.
FIGURA 7.3 Rezultatet krahasuese për SMA dhe AC me dhe pa mbështetje anësore gjatë provës së rrjedhjes RLAT 100/100 dhe IRLAT 100/150.
Rezultatet Britaneze (Tetor, 2000) në lidhje me krahasimin e SMA-së dhe Asfaltit të Nxehtë (Hot Rolled Asphalt-HRA) kanë konfirmuar rezistencë më të lartë ndaj deformimeve për SMA se sa për Asfaltin e Nxehtë. Hulumtime tjera të bëra në Finlandë me anë të provës (Kelkka dhe Valtonen, 2000) kanë krahasuar SMA me AC, me granulometri 0/18 mm me bindere të ndryshme. Këtë herë SMA doli të jetë fitues përsëri. Shkurtimisht, për të bërë një përmbledhje të shkurtër të rezultateve të provës së rezistencës ndaj deformimeve mund të konkludohet që SMA ka veti superiore në krahasim me AC.
108
Anitë SADIKAJ
7.2
Punim Diplome
REZISTENCA NDAJ PLASARITJEVE
Plasaritjet nga ndikimi i temperaturës së ulët dhe plasaritjet reflektive do të diskutohen në vijim. Plasaritjet nga Ndikimi i Temperaturës së Ulët - plasaritjet në shtresën e asfaltit paraqiten kur nderjet nga temperatura, të cilat rriten me zvogëlimin e temperaturës, tejkalojnë rezistencën në tërheqje të asfaltit. Ato kanë origjinën në sipërfaqe dhe zhvillimi i tyre merr drejtim në thellësi të shtresës. Megjithatë karakteristikat e binderit zakonisht janë konsideruar si përgjegjëse për ndjeshmërinë e asfaltit ndaj këtyre plasaritjeve, ekzistojnë disa veti tjera, më pak të zakonshme, si faktor kontribues (p.sh., përmbajtja e zbrazëtirave dhe mastiku). Plasaritjet Reflektive - Siç dihet plasaritjet reflektive janë pikë e dobët e asfalteve gjysmë rigjide. Ato fillojnë nga baza rigjide e deri te shtresa e asfaltit. Teknika të ndryshme janë përdor për llogaritjen e plasaritjeve reflektive (p.sh.,Stress Absorbing Membrane Layer (SAMI) dhe Stress Absorbing Membranes (SAM), gjeogridet). Por efekti i tyre zakonisht nuk është edhe shumë i madh pasi që këto teknika vetëm parandalojnë rritjen e këtyre plasaritjeve, jo edhe parandalimin e paraqitjes së tyre. Shtresat e asfaltit me rezistencë të lartë ndaj plasaritjeve karakterizohen me një forcë rezistuese të konsiderueshme thyerëse dhe tërheqëse. Këto karakteristika mund të arrihen me anë të përzgjedhjes së duhur të granulometrisë së agregatit, tipit të binderit dhe fortësisë së mastikut aditivëve. Metodat e Testimit të Rezistencës Ndaj Plasaritjeve - janë përdorë metoda të ndryshme për testimin e rezistencës ndaj plasaritjeve, dhe deri më tani nuk është konsideruar ndonjë metodë më dominante dhe standarde. Ekzistojnë disa metoda të njohura siç janë prova e sforcimeve termike që i përmbahet modelit (thermal stress restrained specimen testingTSRST; e diskutuar më vonë), procedurat lokale të përdorura nga qendrat specifike për hulumtim (p.sh., Judycki, 1990), dhe metodat nën standardizim, siç është prova e lakimit gjysëm rrethor (Krans et al., 1996; Molenaar, 2000). Një metodë e provës ajo e binderit të asfaltit (p.sh., metoda BBR) ka hapur gjithashtu mundësi të reja. Si përfundim, metoda e vjetër inxhinierike e quajtur prova e obzervimit të seksioneve të rrugës akoma përdorët. Prova e Sforcimeve Termike që i Përmbahet Modelit (TSRST) - metoda TSRST përbëhet nga mostra skajet e së cilës bashkohen (250 mm e gjatë dhe me diametër 60 mm apo 50 × 50 mm prerjen tërthore) në një kornizë të pajisjes e cila gjendet në një dhomë të ftohët. Korniza është e ngurt në mënyrë që të mbanë gjatësinë e mostrës të pandryshueshme. Me ramjen e temperaturës (me vlerë prej -100C/hr), mostra tkurret dhe sforcimet në tërheqje në mostër rriten për arsye se ajo është mbajtur nga korniza. Temperatura në të cilën mostra plasaritet është rezultati i provës. Kjo metodë është standardizuar në AASHTO TP 10 prEN 12697-46. Prova e Lakimit Gjysmë rrethore - prova e lakimit gjysmë rrethore është e përshkruar në prEN 12697-44. Gjysma e cilindrit të mostrës së asfaltit të kompaktësuar ngarkohet duke përdor skemën e tri pikave lakuese. Si rezultat, sforcimet tërheqëse krijohen në pjesën e 109
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
poshtme të mostrës. Kjo provë mund të përdorët gjithashtu për testimin e rezistencës në thyerje (kur gjysma e cilindrit ka një qarje në pjesën e poshtme qendrore me një gjerësi prej 0.35±0.10 mm dhe thellësi 10±0.2 mm) ose për rezistencën në tërheqje. Rezultatet e Provave - rezultatet e provave (Judycki dhe Pszczola, 2002) në lidhje me krahasimin e karakteristikave të asfalteve të ndryshme në temperaturë të ulët nuk kanë zbuluar dallime esenciale në mes AC dhe SMA. Nga hulumtimet U.S. (Schmiedlin dhe Bischoff, 2002), krahasimet që u bënë për mundësinë e ngadalësimit të paraqitjes së plasaritjeve reflektive në asfalte të ndryshme konkluduan që SMA është më superiore se AC. Ndikimi i madhësisë së agregatit dhe rezistenca e tij ndaj thyerjes është vrojtuar gjithashtu. Këto konkludime janë bazuar në hulumtimet e bëra 5-vjeçare të provave. Rezultate të ngjashme kanë arrit edhe provat e bëra në Australi (Pashula, 2005). Ajo që u tha pas një hulumtimi 10-vjeçar është që vetia dalluese e SMAsë është që ajo posedon potencial më të madh për ngadalësimin e paraqitjes së plasaritjeve reflektive.
7.3 LODHJA Lodhja paraqitet si pasojë e formimit të të qarave në materiale e shkaktuar nga një seri e cikleve të përsëritura të nderjeve në tërheqje të cilat nuk tejkalojnë forcën tërheqëse të materialit. Metodat e Provës - ekzistojnë disa metoda për testimin e lodhjes; p.sh., standardet evropiane për testimin e lodhjes EN12697-24 kanë paraqit disa: Prova e lakueshmërisë në formë trapezi në dy pika-mostra e formësuar (2PB-TZ) Prova e lakueshmërisë në formë prizmatike në dy pika - mostra e formësuar (2PBTR) Prova e lakueshmërisë në formë prizmatike në tri pika- mostra e formësuar (3PBPR) Prova e lakueshmërisë në formë prizmatike në katër pika - mostra e formësuar (4PB-PR)
Prova indirekte në tërheqje në cilindër-mostra e formësuar (IT-CY)
Vërejtje: standardet EN 12697-24 kanë përcaktuar qartë që rezultatet e fituara me metoda të ndryshme nuk janë të krahasueshme; gjithashtu, standardet EN 13108-20 kanë kufizuar provën ndaj lodhjes të veçantë për AC. Testet e bëra ndaj lodhjes bëhen me ngarkesat e përshkruara në vijim: Kontrolli i sforcimeve Mostra i nënshtrohet sforcimeve dhe mbahet ashtu deri në fund të provës; sforcimet rriten gradualisht me ciklin e ngarkesave derisa të ndodhë shkatërrimi i mostrës, që njëherit paraqet edhe fundin e provës. 110
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Limiti i lodhjes është proporcional me shtangësinë e mostrës së asfaltit.
7.4
PUNUESHMËRIA
Koncepti i punueshmërisë është përdor për përcaktimin e karakteristikave të asfaltit që janë të rëndësishme gjatë kohës së vendosjes. Punueshmëria është veti që përcakton aftësinë e asfaltit të vendoset mekanikisht apo të shpërndahet manualisht dhe në fund të kompaktësohet. Natyrisht, kompatibiliteti është një tipar i një rëndësie më të gjerë, pra është një reflektim i punueshmërisë. Është e qartë që punueshmëria varet nga përmbajtja dhe tipi i binderit dhe temperatura e asfaltit. Në hulumtimet në SHBA (Gudimettla et al.., 2003) është thënë që punueshmëria varet gjithashtu nga karakteristikat e agregatit të asfaltit dhe kokrrës maksimale të agregatit.
