البيتومين بدرجة الأداء (PG)
الوصف العام: البيتومين بدرجة الأداء (PG) هو نظام متطور لتصنيف عوامل الربط الأسفلتية مطوّر من قبل برنامج SHRP الأمريكي بين 1987 و1993. يقدم هذا النظام نهجاً علمياً لتقييم قدرة البيتومين على مقاومة التشوهات الحرارية والميكانيكية، ويعتمد على اختبارات دقيقة مثل القص الديناميكي والشيخوخة قصيرة وطويلة الأمد، مما يجعله أكثر تمثيلاً لأداء الرصف في الواقع مقارنة بأنظمة الاختراق واللزوجة.
يُختار قـطر البيتومين PG بناءً على أقصى وأدنى درجة حرارة متوقعة على سطح الطريق، مع مراعاة السرعة وحجم المرور وهيكل الرصف لتحديد الدرجة المناسبة. يتكون الرمز من سلسلتين: الأولى تمثل الحد الأعلى لدرجة حرارة الرصف، والثانية الحد الأدنى، مكتوبة بصيغة PGxx-yy حيث xx = أعلى درجة، yy = أدنى.
مزايا نظام PG مقارنة بأنظمة أخرى
- ربط مباشر بين خصائص البيتومين وأداءه الميداني من خلال أسس هندسية.
- يشمل تقييم الشيخوخة قصيرة الأمد (RTFO) وطويلة الأمد (PAV).
- صالـح للبيتومين المعدل (المعدّل بالبلمرة) وغير المعدّل.
- يمكن تعديله حسب الظروف الحقيقية: مناخ، حركة، هيكل.
- يوفر نطاقاً حرارياً أوسع يغطي درجات حرارة منخفضة وعالية.
درجات PG الشائعة واستخداماتها
| الدرجة | °C عالية | °C منخفضة | المناطق | الاستخدام |
|---|---|---|---|---|
| PG 52-28 | 52 | -28 | مناخاً معتدلاً | طرق ريفية |
| PG 58-22 | 58 | -22 | مناطق متقلبة | شبكات رئيسية |
| PG 64-22 | 64 | -22 | مرور كثيف | طرق حضرية، مطارات |
| PG 70-22 | 70 | -22 | حار جداً | رصف الشاحنات الثقيلة |
| PG 76-28 | 76 | -28 | بيئة قاسية | الجسور، صناعي |
| PG 82-22 | 82 | -22 | مرور بطيء | بوابات رسوم، موانئ |
الخصائص الفنية لنظام PG
| الميزة | الوحدة | المتطلبات النموذجية |
|---|---|---|
| نقطة الوميض | °C | > 230 |
| اللزوجة عند 135°C | cP | >1000 |
| G*/sinδ عند 25°C | kPa | >1.00 (أصلي) / >2.20 (بعد RTFO) |
| اختبار Fraass (درجة الانكسار البارد) | °C | -12 إلى -28 |
| التشقّق المرن عند -15°C | % الانفعال | >1.0 |
عوامل تؤثر عند اختيار درجة PG
- المناخ: حرارة الهواء، الإشعاع الشمسي
- الحرارة على السطح: القصوى والدنيا
- حجم المرور: مرتفع/متوسط/منخفض
- السرعة: سريعة/بطيئة/ثابتة مثل مواقف
- هيكل الرصف: قوي أو ضعيف
- التحمّل الميكانيكي (Stress & Strain)
كيفية تحديد و تعديل درجة PG
- تحديد الدرجة الأساسية حسب المنطقة والمناخ.
- ضبط حسب حركة المرور: سرعة/عدد المركبات/وقوف.
- الأمثلة النموذجية:
- PG 58-22 – ضبط لـ Toll Road → PG 64-22
- للـ Toll Booth (حركة كثيفة وبطيئة) → PG 70-22
- لمناطق الانتظار الطويل مثل Rest Area → PG 76-22
ملخص المقارنة بين PG وأنظمة أخرى
| نقاط ضعف أنظمة الاختراق/اللزوجة | كيف يعالجها PG |
|---|---|
| قائمة ولكن غير مرتبطة بالظروف الواقعية | PG مبني على الأداء الميداني القابل للقياس |
| لا يشمل درجات حرارة متعددة | اختبارات عند درجات عليا ومنخفضة مختارة للموقع |
| لا يشمل الشيخوخة طويلة الأمد | RTFO وPAV لتقييم الشيخوخة |
| لاک يشمل بيتومين معدل | صالح لكلا النوعين المعدل وغير المعدل |
الاستنتاج
نظام PG (Performance Grade) هو الأكثر دقة في تحديد بيتومين عالي الجودة مناسب للظروف الفعلية. يسمح باختيار درجة بناءً على المناخ، الظروف المرورية، هيكل الطريق، والشيخوخة، ما يؤدي إلى طبقات أسفلتية متينة تدوم لفترات أطول وتتحمل العوامل البيئية والمتحركة بشكل أفضل.