نظراً لتعدد مصادر الركام المستخدم في رصف الطرق واختلاف أنواعه وبالتالي خواصه و أدائه وحتى يمكن تعريف نوع الركام المستخدم وتحديد خواصه ومواصفاته فقد وضعت العديد من الاختبارات والتجارب العملية التي تجرى على عينات من الركام و يمكن بواسطة النتائج المتحصل عليها الحكم على جودة الركام وصلاحيته للاستخدام في الغرض المطلوب. وسنقدم في هذا الجزء عرضا مختصرا لبعض الاختبارات والتجارب القياسية المعمول بها في هذا المجال.

1- اختبار التهشيم Crushing test :

يجرى هذا الاختبار لقياس مدى مقاومة الركام المستعمل في طبقات الرصف للتهشيم الناتج عن الأحمال المطبقة فوق سطح الرصف. يبين الشكل 1 المعدات المستخدمة في هذا الاختبار. وهي إضافة إلى آلة الضغط ، اسطوانة حديدية قطرها الداخلي (152 مم) مع قاعدة ومكبس بقطر (150 مم)، وتوجد اسطوانة قياس بقطر (115 مم) و ارتفاع (180مم) ومدك ومجموعة مناخل قياسية عينة الركام المستخدمة في هذا الاختبار محصورة بين المنخل (12.5مم) و (10مم). وتبدأ التجربة

شكل 1 اختبار التهشيم للركام

بملئ اسطوانة القياس بالركام على ثلاث طبقات متساوية تدمك كل طبقة بدقها 25 مرة باستعمال قضيب حديدي خاص (المدك) ، ثم يحدد وزن العينة .(W1) تفرغ بعدها في اسطوانة الاختبار على ثلاث طبقات متساوية أيضا وتدمك بنفس الكيفية السابقة.

يتم بعد ذلك وضع المكبس فوق العينة ملامس لسطح الركام وتبدأ عملية التحميل بمعدل ثابت (4 طن / دقيقة ) حتى الوصول إلى أقصى حمل وهو 40 طن. بعد ذلك تفرغ عينة الركام و تمرر خلال المنخل 2.36 مم و يحدد وزن الركام المار (W2) وبذلك يمكن حساب قيمة التهشيم للركام كالأتي:

قيمة تهشيم الركام : (w2/w1)  * 100

حيث :

W1 = وزن العينة الاصلي .

W2 = وزن الركام المار من المنخل 2.36 مم .

وتحدد المواصفات قيمة التهشيم بما لا يزيد عن 30% بالنسبة للركام المستخدم في الطبقات السطحية و 45% للركام المستخدم في طبقات الأساس و الأساس المساعد.

2- اختبار الصدم Impact Test :

يجرى هذا الاختبار للتعرف على مدى مقاومة الركام لقوة الصدم والتي تعبر عن الأحمال الديناميكية التي قد يتعرض لها الرصف بسبب مرور عجلات المركبات أو بسبب التوقف المفاجئ على سطح الطريق. ويتمثل الاختبار في تعريض عينة مختارة من الركام لعدد من الصدمات المتتالية بواسطة مطرقة قياسية تسقط بشكل حر من ارتفاع محدد ثم تحسب نسبة المادة المفقودة من حبيبات الركام إلى الكمية الأصلية للحصول على قيمة الصدم.

يبين الشكل 2 رسم تخطيط لمعدات الاختبار وتتكون من اسطوانة

شكل 2 اختبار الصدم للركام

معدنية قطرها الداخلي 102مم و عمقها 50 مم مثبتة فوق قاعدة معدنية توضع داخل إطار التحميل و الذي تنزلق عليه مطرقة معدنية يتراوح وزنها بين 1350 جم و جم يمكن إن تسقط بشكل حر من ارتفاع يبلغ 380 هم من فوق سطح العينة كما تتضمن المعدات وعاء قياس أسطواني و قضيب دمك معدني و بعض المناخل القياسية عينة الركام المستخدمة في هذا الاختبار يجب أن تكون محصورة بين حجم 12.5مم و 10مم. يتم إعداد العينة بدمكها داخل وعاء القياس على ثلاث طبقات و ذلك بدق كل طبقة 25 مرة بقضيب الدمك و يحدد وزن العينة و ليكن  (W₁) .

تنقل بعدها العينة إلى اسطوانة الاختبار وتوضع على ثلاث طبقات أيضا حيث تدمك كل طبقة بنفس الكيفية السابقة يبدأ بعد ذلك الاختبار بتثبيت المطرقة القياسية على الارتفاع المحدد (380 مم) وتركها تسقط على سطح العينة بشكل حر و يتم تكرار ذلك 15 مرة بمعدل سريع وثابت. بانتهاء عملية الصدم يتم إفراغ محتويات اسطوانة الاختبار وإمرار

المادة من المنخل 2.36مم و يحدد الوزن المار (W2) وتحسب قيمة الصدم  Impact Value كما يلي:

قيمة الصدم = (W2/W1)* 100

وبناء على القيمة المتحصل عليها يتم تصنيف الركام وفق الآتي:

ركام عالي القوة            ≤ 10      %

رکام قوي                10 - 20     %

ركام جيد                  20 – 30   %

ركام ضعيف               30 – 45 %

ويسمح باستخدام الركام الذي لا تزيد قيمة الصدم له عن 30% في الطبقات السطحية للرصف أما الركام الضعيف فيمكن استخدامه في الطبقات التحتية فقط و بشرط ألا تزيد قيمة الصدم عن 45%.