7.5
KOMPATIBILITETI
Definicioni dhe Metodat e Provës - kompatibiliteti ( ndjeshmëria ndaj kompaktësimit apo ngjeshjes) mund të definohet si aftësi e asfaltit për të ndryshuar dendësitetin nën ndikimin e forcave kompaktësuese; apo e thënë më ndryshe, kompatibiliteti është tipar i materialit që përcaktohet nga sasia e energjisë së nevojshme për ngjeshjen e masës e dhënë në një vëllim më të vogël (Schabow, 2005). Rezistenca ndaj kompaktësimit është e kundërta e kompatibilitetit. Në përgjithësi, kjo nënkupton që përzierjet kompatibile (me rezistencë të ulët të kompaktësimit) nuk kanë nevojë për një përpjekje të madhe të kompaktësimit. Rezistenca ndaj kompaktësimit është e lidhur direkt me karakteristikat e përzierjes, siç është granulometria e agregatit dhe karakteristikat e agregatit, të cilat përfshijnë këto veti në vijim: Përmbajtja e gurit të thyer Mikrotekstura e grimcave Forma e agregatit Fortësia (rezistenca ndaj thyerjes) Përveç kësaj, rezistenca ndaj kompaktësimit varet gjithashtu edhe nga përmbajtja dhe tipi i binderit dhe viskoziteti i tij gjatë temperaturës së kompaktësimit. Kompatibiliteti testohet në Evropë në pajtim me standardet Evropiane EN 12697-10, të cilat na ofrojnë dy metoda të provave për vlerësimin e komaptibilitetit të asfaltit: Metoda I – seritë e mostrave komapktësohen me forca të ndryshme, dhe përcaktohet dendësiteti Metoda II – bazuar në matjen e lartësisë (p.sh., ngritjes) ku përcaktohet dendësiteti pas përfundimit të secilës fazë të kompaktësimit.
111
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Në vijim janë dhënë pajisjet që mund të përdorën për testimin e rezistencës së kompaktësimit dhe kompatibilitetit sipas EN 12697-10: Ndikimi i komapaktësimit (Marshall hammer) sipas EN 12697-30 Metoda I – rezultatet sipas rezistencës së komapktësimit C (njësia [42Nmë) Metoda II - – rezultatet sipas rezistencës së komapktësimit T (njësia [21Nmë) Kompaktësimi gyratori sipas EN 12697-31 Metoda I – e pa shfrytëzuar Metoda II – rezultatet sipas kompatibilitetit K ( pa dimensione) Kompaktësimi me vibrator sipas EN 12697-32 (jo e aplikueshme për SMA) Metoda I – rezultatet sipas kompatibilitetit k ( pa dimensione) Metoda II - e pa shfrytëzuar Rezultatet e SMA-së nga Prova e Kompatibilitetit - SMA është një përzierje që më vështirësi kompaktësohet, dhe si një përzierje me granulometri të rrallë (gap graded), karakterizohet me rezistencë më të lartë të kompaktësimit në krahasim me materialet që kanë granulometri kontinuale. Përfundimet e provave të bëra në Gjermani (Renken, 2004) në lidhje me përzierjen SMA janë: Rritja e përmbajtjes së filerit na shpie në rënien e rezistencës së kompaktësimit. Rritja e përmbajtjes së agregatit kokërr madh (grimcat më të mëdha se 2mm) shkakton ngritje të shpejtë të rezistencës së kompaktësimit. Me rritjen e përmbajtjes së binderit gradualisht zvogëlohet rezistenca e kompaktësimit. Përveç kësaj, praktika ka dëshmuar që me rritjen e përmbajtjes së rërës rezulton edhe rritja e rezistencës së kompaktësimit dhe e kundërta gjë ndodhë me sasinë e binderit (këto raporte janë të zakonshme). Përzierjet SMA me përmbajtje të ulët të zbrazëtirave (1.5 – 2.5 % v/v) kompaktësohen shumë më lehtë se sa ato përzierje që kanë përmbajtje më të madhe se 4% v/v (Schroeder dhe Kluge, 1992). Kompaktësimi i SMA-së Agjentët Zmadhues - agjentët zmadhues të kompatibilitetit në kuptimin e ndryshimit të ndjeshmërisë së binderit ndaj temperaturës janë përdorë në shumë vende. Ata mundësojnë vendosjen e përzierjen në temperatura të ulëta dhe e bëjnë më të lehtë kompaktësimin duke reduktuar kështu viskozitetin e binderit. Viskoziteti i reduktuar i binderit rritë kompatibilitetin e përzierjes, duke rezultuar në zvogëlimin e përmbajtjes së zbrazëtirave dhe rritjen e masës vëllimore. Ky efekt mund të shihet në Figurën 7.4, e cila paraqet një shembull të rezultateve të provave të bëra të përmbajtjes së binderit dylli FischerTropscher (FT). Aplikimi i një agjenti të tillë shkakton rritjen e masës vëllimore të përzierjes rreth 15% në krahasim me përzierjet të cilat nuk e përmbajnë këtë agjent të komapktësuara në të njetën temperaturë. Këto përzierje përmbajnë polimeret e modifikuara të binderit PmB 45.
112
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 7.4 Ndikimi i dyllit FT në kompatibilitetin e SMA-së.
7.6
KARAKTERISTIKAT KUNDËR ZHURMËS
Shumë qendra hulumtuese në botë janë marrë me problematiken e zhurmës. Një burim i zhurmës lëshon valë akustike, e cila pjesërisht absorbohet nga asfalti dhe pjesa tjetër reflektohet në formë zhurme. Asfaltet e “qeta” (pa zhurmë) janë ato të cilat kanë aftësi të absorbimit të zërit. Absorbimi varet nga karakteristikat e sipërfaqes së asfaltit dhe formës së zbrazëtirave të ajrit. Rezultatet e Provës - ekziston një numër i publikimeve dhe literaturë që përshkruajnë rezultatet e provës kundër zhurmës të asfalteve të ndryshme. Olszacki (2005) ka bërë prova në lidhje me energjinë e absorbimit të zërit të asfalteve të ndryshme me përmbajtje të shumëllojshme të zbrazëtirave. Figura 7.5 paraqet raportin në mes të koeficientit të absorbimit të zërit dhe frekuencës së zërit. Është e qartë që SMA karakterizohet me karakteristika më të mira se sa Asfalt Betoni (Asphalt Concrete-AC), por jo edhe aq të mira sa asfaltet poroze me një përmbajtje shumë më të madhe të zbrazëtirave, prej 10-22% (v/v). Hulumtime të shumta kanë konstatuar që zhurma në asfalt rritet me rritjen e grimcës maksimale të shtresës mveshëse, dhe kështu në ato vende ku karakteristika kundër zhurmës është e rëndësisë së veçantë, përzierjet SMA 0/5 dhe 0/8 preferohen në vend të atyre 0/11 dhe 0/16 mm.
113
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 7.5 Ndikimi i tipit të asfaltit në absorbimin e zhurmës.
Në përgjithësi, makrotekstura e SMA-së është më e qetë se sa Asfalt Betoni (AC) rreth 12dB(A). Kur përdorët SMA 0/16, shkaktohet një rritje e zhurmës në nivel prej 1 dB(A) (Sandberg, 2001). Rëra 2/4 ose 2/5 mm mbi sipërfaqen e asfaltit bën asfaltin më të zhurmshëm, kjo është edhe arsyeja pse rekomandohet përdorimi i agregatit të imët. Pas një kohe, kur rëra mbi sipërfaqen e asfaltit largohet nga ndikimi i trafikut, niveli i zhurmës së SMA-së do të reduktohet gradualisht. Kështu mund të ipen konkluzione që karakteristikat SMA kundër zhurmës ndryshojnë gjatë kohës së shfrytëzimit të asfaltit. Provat e bëra në lidhje me karakteristikat kundër zhurmës (Valtonen, 20002) ka marr parasysh edhe problemin e gomave të automjetit. Prova është bërë duke përdor metodën Close Proximiti (CPX) me një shpejtësi prej 50 km/h. Në provat e bëra në Shtetet e Bashkuara, janë krahasuar SMA 0/12.5 dhe SMA 0/9.5 mm duke përdorë metodën CPX. Rezultatet kanë dëshmuar rritjen e zhurmës gjatë kontaktit në mes gomave dhe asfaltit krahas me rritjen e madhësisë së grimcave të agregatit. Tabela 7.2 paraqet krahasimet e karakteristikave SMA me ato të Asfalt Betonit.
