Bituminous Mix Design कैसे किया जाता है? | Stability & Mix Design Explained in Hindi

Bituminous Mix Design सड़क निर्माण की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जिसमें bitumen और aggregates को उचित अनुपात में मिलाकर एक ऐसा मिश्रण (mix) तैयार किया जाता है जो strength, durability और stability के सभी मानकों को पूरा करे।

इस डिजाइन का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि सड़क लंबे समय तक traffic load, temperature variations और environmental conditions को सह सके बिना किसी deformation या cracking के।

Bituminous Mix Design की परिभाषा (Definition)

“Bituminous Mix Design वह प्रक्रिया है जिसमें aggregates, filler और bitumen के optimum proportion को निर्धारित किया जाता है ताकि pavement में अधिकतम stability, strength और flexibility प्राप्त की जा सके।”

Bituminous Mix Design के उद्देश्य (Objectives)

• Optimum Bitumen Content (OBC) निर्धारित करना।
• Mix की stability और durability बढ़ाना।
• Voids और air content को control करना।
• Temperature variations के प्रभाव को कम करना।
• Aggregate interlocking और bonding strength में सुधार।

Bituminous Mix Design के प्रकार (Types of Mix Design Methods)

• Marshall Method (Most commonly used in India)
• Hveem Method
• Superpave Method

Marshall Method of Bituminous Mix Design (IRC: SP: 53-2010)

भारत में Marshall Mix Design method सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इसमें cylindrical specimen तैयार करके stability और flow values मापी जाती हैं।

Marshall Test Apparatus

• Marshall Stability Testing Machine
• Compaction Hammer (4.54 kg, 457 mm height)
• Water Bath (60°C)
• Balance (0.1 g accuracy)
• Thermometer and Measuring Devices

Mix Design में उपयोग की जाने वाली सामग्रियाँ (Materials Used)

• Aggregates: Crushed stone, gravel, or sand (well graded)
• Bitumen: 60/70 or 80/100 grade penetration bitumen
• Filler: Cement, fly ash, or stone dust

Marshall Mix Design Procedure (Step-by-Step Process)

1. Sample Preparation: Aggregates को oven में heat करके bitumen से mix किया जाता है (bitumen temperature ≈ 150°C)।
2. Specimen Formation: Marshall mold में sample डालकर 75 blows प्रति face से compact किया जाता है।
3. Curing: Prepared specimen को 24 घंटे room temperature पर रखा जाता है।
4. Testing: Sample को 60°C water bath में 30-40 मिनट तक रखकर Marshall testing machine में test किया जाता है।
5. Data Analysis: Stability, flow value, air voids, VMA (Voids in Mineral Aggregate), और VFB (Voids Filled with Bitumen) calculate किए जाते हैं।

Important Parameters in Mix Design

Parameter	Symbol	Ideal Range
Stability	S	≥ 9 kN (for heavy traffic)
Flow Value	F	2–4 mm
Air Voids	Va	3–5%
Voids in Mineral Aggregate	VMA	13–15%
Voids Filled with Bitumen	VFB	65–75%

Graphical Analysis (Marshall Curves)

Bitumen content के विभिन्न मानों (4%, 4.5%, 5%, 5.5%, 6%) पर stability, flow, air voids, VMA और VFB की values लेकर graphs plot किए जाते हैं।

इन graphs से intersection point से Optimum Bitumen Content (OBC) निर्धारित किया जाता है।

Optimum Bitumen Content (OBC) निर्धारण के मानदंड

• Maximum stability प्राप्त हो।
• Flow value permissible range में हो।
• Air voids 3–5% के बीच हों।
• VMA और VFB recommended range में हों।

Marshall Stability Formula

Marshall Stability = Maximum load at failure / Area of specimen

Stability value जितनी अधिक होगी, mix उतना ही मजबूत और deformation resistant होगा।

Bituminous Mix Design को प्रभावित करने वाले कारक (Factors Affecting Mix Design)

• Aggregate gradation
• Bitumen grade और viscosity
• Compaction level
• Mix temperature
• Traffic loading conditions

Bituminous Mix Design के लाभ (Advantages)

• High load carrying capacity।
• Durable and waterproof surface।
• Good fatigue and rutting resistance।
• Economical and easy maintenance।

Conclusion

Bituminous Mix Design सड़क निर्माण की गुणवत्ता और durability सुनिश्चित करने की प्रक्रिया है। सही proportion में bitumen और aggregates का चयन सड़क को मजबूत, स्थायी और सुरक्षित बनाता है। Marshall Method सबसे विश्वसनीय और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला तरीका है जो design को scientific और practical दोनों दृष्टिकोण से संतुलित बनाता है।