پایان نامه راه و ترابری:امکان سنجی فنی – اقتصادی کاربرد روسازی های ماندگار در ایران

دانلود متن کامل پایان نامه درجه کارشناسی ارشد رشته عمران – راه و ترابری

با عنوان:امکان سنجی فنی – اقتصادی کاربرد روسازی های ماندگار در ایران

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

تأسیس 1307

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

دانشکده مهندسی عمران

پایان نامه کارشناسی ارشد

عمران – راه و ترابری

امکان سنجی فنی – اقتصادی کاربرد روسازی های ماندگار در ایران

استاد راهنما :

جناب آقای دکتر منصور فخری

آبان ماه

90

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

2-1)مقدمه  نظریه روسازی ماندگار یا روسازی های با عمر بالا موضوع جدیدی نیست. در واقع روسازی های تمام آسفالتی (full-depth ) ویا deep-strength از سال 1960میلادی ساخته شده اند. این نام روسازی ماندگار است که جدید است، نه مفهوم آن. بیش از 35 مقطع از روسازی های موجود در آمریکا از سال 2001 تا کنون از روسازی ماندگار استفاده کرده اند که شامل جاده ها، خیابان ها، بزرگراه ها و باند فرودگاه ها می باشد که کمترین نگهداری را بدون بازسازی کامل نیاز دارد. از ویژگی های این نوع روسازی ها، مقاومت خستگی بالای آنها است. یکی از راهکارهای افزایش مقاومت خستگی، شناخت بهتر پارامترهای تاثیر گذار بر عملکرد خستگی مخلوط های آسفالتی است.روسازی ماندگار فواید ایمنی و هموار بودن آسفالت را با پروسه پیشرفته طراحی روسازی چند لایه ای و نگهداری روزمره ترکیب می کند به طوری که عمر مفید جاده به نیم قرن یا بیشتر برسد. روسازی طراحی شده و ساخته شده مطابق با مفهوم روسازی ماندگار برای همیشه باقی خواهد ماند.یکی از فواید مهم این روسازی ها این است که ضخامت کلی این روسازی کمتر از ضخامت روسازی های با اساس دانه ای است. به علاوه پتانسیل وقوع ترک خستگی (fatigue cracking) کاهش یافته و خرابی های روسازی به لایه بالایی سازه محدود می شود.تلاشهای اخیر در انتخاب مواد، طراحی مخلوط، آزمایش های عملکردی و طراحی روسازی روشی را پیشنهاد می کند که از سازه های روسازی آسفالتی، عملکردهایی با عمر بالا بدست می آورد ( بیشتر از 50 سال ) تا زمانی که رویه روسازی به صورت دوره ای جایگزین شود.2-2) اصول روسازی ماندگاریک روسازی ماندگار یک جاده بادوام، صاف، ایمن و با عمر بالا فراهم می کند بدون خرج زیاد ، صرف زمان و منحرف کردن ترافیک برای بازسازی یا تعمیرات بزرگ . یکی از راههای افزایش عملکرد سازه روسازی ، افزایش عمر مفید سازه ای روسازی است. با استفاده از مفهوم روسازیهای ماندگار، عمر روسازی های آسفالتی بیشتر می شود وبنابراین ظرفیت سازه ای آن نیز بالا می رود. همان طوری که در شکل2-1 نشان داده شده هر یک از لایه های رویه ، میانی و لایه اساس باید دارای خواص زیر باشند:لایه رویه: مقاومت شیار شدگی(rut resistant)، نفوذ ناپذیری(impermeable) و مقاومت در برابر سایش (wear resistant)لایه میانی: مقاومت شیار شدگی (rut resistant ) و دوام(durable)لایه اساس: مقاومت خستگی (fatigue resistant) و دوام durable))شکل2-1) مدلی از مقطع عرضی روسازی ماندگار [2]روش طراحی روسازی های ماندگار یا با عمر بالا به استراتژی متفاوتی از کارهایی که معمولاً در گذشته انجام می شد، نیاز دارد. طراحی مکانیستیک-تجربی باید بر روابط بین مشاهدات عملکردی روسازی ، مقیاسی از ترافیک موجود، بعضی شاخص های عمده در کیفیت مصالح مانند ضرایب سازه ای و ضخامت لایه ها تکیه کند. در یک سطح از کیفیت مصالح، ضخامت روسازی با افزایش ترافیک، افزایش می یابد. اگرچه این نکته وجود دارد که روسازی با ضخامت بیشتر، برای بارهای سنگین مورد انتظار مناسب است و هرضخامت روسازی اضافی در مقطع عرضی روکش های معمولی، هزینه های غیر ضروری به همراه دارد. از دیدگاه اقتصادی غیر معقول است که از منابع برگشت ناپذیر استفاده بیش از حد شود.