TABELA 7.2 Nivelet e Zhurmës SMA në Krahasim me Asfaltet tjera Llojet e Përzierjes Reduktimi I Raportuar Vendi Gjermania (v=50 km/h) Itali v=(110 km/h)
Llojet e SMA-së 0/5, 0/8 0/15
dB (A)
Referim
a
+ 2.0 to −2.0c
BA 0/11
+ 5.0 to + 7.0
BA 0/15
114
Anitë SADIKAJ
Holandë (v=60-100 km/h)
Anglia (v = 70–90 km/h)
Punim Diplome
0/6 0/8 0/11
0/6 0/10 0/14 a Vlerat negative tregojnë rritje në nivelin e zhurmës
+ 1.4 to + 1.6 + 0.2 to + 0.6 0.0 to −2.0**) + 0.8 to −0.5 + 1.0 to −3.0**) + 5.3 to + 5.2 + 3.5 to + 3.2 2.7
BA 0/16
Asfalti I Nxehtë
b Vlera e kalkuluar c Kur sipërfaqja trajtohet me grimca jo të ngjitura më të vogla se 2mm
7.7
KARAKTERISTIKAT NDAJ RRËSHQITJES
Karakteristikat kundër rrëshqitjes së sipërfaqes së asfaltit përshkruhen përmes koeficientit të fërkimit, i cili varet nga mikrotekstura e agregatit dhe makro tekstura e asfaltit të vendosur. Vetitë e ndryshme të asfaltit, sa i përket shpejtësisë së automjetit, kanë ndikim në karakteristikat kundër rrëshqitjes. Në shpejtësitë e ulëta, rezistenca ndaj lëmueshmërisë ka një ndikim vendimtar, prandaj mikrotekstura e sipërfaqes së agregatit është e rëndësishme; në këto rrethana vlera e lëmueshmërisë së gurit (Polished Stone Value-PSV) mund të përdoret si indeks selektiv për vlerësimin e rezistencës së agregatit ndaj lëmueshmërisë. Tek shpejtësitë e mëdha, thellësia e makroteksturës e shtresës sipërfaqësore ka një ndikim të madh; prezenca e kanaleve të vogla për rreth grimcave të agregatit në sipërfaqe mundëson shkarkimin e ujit, duke parandaluar formimin e shtresës rrëshqitëse. Thellësia e makroteksturës SMA varet nga madhësia e kokrrës maksimale në përzierje dhe projektimit të përzierjes së asfaltit (p.sh., niveli i mbushjes së zbrazëtirave mes agregatit në sipërfaqe të shtresës me mastik); shiko Figurën 7.6
FIGURA 7.6 Makrotekstura SMA para hapjes për trafik: (a) pa zhavor dhe (b) me zhavor.
115
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Rezultatet e Provës - një krahasim i thellësive të makroteksturës së shtresave të asfaltit për asfalte të ndryshme është prezantuar në një punim Australian (Oliver, 2001): Veshja sipërfaqësore (më e madhe se 10 mm) – makroteksturë më e vogël se 1.5mm Asfalt Beton (më e madhe se 10 mm) – makroteksturë 0.4 deri 0.8 mm Asfaltet poroze – makroteksturë më të vogël se 1.2 mm SMA – makroteksturë më të vogël se 0.7 mm Çiment betoni – makroteksturë 0.2 – 0.7mm Në shumë hulumtime janë bërë disa karakteristika të SMA-së të bëra gjatë kohës. Në Angli, Richardson (1997) përshkruan ndryshimet në makroteksturën SMA gjatë muajve duke përcjellë ndërtimin e shtresës. Makrotekstura e SMA-së menjëherë pas vendosjes ishte në nivel prej 1.5 – 1.6 mm, pastaj ajo reduktohet gradualisht në 1.1 mm pas 21 muajve. Duhet të theksohet që agregati që përdorët për të rritë karakteristikat kundër rrëshqitjes ka pasoja shtesë, veçanërisht në periudhën fillestare pas ekzekutimit. Grimcat e agregatit (dhe mbetjet e tyre të thyera me cilindër) mblidhen në hapësira mes agregatit të shtresës SMA dhe vetëm disa kohë pas hapjes së rrugës për trafik tërhiqen jashtë (ngriten lartë) nga gomat e automjeteve (Richardson, 1997). Pra vetëm pas vendosjes së agregatit, makrotekstura është e ulët (shiko Figurën 12.6b), por me kohë do të përmirësohet. Në Gjermani (Behle, 2005) bëri hulumtime sa i përket raportit në mes PSV (vlerës së lëmueshmërisë së gurit) dhe rezistencës ndaj rrëshqitjes të shtresës SMA. Në përgjithësi, duke u bazuar në eksperimentet e bëra dhe rezultatet e tyre, mund të jepen rekomandimet në vijim për të përmirësuar karakteristikat kundër rrëshqitjes të SMA-së si shtresë sipërfaqësore: Të aplikohet asfalt me madhësi më të vogël të agregatit (më shumë pika kontaktuese mes SMA dhe gomave) Të merret parasysh mikrotekstura – preferohet agregat me indeks PSV më të lartë (ndjeshmëri më të ulët të lëmueshmërisë) dhe përzierjet e agregatit nga gurët e ndryshëm me vlera të ndryshme veshëse; nëse është e mundur të përdoren agregatet artificiale. Të merret parasysh makrotekstura – të shmangen faktorët që rrisin rrezikun nga rrjedhja e mastikut jashtë në sipërfaqe në atë mënyrë që përzierjet me një përmbajtje jo të mjaftueshme të zbrazëtirave dhe ose ato të ndjeshme ndaj komapktësimit nga trafiku; për këtë arsye nuk përdorin cilindrat pneumatik por cilindrat vibrues. Të aplikohet agregat për të bërë sipërfaqen më të vrazhdë duke shpërnda agregatit në mënyrë të barabartë, që përcillet me cilindër deri sa sipërfaqja është e mjaftë e nxehtë. Të hapet shiriti për trafik vetëm pasi që SMA të jetë ftohur.
116
Anitë SADIKAJ
7.8
Punim Diplome
JETËGJATËSIA: REZISTENCA NDAJ UJIT DHE NGRICAVE
Jetëgjatësia e asfaltit ka një kuptim të gjerë. Uji dhe ngricat në asfalt kanë një efekt jo të favorshëm në karakteristikat mekanike të shtresës. Padyshim, përbërja e asfaltit si lloji i agregatit, granulometria e përzierjes, sasia e binderit, prezenca e aditivëve dhe përmbajtja e zbrazëtirave të ajrit kanë një ndikim në rezistencë. Metodat e zakonshme për vlerësimin e rezistencës ndaj ujit dhe ngricave të asfaltit mund të ndahen në dy grupe: Metodat e standardizuara Metoda AASHTO T283 Metoda EN 12697-12 Metoda jo e standardizuar METODA AASHTO 283 - Metoda AASHTO 283 përfshinë provat e bëra dhe krahasimi i këtyre mostrave me gjendjen origjinale dhe krahasimi i tyre. Mostrat e përgatitura siç duhet ndahen në dy grupe. Një grup i mostrave nuk i nënshtrohen kushteve të jashtme, përderisa grupi tjetër i nënshtrohet veprimit të ujit dhe ngricave. Të dy grupet e mostrave origjinalet dhe ato të cilat i nënshtrohen veprimit të ujit dhe ngricave testohen me një aparaturë të shtypjes indirekte. Raporti në mes rezistencës në tërheqje të mostrave që i nënshtrohen veprimeve të jashtme dhe atyre origjinale quhet raporti i rezistencës në tërheqje (tensile strength rati TSR). TSR zakonisht kërkohet të jetë më i madh se 70% ose 80% (më së shpeshti 80%). METODA EN 12697-12 - Kjo metodë bëhet përmes mostrës cilindrike e përgatitur në laborator (në kompaktësuesin gyratori, duke përdorë goditjet Marshall). Mund të testohen mostrat me diametër 100±3 mm, 150±3 mm, ose 160±3 mm. Kur testohen mostrat me diametër 100 mm ( duke përdorë metodën Marshall, për shembull), vetëm grimcat që nuk janë më të mëdha se 0/22 mm mund të testohen. Grupi i mostrave (minimum gjashtë) i asfaltit ndahet në dy grupe. Të dy grupet duhet të përgatiten përafërsisht në të njëjtën kohë (brenda një jave ose më pak nga njëri tjetri). Gjysma e mostrave magazinohen dhe nuk i nënshtrohen kushteve atmosferike, përderisa gjysma tjetër i nënshtrohet veprimit të ujit. Mostrat i nënshtrohen shtypjes dhe temperaturës në interval prej 5-250C. Standardet prezantojnë një indeks të quajtur raporti indekti i rezistencës në tërheqje (indirekt tensile strength ratio-ITSR) si matës i rezistencës së ujit së asfaltit të paraqitur në përqindje. METODAT JO TË STANDARDIZUARA - Këto metoda bazohen në supozime të ngjashme kryesisht në ngopjen e asfaltit me ujë (me ose pa shtypje negative) dhe mbajtjen në temperaturë të caktuar për një kohë të caktuar. Pastaj prova e rezistencës bëhet me njërën nga metodat në vazhdim: Stabiliteti i Marshallit
117
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Moduli i elasticitetit në temperatura të ndryshme Rezistenca në tërheqje indirekte Krahasimi i rezultateve të mostrave nën ndikimin e ujit me ato që nuk janë nën ndikim të ujit paraqesin rezistencën ndaj ujit të asfaltit. Mostrat e ngopura me ujë i nënshtrohen cikleve të ngrirje shkrirjes për të gjetur ndjeshmërinë ndaj ujit dhe ngricave. Një variantë tjetër që përfshinë ngrirjen e mostrave të ngopura paraprakisht me tretës uji NaCl (p.sh., 2%) është përdorë gjithashtu. Kjo provë është shumë më efektive si shkak veprimit agresiv të tretësit të ujit me krip në ad’hezionin e binderit me agregatin. Ky lloj i provës bëhet kryesisht në vendet me klimë të ftohtë.