اختبار البري  : Abrasio test

يتعرض الركام المستخدم في طبقات الرصف السطحية لعمليات البري والتأكل المستمر بسبب احتكاكه المباشر مع عجلات المركبات المارة على سطح الطريق و بسبب عوامل التعرية الجوية مثل مياه الأمطار وهبوب الرياح المحملة بالرمل ....الخ . لذلك فإن الركام المستخدم في الطبقة السطحية يجب أن يكون مقاوما للبري والتأكل ، أي أن يكون ذا صلادة عالية ولاختبار هذه الخاصية توجد العديد من التجارب تأتي في مقدمتها تجربة لوس أنجلس لاختبار البرى. ويتلخص اختبار لوس أنجلس للبري في تعريض عينة الركام لعمليات البري والتآكل في المعمل عن طريق تدويرها في اسطوانة من الصلب لعدد معين من المرات حيث تتعرض حبيبات الركام للاصطدام ببعضها البعض و بجدار اسطوانة الصلب وكذلك بكرات حديدية صلبة ذات وزن و قطر محدد و بعدد يتناسب و كمية الركام المراد اختباره تتمثل أدوات الاختبار في اسطوانة مجوفة من الصلب بقطر داخلي قدره 700 مم وبطول 500 مم تدور حول محورها الأفقي كما هي مبينة في الشكل 3. و يوجد بداخل الاسطوانة رف معدني بكامل الطول كما تتضمن معدات الاختبار كرات من الصلب بقطر 48 مم تقريبا و يتراوح وزنها بين 390 و 445 جم وبعض المناخل القياسية. ويبدأ الاختبار بتحديد وزن العينة (1W) ويتراوح بين 5 و 10 كجم وكذلك العدد المطلوب من كرات الصلب. ثم توضع عينة الركام و الكرات داخل اسطوانة الاختبار و يتم تدوير الاسطوانة بمعدل ثابت ( 30-33- دورة / دقيقة ) حتى الوصول إلى عدد الدورات المطلوب و الذي يتحدد بناء على نوع وحجم الركام المراد اختباره و يتراوح بين 500 و 1000 دورة عند اكتمال عدد الدورات المطلوبة يتم تفريغ محتويات الاسطوانة و إمرارها خلال المنخل 1.70 مم ويجرى وزن الركام المار و ليكن ( W2 ) .

ويتم تحديد قيمة البري لعينة الركام من العلاقة:

قيمة البرى :  (W2 /W1) * 100

وعادة تحدد المواصفات قيمة البري المسموح بها للركام على النحو التالي:

الطبقة السطحية                             ≤      30 %

طبقة الأساس و الأساس المساعد       ≥       50%

شكل 3 اختبار لوس انجلس للبري

4- اختبار المتانة Soundness Test :

اختبار المتانة هو مقياس لخاصية الديمومة أو المعايشة للركام، وذلك المعرفة مدى تأثره بتغير الظروف المناخية ويجرى هذا الاختبار وفق الخطوات التالية:

أ- إعداد عينة الركام و تنظيفها و تجفيفها و تحديد التدرج الحبيبي لها  .

ب- غمر العينة في محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المنجنيز لمدة تتراوح بين 16 و 18 ساعة.

ج- تجفيف العينة في فرن درجة حرارته 105 - 110 م.

د- تكرار عمليات الغمر و التجفيف الخطوتين (2 ، 3 ) عدة مرات وذلك اعتماداً على طبيعة الظروف المناخية بالمنطقة و أيضا على نوع المحلول المستخدم في عملية الغمر وفي العادة يتراوح عدد هذه الدورات ما بين 5 و 10 دورات .

هـ - يتم فحص عينة الركام بالنظر وباستخدام المجهر و ذلك للتعرف على أية شقوق أو تفتت يكون قد حدث لجزيئات الركام .

و- إجراء عملية التحليل المنخلي لعينة الركام بعد الاختبار و تحديد التدرج الحبيبي لها و مقارنته بالتدرج الأصلي.

ز- وزن العينة بعد الاختبار وتحديد الفقد في الوزن .

يعبر عن نتيجة اختبار المتانة بتحديد نسبة الفقد في الوزن. وتنص مواصفات الركام المستخدم في أعمال الرصف ألا تزيد هذه النسبة عن 12% عند استخدام محلول كبريتات الصوديوم و 18% في حالة محلول كبريتات المنجنيز.