7.9 KARAKTERISTIKAT KUNDËR SPËRKATJES DHE REFLEKTIMIT TË DRITËS Siguria e dhënë shtresës së sipërme të asfaltit si shtresë veshëse është e rëndësisë primare. Karakteristikat kundër spërkatjes së asfaltit rrisin sigurinë duke parandalua krijimin e mjegullnajës nga uji prapa automjetit. Pas reshjeve (ose shkrirjes së borës), pikat e ujit ngritën lartë nga asfalti, veçanërisht kur gomat e automjeteve janë të mëdha dhe lëvizin shpejtë. Rrjedhimisht, një sasi e ujit në formë mjegulle mbetet pezull në ajër rreth automjetit që lëvizë me shpejtësi (Figura 7.7), pastaj ai ngjitet në xham duke reduktuar dukshmërinë. Krijimi i ujit mjegull dhe spërkatjes mund të zvogëlohet duke mundësuar shkarkimin e shpejt të ujit pas të reshurave (përmes rënies tërthore dhe mos pasja e deformimeve në asfalt të cilat grumbullojnë ujin). Së fundmi preferohen shtresat me granulometri të rrallë ose asfaltet poroze. Shkarkimi i ujit nëpër shtresën e tërë të asfaltit SMA nuk është e mundur.
FIGURA 7.7 Mjegullina e krijuar nga uji gjatë ngasjes së automjetit përgjatë shtresës SMA me lagështi.
118
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Ky veprim është i mundur vetëm përmes hapësirave rreth agregatit kokërr madh të ngjitura në sipërfaqe të shtresës; kështu, makrotekstura adekuate e SMA është e një rëndësie të veçantë (Figura 7.8). Hulumtimet e bëra në Shtetet e Bashkuara kanë vërtetuar që shtresat SMA reduktojnë spërkatjen nga uji në krahasim me shtresat e asfalt betonit (AC asfalt concrete); megjithatë, uji mbetët më gjatë në shtresën SMA i cili mund të mbahet në poret e sipërfaqes. Për më tepër, makrotekstura e cila redukton shtresën e ujit në sipërfaqe të shtresës së asfaltit është gjithashtu e rëndësishme për përmirësimin e dukshmërisë pas ose gjatë të reshurave. Gjithashtu, natën reflektimi i dritave (“shëndritshmëria”) e asfaltit nga automjetet në kahjen e kundërt reduktohet. Figura 7.9 paraqet një pamje të shtresës mveshëse e bërë nga SMA dhe Asfalt Betoni pas reshjeve dhe reflektimi i tyre (gjatë ditës). Dallimi në mënyrën se si uji është shkarkuar si rezultat i makroteksturës së sipërfaqës është qartë i dukshëm.
FIGURA 7.8 Shkarkimi i ujit përmes kanaleve të vogla rreth agregatit.
119
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
FIGURA 7.9 Dallimet në aftësitë e asfaltit për shkarkim të ujit-shtresa SMA (afër) dhe asfaltbetoni i vjetër(larg). Reflektimi i dritës së shtresës SMA është shumë më pak se ai i shtresës së asfaltbetonit.
7.10 PËRSHKUESHMËRIA OSE PERMEABILITETI Për shumë njerëz për nga pamja e shtresës SMA japin përshtypjen e tyre si shtresë shumë ujëpërshkuese. Në të vërtetë SMA dallon nga Asfalt Betoni në masë të makroteksturës së sajë më të thellë. Shtresat SMA me një përmbajtje të lartë të zbrazëtirave mund të shihen në praktikë, në të shumtën e rasteve kur asfalti nuk është ngjeshur si duhet në punishte. Përshkueshmëria është e lidhur me përmbajtjen e zbrazëtirave të ajrit dhe madhësinë, shpërndarjen, dhe lidhshmërinë në mes poreve të brendshme. Përshkueshmëria varet nga kokrra maksimale e agregatit, trashësisë së shtresës dhe nivelit të kompaktësimit (WsDOT, 2005). Hulumtimet kanë treguar që sa më e madhe të jetë madhësia e kokrrës së agregatit, përmeabiliteti është më i lartë (Cooley, 2002), çka nënkupton që me rritjen e madhësisë së kokrrës së agregatit rezulton rritja e madhësisë së poreve dhe rritë mundësinë e lidhjes mes tyre *Cooley dhe brown, 2003). Për të reduktuar përshkueshmërinë, duhet që granulometria të jetë e duhur tek shtresat me trashësi më të madhe në atë mënyrë që raporti mes trashësisë së shtresës dhe kokrrës maksimale të agregatit në asfalt mos të jetë më pak se 3.0. Kjo do të mundësonte lehtësimin e ngjeshjes së shtresës, redukton përmbajtjen e zbrazëtirave, dhe kufizon lidhshmërinë në mes poreve. Në vijim janë dhënë disa karakteristika në lidhje me përshkueshmërinë: Sa më e madhe madhësia e kokrrës së agregatit në përzierjen e asfaltit, përshkueshmëria do të jetë më e madhe
120
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Sa më e madhe përmbajtja e zbrazëtirave në shtresën e asfaltit, përshkueshmëria është më e madhe; më gjithat, asfaltet me përmbajtje të njëjtë të zbrazëtirave mund të kenë nivele të ndryshme të përshkueshmërisë Granulometria e përzierjes SMA (më shumë apo më pak boshllëk granulometrik) ndikon në përshkueshmëri Sa më e trashë të jetë shtresa e asfaltit, aq më e ulët do të jetë përshkueshmëria. REZULTATET E PROVAVE - Figura 7.10 paraqet qartë raportin në mes kokrrës maksimale të agregatit të SMA-së dhe mundësisë së tij që të jetë i përshkueshëm. Sa më e madhe madhësia e kokrrës maksimale të agregatit të SMA, më i madhe është probabiliteti që asfalti të jetë i përshkueshëm. Kështu madhësia e kokrrës maksimale të agregatit është një faktor vendimtar për përshkueshmërinë tek SMA dhe gjithashtu edhe granulometria mes fraksioneve të agregatit. Rritja e këtij faktori përcillet me rritjen e madhësisë së poreve të brendshme, dhe si pasojë mundësia e lidhjes mes tyre (Cooley dhe Brown, 2003).
FIGURA 7.10 Përshkueshmëria e ujit të shtresës SMA me granulometrinë 0/4.75, 0/9.5, dhe 0/12.5 mm, varësisht nga madhësia e përzgjedhjes së pikës thyerëse të sitave – shkalla e granulometrisë.
Në hulumtimet e bëra (Cooley, 2002) është thënë që përzierjet SMA karakterizohen me potencial më të lartë të përshkueshmërisë se sa përzierjet Asfalt Beton me të njejtën përmbajtje të zbrazëtirave. Hulumtimet e bëra në Florida të Shteteve të Bashkuara në lidhje me përshkueshmërinë na shpien deri të definicioni i përshkueshmërisë së asfalteve ku thuhet që janë ato asfalte me përshkueshmëri mëtë madhe se 100X10-5 cm/sec (Choubane, 1998).
121
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
7.11 KONSUMI I KARBURANTIT Shoqata Evropiane për Asfalt dhe Eurobitum, raporti i vitit 2004 i emëruar si Ndikimi i Ambientit dhe Efekti i Karburantit në Shtresat e Rrugës (Beuving, 2004) është një ndër burimet kryesore për formimin e bazës të këtij kapitulli. Rezistenca ndaj lëvizjeve (Rolling resistance) është një ndër faktorët e rënëdësisë së veçantë kur mirret parasysh problemi i konsumit të karburantit gjatë ngasjes, e veçanërisht në kontekstin e SMA-së. Rezistenca ndaj lëvizjes mund të definohet si forca e nevojshme për të zhvendosë automjetin përgjatë asfaltit. Në një shpejtësi konstante prej 80 km/h, përafërsisht 12% e energjisë së humbur (konsumit të karburantit) të kamionëve të rëndë konsumohet si shkak i rezistencës së lëvizjes. Shkurtimisht, rezistenca ndaj lëvizjes së automjeteve ndikohet nga mikrotekstura, makrotekstura dhe deformimet e shtresës veshëse të asfaltit. Sipas hulumtimeve Holandeze (Roovers, 2005), rezistenca ndaj lëvizjes mund të klasifikohet varësisht nga tipi i shtresës veshëse (rezultatet në cR[%ë) si në vijim: Betoni nga çimentoja – 0.86 SMA 0/8 – 0.86 Dy shtresa të asfaltit poroz 2/6 – 0.97 Dy shtresa të asfaltit poroz 4/8 – 1.02 Betoni nga çimentoja me krehje transverzale (vrazhdësi) – 1.04 Një shtresë e asfaltit poroz 6/16 – 1.05 Asfalt Betoni i dendur 0/16 – 1.09 Mastik Asfalti 0/11 – 1.18 Në fund duhet të përmendim një gjë, që matjet e rezistencës ndaj lëvizjes varen dhe ndikohen shumë nga kushtet atmosferike (p.sh. shpejtësia anësore e erës). Kushtet atmosferike mund të kenë ndikim në rezultatet e provave.
7.12 EFEKTI EKONOMIK Në shumicën e vendeve, përzierjet SMA janë më të shtrenjta për ndërtim në krahasim me përzierjet e Asfalt Betonit. Çmimet e larta fillestare iniciohen me aplikimin e: Sasisë së madhe të binderit (ose bitumenet e modifikuara polimere) Sasi e madhe e filerit të shtuar Sasi e madhe e agregatit kokërr madh me kualitet të duhur Stabilizuesit (në të shumtën e rasteve fibra) Temperaturë e lartë gjatë prodhimit
122
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Dallimi i përafërt në çmim sillet rreth +20% deri +30%, varësisht nga vendi dhe specifikat e vendosjes. Megjithatë, një ndryshim i tillë në çmim është pranuar nga administrata e rrugëve për shkak të qëndrueshmërisë së shtresave SMA. Është supozuar që jeta mesatare e tyre sillet të paktën 20 vite. Mund të supozohet që çmimi i lartë i SMA është kompensuar me jetëgjatësinë më të madhe dhe çmimit të ulët të mirëmbajtjes. Duke marr parasysh çmimin e ulët të operimit si shkak i mungesës së nevojës për riparim, rrjedhimisht mos pengimin e trafikut nga shfrytëzuesit, efekti ekonomik i SMA-së është më i lartë se sa ai i Asfalt Betonit klasik.
8.
PUNA EKSPERIMENTALE
8.1 CILËSITË E SHTRESËS SË EPËRME TË ASFALTIT SMA 11S, ASFALTI I SHTRUAR NË SEGMENTIN RRUGORË M9, ARLLAT. PROVAT I PUNOI KOMPANIA GRANITI NË ISTOG. Sa i përket projektimit të recetës së përzierjes së asfaltit nuk ekziston ndonjë metodë specifike për SMA, por ekzistojnë disa të dhëna fillestare informative. Hapat në vazhdim për përcaktimin e duhur të formulës së përzierjes (Job Mix Formula-JMF) sipas të dhënave fillestare janë si në vijim: a) Në pajtim me RFP (requirements for pavement) kërkesat për asfalt dhe me respekt ndaj përvojës së formës JMF, përzierja, shtrirja, performanca gjatë kohës së shfrytëzimit (koha garantuese) dhe në fund por jo e fundit çmimi, kontraktuesi përzgjedh agregatin dhe filerin. Me anë të materialit të zgjedhur (agregati, rëra, fileri, aditivet) dhe duke u bazuar në të dhënat e më hershme të JMF, përzgjidhet lakorja granulometrike. Por ekzistojnë kërkesa në lidhje me vlerën abrazive, vlerën e lëmueshmërisë, prova e ngrirjes-shkrirjes, etj. b) Përgatiten mostrat për paisjen e Marshallit me përmbajtje minimale të asfaltit në 135/145±50C me nga 50 goditje në të dy anët dhe në këtë mënyrë përcaktohet përmbajtja e zbrazëtirave që duhet të jenë prej 3 deri në 4% të vëllimit (varësisht nga kushtet klimatike). Nëse nuk arrihet përmbajtja e duhur e zbrazëtirave mund të përdorën alternativat në vazhdim: Të ndryshohet përmbajtja totale e agregatit të thyer ose agregati i madhësisë së njëjtë Të ndryshohet përmbajtja e filerit Të ndryshohet përmbajtja e pastës (llaçit) Duhet të theksohet që stabiliteti sipas Marshallit dhe rrjedhja nuk janë të dhëna bazë për përzgjedhjen dhe vlerësimin e drejt të formulës së projektimit të përzierjes së asfaltit (JMF).
123
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
c) Prova e rrjedhjes: Aditivët janë të nevojshëm në përzierjen e asfaltit që t’i shmangemi rrjedhjes së binderit nga agregati gjatë përzierjes, transportit dhe shtrirjes. Prova e rrjedhjes duhet të bëhet në mënyrë që të bëhet vlerësimi i duhur dhe i nevojshëm i përmbajtjes së aditivit. Prova e Schellenbergut është e standardizuar në Gjermani në Bashkimin Evropian (EN 12697-18:Bituminous mixtures). Duke u bazuar në rezultatet e përzierjes së projektuar, kontarktori vendosë për JMF dhe e aprovon atë tek klienti. Më poshtë po japim të dhënat e recepturës, gjegjësisht dozaturën e komponentëve përbërëse të SMA 11 për segmentin rrugorë M9 Arllat a marrë nga Kompania Graniti në Istog:
Bitum (PMB 50/90) .............. 6% nga masa e përzierjes së asfaltit Filer .....................................9.5% nga masa e përzierjes së asfaltit Fraksionet: 0/4 mm ...17% nga masa agregatit 4/8 mm ...24% " 8/11 mm ..50% " Bitumi i modifikuar me gomë termoplastike SBS (sirene-butadien-stirene) sipas deklaracionit te prodhuesit ka këto karakteristika: Penetrimi ...60 Pika e zbutjes ..73.2 Pika e thyerjes sipas Fraass it ..-23 8.1.1 Prova e Marshallit dhe Analiza Granulometrike Për nevoja të ekzaminimeve laboratorike, nga shtresa e asfaltit është marrë një sasi e nevojshme e asfaltit në pozicion të caktuar të segmentit rrugor M9 drejtimi Prishtinë-Pejë në Arllat. Pas marrjes së mostrës së asfaltit nga tereni, në laborator është bërë ndarja e kokrrave të agregatit të cilat kanë qenë të prera gjatë shpimit në mënyrë që përbërja granulometrike e asfaltit të jetë e qartë. Nga kjo sasi e asfaltit janë formuar tri mostra me peshë rreth 1200 gr. me diametër për nevoja të përcaktimit të trashësisë, peshës vëllimore dhe kompaktësisë (përqindjen e zbrazëtirave të mostrës, rrjedhjen, stabilitetin dhe ngurtësinë). Mostra e I-rë: 1198 gr. Mostra e II-të: 1208 gr. Mostra e III-të: 1204.70 gr.
124
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përbërja dhe vetitë e materialeve janë ekzaminuar sipas metodave Evropiane (CEN – European Committee for Standardisation). Këto mostra janë vendosur ne kompaktor dhe i janë nënshtruar 75 goditjeve në të dy anët në mënyrë që të arrihet ngjeshja dhe trashësia (optimale 63.5 mm) e duhur . Pas nxjerrjes së mostrave nga kallëpi kemi bërë matjen e trashësisë së mostrave për secilën mostër në tri vende dhe është marrë trashësia mesatare si dhe matja e peshës së tyre në gjendje të thatë. Këto mostra pastaj janë futur në ujë të ftohtë ku aty kanë qëndruar për 1 orë në mënyrë që ato të ngopen me ujë. Këtyre mostrave u është bërë matja e peshës së tyre të ngopura në ujë si dhe peshës së tyre në ujë. Pastaj mostrat janë futur në ujë të nxehtë në temp. prej 600C dhe kanë qëndruar për 30 min., pas kësaj periudhe kohore mostrat janë futur në pajisjen e Marshallit në mënyrë që të arrihet tek rezultatet e rrjedhjes dhe stabilitetit. Rezultatet e këtyre ekzaminimeve janë paraqitur në Shtojcën A. Në vazhdim janë dhënë disa foto gjatë punës së bërë në Laboratorin Graniti në Istog.
Figura 8.1. Foto e bërë gjatë punës në laborator, mostra e marr në teren
125
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 8.2. Përgatitja e mostrave për vendosje në kompaktësues
Figura 8.3. Pajisja në të cilën mostra i është nënshtruar goditjeve (kompaktori)
126
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 8.4. Mostrat e nxjerra nga kallëpi
Figura 8.5. Vendosja e mostres në Marshall për caktimin e kufirit të rrjedhjes dhe stabilitetit
8.1.2 Ekstrahimi – Përcaktimi i Përqindjes së Bitumit dhe Filerit Për ekstrahim është marrë mostra me peshë prej 1164 gr. Mostra futet në paisjen për akstrahim dhe i nënshtrohet veprimit të cikluseve nën ndikimin e ujit dhe trialinës ku edhe bëhet shpërlarja. Me anë të kësaj shpërlarje të mostrës ne mund të caktojmë përqindjen e bitumit, filerit dhe agregatit. Në vazhdim janë dhënë disa foto gjatë punës së bërë në Laboratorin Graniti në Istog.
127
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 8.6. Pajisja për estrahim
Figura 8.7. Sasia e agregatit në drum pas ekstrahimit
128
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 8.8. Sasia e filerit në centrifugë pas ekstrahimit
Figura 8.9. Kalimi nëpër sita për caktimin e përqindjes së kalimit të agregatit
129
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Figura 8.10. Matja e agregatit gjatë kalimit në sita
Figura 8.11. Fibrat SBS pas ekstrahimit
130
Anitë SADIKAJ
8.2
Punim Diplome
PËRMBLEDHJE E REZULTATEVE TË EKZAMINIMEVE: M9, ARLLAT
Duke rishikuar rezultatet e ekzaminimeve të kryera laboratorike mund të përfundojmë si në vazhdim: 8.2.1 Përbërja dhe Vetitë e Përzierjes së Asfaltit: Përbërja e asfaltit e përgatitur nga mostra e asfaltit e marrë në pozicionin e caktuar, në Arllat në autostradën Pejë – Prishtinë, ka përbërje granulometrike e cila plotëson kushtet e kualitetit dhe gjendet në lakoren e poshtme kufitare. Përmbajtja e zbrazëtirave në mostrën provuese laboratorike është diçka më e lartë por duke pasur parasysh që prova është bërë me pajisjen e Marshallit, atëherë edhe përqindja e zbrazëtirave mund të tolerohet. Materiali gurorë është konstatuar që është material eruptiv. Materiali lidhës bituminoz i përdorur për të prodhuar përzierjen e asfaltit është modifikuar me polimere dhe për modifikues është përdor goma termoplastike SBS (Stirene Butadien Stirene). Ne laborator është bërë prova e penetrimit ne dy mostra dhe rezultati është I barabartë me 66. Nga rezultati shihet se vlera e penetrimit është rritur për 6 në krahasim me vlerën fillestare, kjo ka ndodhë si pasoje e qëndrimit mbi 12 orë ne temperature 1700C. Sipas normave (EN1427) kjo rritje lejohet max 8 per 5 orë qëndrim ne temperature 1630C. Sipas normave zvicrrane (2007), zbrazëtirat ne shtresën e ngjeshur ne rrugë për SMA 11 nuk duhet te tejkalojnë vlerën 5 për autostrada. Pra, stabilititeti dhe rrjedhja sipas Marshallit, nuk kanë ndonjë vlerë dhe nëse krahasohen me Asfaltbeton rrjedhja del me e madhe ndërsa stabiliteti me i vogël se sa te Asfaltbetoni.
131
Anitë SADIKAJ
8.3
Punim Diplome
CILËSITË E PËRZIERJES SË SHTRESAVE TË ASFALTIT TË LLOJIT SMA 11 ASFALTI I SHTRUAR NË SEGMENTIN E RRUGËS M9, LOT 2B RAPORTIN E PUNOI INSTITUTI PËR HULUMTIM, KËRKIM DHE KONSULTIM PËR TEKNOLOGJI TË ASFALTIT RAMTECH D.O.O
Për nevoja të ekzaminimeve laboratorike, është marrë mostra nga shtresa e asfaltit në një pozicion të rrugës të emëruar si LOT 2B të autostradës M9.
(a)
(b)
Figura 8.12. Fotografia (a) dhe (b); Pozicioni i marrjes së mostrave në pjesën LOT 2B autostrada “M9”
Pozicioni i marrjes së mostrave është emëruar si P-II-I dhe gjendet në km 0+430 në shiritin për ngasje në drejtimin Pejë – Prishtinë. Në këtë pozicion janë nxjerrë dy mostra me diametër 100 mm për nevoja të përcaktimit të trashësisë, shpërndarjes së zbrazëtirave dhe shkallës së penetrimit. Si shtesë janë shpuar edhe 5 mostra me diametër 200 mm për nevoja të ekzaminimit të përbërjes dhe vetive të përzierjes së asfaltit, llojit të materialit guror, karakteristikave bazë të lidhësit bituminoz, rezistencës të paraqitjes së gjurmëve si dhe vetive sipërfaqësore të shtresës së asfaltit (rezistenca ndaj rrëshqitjes dhe trashësia e teksturës). Pozicioni i marrjes së mostrave është emëruar si P-II-II dhe gjendet në km 1+920 në shiritin për ngasje në drejtimin Pejë – Prishtinë. Në këtë pozicion janë nxjerrë dy mostra me diametër 100 mm për nevoja të përcaktimit të trashësisë, shpërndarjes së zbrazëtirave dhe shkallës së
132
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
penetrimit. Si shtesë janë shpuar edhe 5 mostra me diametër 200 mm për nevoja të ekzaminimit të përbërjes dhe vetive të përzierjes së asfaltit, llojit të materialit guror, karakteristikave bazë të lidhësit bituminoz, rezistencës të paraqitjes së gjurmëve si dhe vetive sipërfaqësore të shtresës së asfaltit (rezistenca ndaj rrëshqitjes dhe trashësia e teksturës). Përbërja dhe vetitë e materialeve janë ekzaminuar (sipas metodave EN 12697-1, EN 12697-2, EN 12697-5, EN 12697-6, EN 12697-8, EN 12697-34). Pas nxjerrjes së mostrave, në laborator është bërë ndarja e kokrrave të agregatit të cilat kanë qenë të prera gjatë shpimit ashtu që përbërja granulometrike e asfaltit të jetë e qartë. Gjatë procesit të nxjerrjes së mostrës laboratorike të përgatitur të përzierjes së asfaltit është ndarë lidhësi bituminoz nga materiali i pastër gurorë. Në ato mostra të fituara në këtë mënyrë është ekzaminuar penetrimi (sipas metodës EN 1246) dhe pika e zbutjes (sipas metodës EN 1427) të lidhësit bituminoz dhe prejardhja e materialit guror. Nga mostrat e asfaltit me diametër 200 mm, në laborator së pari janë ekzaminuar rezistenca ndaj rrëshqitjes (sipas metodës EN 13036-4) dhe thellësia e teksturës (sipas metodës EN 13036-1), pastaj në të njëjtat mostra është bërë ekzaminimi i rezistencës ndaj gjurmëve të rrotave (sipas metodës EN 12697-22). Rezultatet e ekzaminimeve janë prezantuar në raport të veçantë në Shtojcën B të këtij punimi. 8.3.1
Përmbledhje e Rezultateve të Ekzaminimeve: M9, LOT 2B
Duke rishikuar rezultatet e ekzaminimeve të kryera laboratorike mund të përfundojmë si në vazhdim: 8.3.1.1 Përbërja dhe Vetitë e Përzierjes së Asfaltit: Përbërja e asfaltit e përgatitur nga mostra e asfaltit e marrë në pozicionin km 0+430, shiriti për ngasje, në autostradës Pejë – Prishtinë, ka përbërje granulometrike e cila plotëson kushtet e kualitetit dhe gjendet në lakoren e epërme kufitare, sa i përket përqindjes së zbrazëtirave në mostrat laboratorike nuk plotësohen kushtet e kualitetit të normuar sipas Kushteve të Përgjithshme Teknike 2001, Zagreb. Koncentrimi i zbrazëtirave në mostrën provuese laboratorike është diçka më i lartë ndërsa mbushja e zbrazëtirave të materialit guror me bitumen është pak më e përafërt me kushtet e kualitetit të normuar sipas Kushteve të Përgjithshme Teknike 2001 Zagreb. Duke pasur parasysh që rezultatet e provave tregojnë një shkallë shumë të mirë të ngjeshjes dhe përmbajtja e kënaqshme e zbrazëtirave në materialin gurorë, atëherë sipas kushteve teknike përqindja e zbrazëtirave në përzierjen e asfaltit mund të tolerohen. Rezultatet e provave janë dhënë në raportin I-290/2011 të Shtojces A. Sa i përket materialit guror është vërtetuar që i tërë materiali ka përbërje silikate. Rezultatet e provave janë dhënë në raportin PA-003/2011, Shtojca B.
133
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Përzierja e asfaltit e përgatitur nga mostra e asfaltit e marrë në pozicionin km 1+920, shirit për ngasje, drejtimi Prishtinë – Pejë, përbërja granulometrike sipas kushteve teknike tejkalon kufirin e sipërm të kurbës me kalimin në sitën 8 mm. Përmbajtja e zbrazëtirave në mostrën e asfaltit si dhe mbushja e zbrazëtirave në materialin guror me bitumen plotësojnë kushtet e kualitetit. Rezultatet e provës janë dhënë në raportin I-291/2011 Shtojca B. Në përmbajtjen e materialit guror është gjetur 94.6% agregat me përmbajtje karbonate në fraksionin 4/8 dhe 93.4% agregat me përmbajtje karbonate në fraksionin 8/11. Pjesa tjetër e mbetur ka përmbajtje silikate. .Rezultatet e provës janë dhënë në raportin PA – 003/2011 Shtojca B. Materiali lidhës bituminoz i përdorur për të prodhuar përzierjen e asfaltit është modifikuar me polimere. Pika e zbutjes së lidhësit bituminoz nuk plotëson kushtet e kualitetit për bitumonin e modifikuar me polimere të tipit PmB 45/80-65. Rezultatet e ekzaminimit janë treguar në raportin me shënimin IB-168/11 Shtojca B. 8.3.1.2
Përbërja dhe Vetitë e Asfaltit të Punuar
Rezultatet e ekzaminimit të shtresë së asfaltit të ndërtuar në pozicionin km 0+430, shiriti për ngasje, drejtimi Pejë – Prishtinë, tregojnë që koncentrimi i zbrazëtirave në shtresën e asfaltit si dhe shkalla e kompaktësisë së shtresës së asfaltit i plotësojnë kushtet e kualitetit sipas Kushteve të Përgjithshme Teknike 2001 për asfaltin e tipit SMA 11 i cili shtrohet në rrugë të dedikuar ngarkesave të trafikut për autostrada. Trashësia mesatare e shtresës së asfaltit është 57 mm. Rezultatet e ekzaminimeve janë paraqitur në Tabelën 1 të raportit me shënim I299/2011 Shtojca B. Rezultatet e ekzaminimit të shtresë së asfaltit të ndërtuar në pozicionin km 1+920, shiriti për ngasje, drejtimi Prishtinë – Pejë, tregojnë që koncentrimi i zbrazëtirave në shtresën e asfaltit si dhe shkalla e kompaktësisë së shtresës së asfaltit i plotësojnë kushtet e kualitetit sipas Kushteve të Përgjithshme Teknike 2001 për asfaltin e tipit SMA 11 i cili shtrohet në rrugë të dedikuar ngarkesave të trafikut për autostrada. Trashësia mesatare e shtresës së asfaltit është 50 mm. Rezultatet e ekzaminimeve janë paraqitur në Tabelën 1 të raportit me shënim I300/2011 Shtojca B. Rezultatet e provës së rezistencës ndaj rrëshqitjes tregojnë që asfalti i ndërtuar në pozicionin 0+430, shiriti për ngasje drejtimi Pejë – Prishtinë si dhe asfalti i ndërtuar në pozicionin km 1+920, shiriti për ngasje drejtimi Prishtinë – Pejë plotësojnë kushtet e kualitetit sipas Kushteve të Përgjithshme Teknike 2001, dhe se vlera e matur është më e madhe se ajo e lejuar minimale për 50 SRT njësi. Rezultatet e ekzaminimeve janë paraqitur në raportin SRT 132-2011 Shtojca B. Rezultatet e ekzaminimeve të thellësisë së makroteksturës tregojnë që shtresa e asfaltit e ndërtuar në pozicionin km 0+430, shirit për ngasje drejtimi Pejë – Prishtinë,si dhe asfalti i
134
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
ndërtuar në pozicionin km 1+920, shiriti për ngasje drejtimi Prishtinë – Pejë i plotësojnë kushtet e Përgjithshme Teknike 2001, përkatësisht që vlerat e matura janë më të mëdha se ato minimale të lejuara 0.37 mm. Rezultatet e ekzaminimeve janë treguar në raportin me shënim DT-128-2011 Shtojca B.
135
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
8.4 KOMENTIMI I REZULTATEVE TË EKZAMINIMEVE: Tabela 8.1 EKZAMINIMET E BËRA NË LABORATORIN “GRANITI” NË ISTOG EKZAMINIMET KONTROLLUESE PËR MATERIALET E PËRDORURA DHE KUALITETIN E SHTRESËS QARKULLUESE SMA 11 NË RRUGËN M9, VITI 2013
Materiali fraks. I gurit
Bitumeni
Ngurtësia (kN/mm)
Stabiliteti
Rrjedhja (mm)
Zbrazëtirat në përzie. e asfa. (%)
Ruga M9
EKZAMINIMET E MOSTRAVE TË NXJERRURA NGA KONSTRUKSIONI I RRUGËS (MASË E NXEHTË BITUMINOZE) KOMENTIMI I REZULTATEVE LABORATORIKE MOSTRAT E ASFALTIT NGA KONSTRUKSIONI I RRUGËS
MATERIALET E PËRDORURA
SMA 11s
Bitumeni dhe fraksionet e gurit
Ekzaminuesi per masen e nxehtë të asfaltit pas ekzaminimit, paraqet rezultatet e fituara në formë tabelare. Nga këto rezultate shifet që të gjitha parametrat e fituara në laborator janë në kuader të rregulloreve zvicerrane SNV (SN-EN). Masa e ekzaminuar e përzierjes së asfaltit përmban gomë termoplastike SBS (stirene-butadienstirene) si shtesa në asfalt.
Nga ekzaminimet e bëra pas ekstrahimit të mostrës konstatojmë që kemi të bëjmë me bitumen të polimerizuar. Kontraktuesi ka përdor gomen termoplastike (SBS) si material shtesë të lidhësit bituminoz. Fraksionet e gurit janë nga materiali eruptiv
Eruptiv (+)
PmB(50/90)
>2.2 2.1(+)
>8.5 8.2(+)
>2.2 4.7 (+)
5.3 (-)
M9 Arllat
Kriteret e kërkuara
3 deri 5
SIPAS RREGULLOREVE TEKNIKE ZVICERRANE
136
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Tabela 8.2 EKZAMINIMET E BËRA NGA LABORATORI RAMTECH NË ZAGREB
Materiali fraks. I gurit
Bitumeni
Makrostruktur a
Rrëshqitja
Zbrazëtirat në përzie. e asfa. (%) Rrafshtësia (gjurmët)
Kompaktësia %
Stacionazha km
Ruga M9
EKZAMINIMET KONTROLLUESE PËR MATERIALET E PËRDORURA DHE KUALITETIN E SHTRESËS QARKULLUESE SMA 11 NË RRUGËN M9, VITI 2011
101.0(+)
4.9 (+)
(++)
(+)
(+)
PmB(45/8065)
Silikat (+)
98.9(+)
6.4 (+)
(++)
(+)
(+)
PmB(45/80-65)
Karbonat (-)
3 deri 7
0+430 1+920
M9 Lot 2B
(≥98)
KRITERET E KERKUARA SIPAS RREGULLOREVE TEKNIKE KROATE
MOSTRAT E ASFALTIT NGA KONSTRUKSIONI I RRUGËS
FRAKSIONET E GURIT, BITUMEN DHE PËRZIERJA ASFALTIKE
SMA 11 Ekzaminuesi ne Stac. (0+430 dhe 1+920) km per masen e asfaltit nga konst. I rruges pas ekzaminimit ne forme tabelare pasqyrojne rezultatet e fituara. Nga keto rezultate shifet se te gjithe parametrat (kompaktesia, zbrazetirat e perzierjes asfaltike, rrafshtesia, rreshqitja dhe makrostruktura) ne te dy stacionazhat e rezultateve te fituara ne laborator per SMA-11 plotesojne kriteret e N.T. (OTU2001 Kroaci)
GURI ERUPTIV, POLIMER
137
Ekzaminuesi ne Stac. (0+430) km konstaton se materiali I perdorur per prodhimin e asfaltit ne teresi eshte silikat. Ne Stac. (1+920) km konstaton nje perqindje te madhe ne fraksionin 4/11 (94.0%) te karbonatit jashte N.T. (OTU-2001 Kroaci). Te tjerat (≤ 4mm) silikat. Bitumeni i perdorur per prodhimin e perzierjes asfaltike eshte polimer i modifikuar, pas ekzaminimit te bitumenit sipas pikes se zbutjes e ploteson kriterin e bitumenit me polimer te modifikuar te tipit PmB 45/80-65 dhe permban fibra celuloze ne perzierje asfaltike. deri sa vlerat e perzierjes asfaltike ne teresi i plotesojne kriteret e N.T. (OTU-2001 Kroaci).
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
8.5 KONKLUZIONET Si rezultat i kushteve të ndryshme klimatike në vende të ndryshme, mund të ekzistojnë dallime të vogla tek specifikimet teknike të përzierjes së asfaltit sa i përket zbrazëtirave, përmbajtjes së binderit dhe shtangësisë së binderit. Në vendet e ftohta me lagështi, përdoren përzierjet me përmbajtje më të ulët të zbrazëtirave dhe përmbajtje më të lartë të bitumenit, për deri sa në vendet më të nxehta përdorën përzierjet me përmbajtje më të madhe të zbrazëtirave e sasi më të vogël të bitumenit dhe bitumen më i shtangët. Nga rezultatet e fituara në Laboratorin “Graniti” ku si kritere janë përdorur rregulloret zvicerane SNV, mund të konkludojmë: parametrat e fituara në laborator për rrjedhjen, stabilitetin dhe ngurtësimin plotësojnë kriteret e kërkuara me rregullore zvicerane SNV (SN-EN), deri sa parametri për përqindjen e zbrazëtirave në masën e asfaltit është 5.3%, më shumë se sa kriteri sipas këtyre standardeve (3-5)%. Masa e ekzaminuar e përzierjes së asfaltit përmban gomë termoplastike SBS (stirene-butadien-stirene) si shtesa në asfalt. Nga rezultatet e fituara në Laboratorin “Ramtech”-Zagreb ku si kritere janë përdorur rregulloret kroate HRN-EN, mund të konkludojmë: parametrat e fituara në laborator për kompaktesinë, zbrazëtirat e përzierjes së asfaltit, rrafshësia, rrëshqitja dhe makrostruktura plotësojnë kriteret sipas rregulloreve kroate HRN. Parametri i përqindjes së zbrazëtirave në masën e asfaltit sipas këtyre ekzaminimeve është 6.4% përkatësisht 4.9% dhe plotëson kriterin për këtë parametër sipas këtyre standardeve (3-7)%. Duke qenë se vendi ynë bënë pjesë në kushtet klimatike me temperatura më të larta çka do të thotë që kërkohet përqindje më e madhe e zbrazëtirave dhe bitumen i shtangët me përmbajtje optimale (që më tepër përshtatet me rregulloret kroate), atëherë mund të konkludojmë se edhe parametri i zbrazëtirave plotëson sipas kritereve kroate HRN-EN.
138
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
8.6 REKOMANDIMET Gjatë viteve të fundit, Stone Mastik Asfalti ka teguar rezultate të shkëlqyera tek autostradat me ngarkesë të rëndë. Jetëgjatësia më e madhe e SMA-së mundëson kursim të investimeve në mirëmbajtje gjatë kohës së shfrytëzimit edhe pse thuhet që çmimi fillestar është më i lartë. Duke pasur parasysh që mund të arrihet jetëgjatësia prej 5-10 vite është e qartë që zgjedhja e SMA-së është një investim i duhur. Ekziston një numër i madh i përparësive të cilat na rekomandojnë përdorimin e SMA-së: Ka jetëgjatësi (shfrytzueshmëri) më të madhe në krahasim me asfaltet tjera si shkak i prezence së madhe të binderit. SMA përdoret tek rrugët me ngarkesa të mëdha, do të thotë ka aftësi mbajtëse më të madhe se asfaltet tjera.
Ka teksturë, karakteristikë sipërfaqësore e cila redukton zërin nga kontakti i gomave me shtresën e asfaltit si dhe spërkatjen dhe ndriçimin. Për shkak të vetisë absorbuese të zërit, kjo sipërfaqe është shumë e përshtatshme për rrugët në afërsi të vendbanimeve.
Ka një shtangësi të konsiderueshme që arrihet me anë të prezencës së binderit dhe strukturës së agregatit.
Ka një teksturë të qëndrueshme dhe rezistente ndaj deformimeve valore si shtresë sipërfaqësore.
Tek ky asfalt për shkak të mastikut fleksibel që përmban, ka plasaritje reflektive më të vogla të cilat mund të vijnë nga shtresat e poshtme të asfaltit. Në fund të jetëgjatësisë së tij, është 100% i riciklueshëm. Megjithatë, përveç përparësive që ka ekzistojnë edhe disa të meta: Rezistencë të ulët fillestare ndaj rrëshqitjes përveç nëse aplikohet agregat i imët (gritting) ose rëra e thyer Kostoja më e lartë e asfaltit SMA në krahasim me asfaltbetonin (çmimi fillestar mund të rritet për 10-20% si shkak i përmbajtjes së sasisë së madhe të binderit, filerit dhe stabilizantëve, por rritja e jetëgjatësisë së asfaltit mund të rezulton në reduktimin e kostos të ciklit jetësorë) Rreziku nga paraqitjet e njollave sipërfaqësore yndyrore si rezultat i gabimeve ose ndryshimeve gjatë projektimit të përzierjes SMA, prodhimit ose ndërtimit
139
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
140
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Shtojca A - Rezultatet e dala në Laboratorin “Graniti” në Istog
141
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
142
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
143
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Shtojca B - Rezultatet e dala në laboratorin “Ramtech” në Zagreb
144
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
Referencat 1. Prof.Dr. N.Kabashi; Use the modified bitumin for wearing coarse in roads pavements; greece, 2010; 2. International \conference: Prof.Dr. N.Kabashi; C.Krasniqi: F.Krasniqi: Use the andenste aggregaste for aspahalt concrete wearing coarse; The six th International \Konference, torino, Italy, 2008 3. Prof.Dr. Naser Kabashi, Materialet Polimere dhe Bituminoze 4. Prof.Dr. Naser Kabashi, Materiale Ndërtimore II 5. Zdravko Ramijak, Tehnićki Uvjeti za Asfalterske Radove Odražavanja Kolnićkih Konstrukcija na Autocestama 6. Institut Građevinarstva Hrvatske, General Technical Requirements for Road Works 7. Dr. Vullnet palloshi, Teknologjitë e Asfalteve në Rrugë 8. Freddy L. Roberts, Prithvi S. Kandhal, E. Ray Brown Nacional Center gor Asphalt Technology Auburun Universitu, Alabama; Dah-Yinn Lee Iowa State University Ames, Iowa; Tomas W. Kennedy University of Texas Austin Texas, Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design, and Construction; 9. A Guide to Asphalt Surfacings and Treatments Used for the Surface Courses of Road Pavement, Edited by J.C. Nicholls Transport Research Lobaratory: Asphalt Surfacings; 10. Specification for transport, laring and type testin protocols, British Standards,Asphalt for roads and pavend areas; 11. Material Specifications - Guidance on the use of BS EN 13108 Bituminous mixtures 12. http://www.aapaq.org/docs/Stone_Mastic_Asphalt_Surfacing.pdf, Stone Mastic Asphalt Surfacing; Australian Asphalt Pavement Association; 13. http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/australia/corporate_australia/STAGING/local_ assets/downloads_pdfs/b/Bitumen_sources.pdf, Bitumen Sources;
145
Anitë SADIKAJ
Punim Diplome
14. Krzysztof Blazejowski , Stone Matrix Asphalt Theory and Practice; 15. University of Southern Queensland, Faculty of Engineering and Surveying, Problems of Stone Mastic Asphalt Use In North Queensland; 16. Submitted by Craig CampbellBE (Civil) MIEAust CPEng RPEQ, The Use of Stone Mastic AsphaltonAircraft Pavements; 17. Lothar Druschner and Volker Schafer ,Stone Mastic Asphalt; 18. Mohammed Imthiyz M.A., Stone Mastic Asphalt;
Fjalorët: 1. LingvoSoft Talking Dictionary 2007 for Windows, English–Albanian, Version 4.0.14, www.lingvosoft.com 2. Babylon Translation and Dictionaries for Windows, English–English, English– Albanian, English–Croatian, Version 10.0.1, www.babylon.com 3. Jean-Paul Kurtz, Dictionary of Civil Engineering
146