[2] 2-3) فواید روسازی ماندگار از زبان متخصصین و اعضای انجمنهای آسفالت در دنیاNew comb می گوید: یکی از فواید روسازی ماندگار هزینه چرخه عمر پایین تر آن است. روسازی ماندگار هزینه چرخه عمر پایین تری نسبت به روسازی های آسفالتی معمولی یا روسازی های بتنی دارد. [16]Mark Buncher ، رئیس انجمن مهندسی در انستیتو آسفالت، در این زمینه می گوید: «ساخت روسازی ماندگار ممکن است مختصراً هزینه اولیه بالاتری در برابر یک روسازی انعطاف پذیر معمولی داشته باشد، اما هنوز هزینه اولیه پایین تری نسبت به ساخت روسازی بتنی (PCC) دارد. بدون بازسازی سیستم روسازی و تنها تعویض دوره ای رویه راه، یک روسازی ماندگار در مقایسه با روسازی بتنی ارزش خالص کنونی پایین تری در آنالیز چرخه عمر دارد. »[16]علاوه بر این، تعمیرات رویه مخلوط آسفالتی گرم سریعتر از هر گزینه ای است. طبق گزارشات Huddleston : « شما می توانید تنها در یک پروژه شبانه آسفالت را کنده و جایگزین کنید. در مقایسه، بازسازی اساس می تواند سالها طول بکشد. نظریه طراحی روسازی برای 20 سال و سپس نوسازی آن به طور کامل یک نظریه است که از عمر مفید آن استفاده نمی کند. ما یک تکنولوژی برای انجام بهترین کار داریم. »[16]در انجمن روسازی آسفالتی ایلی نویز (IAPA) ، Marvin Traylor ، رئیس تحقیق و مهندسی بسیار علاقه مند به روسازی ماندگار است. وی می گوید:« فواید روسازی ماندگار این است که می توان از بالا از آن مراقبت کرد . شما وصله های عمقی ندارید و مانعی ندارید که برای چندین هفته ترافیک را مختل کند. شما هرگز نباید خطوط مسیر را در ساعات ازدحام قطع کنید. شما می توانید رویه را در شب خارج کنید و یک سطح جدید روی آن قرار دهید و دوباره آن مسیر را باز کنید. دیگر در مناطق شهری برای بازسازی مسیر تنگراه های ترسناک را نداریم. ترافیک را منحرف نمی کنید و هزینه های شما کاهش می یابد زیرا شما به آسانی 2 اینچ را بر می دارید و 2 اینچ رویه روی آن قرار می دهید.» [16]در ایلی نویز، Traylor گزارش می دهد که: یک نیروی کار از انجمن حمل و نقل و انجمن روسازی آسفالتی ایلی نویز با یکدیگر کار می کنند تا یک پروسه طراحی روسازی آسفالتی با عمر بالا را توسعه دهند. کمیته خصوصیات و مقطع عرضی را برای روسازی آسفالتی مخلوط گرم با عمر بالا را ارائه داده و صنعتی در ایلی نویز داوطلب قرارداد شده تا تکنولوژی وتوانایی اش را برای این کار ثابت کند. [16]Traylor می گوید: استفاده از روسازی ماندگار برای ترمیم روسازی های بتنی قدیمی بسیار مناسب می باشد. او می گوید بیشتر درآمد DOT در ایلی نویز برای بازسازی و ترمیم خرج می شود نه برای روسازی جدید. با نظریه روسازی ماندگار نه تنها نیاز به ساخت جدید نیست، بلکه نیاز به بازسازی را نیز محدود می کند، زیرا روسازی بتنی را خرد کرده و به عنوان اساس سنگدانه ای استفاده می کند و روسازی تمام آسفالت را روی آن قرار می دهد. شما با یک مخلوط قوی در پایین شروع می کنید، سنگدانه های مناسب برای جلوگیری ازعریان شدگی را انتخاب می کنید و بالای آن یک SMA قرار می دهید. [16]2-4) فواید روسازی ماندگار فواید این روسازی ها به صورت خلاصه آورده شده است. [1]
  • طول عمر بالا که به بیش از 50 سال نیز می رسد
  • مقاومت بسیار بالا در برابر شیارشدگی
  • کنترل ترک خستگی به علت ضخامت زیاد
  • محدود کردن تغییر شکل تنها در لایه بالایی روسازی
  • هزینه چرخه عمر پایین تر نسبت به سایر روسازی های موجود
  • عدم نیاز به بازسازی کامل و ترمیم های با هزینه بالا به علت عملکرد خوب
  • عدم وقوع خرابی در لایه های میانی و اساس آسفالتی در صورت ساخت صحیح
  • نیاز به رویه مجدد در بازه های چندین ساله زمانی مثلا 20 ساله
  • عدم وجود وصله های عمقی یا سایر مرمت هایی که برای چندین هفته ترافیک را مختل می کند
  • نیاز به بستن مسیرها برای ترمیم نیست و می توان روکش مجدد را در شب یا در ساعات غیر اوج نیز انجام داد تا برای وسایل نقلیه عبوری مشکل ایجاد نشده و مسیرهای اطراف نیز دچار ترافیک شدید نشود.
  • روشی مناسب برای روسازیهای بتنی که نیاز به بازسازی دارد.
وقتی روسازی های بتنی به پایان عمر مفیدشان می رسند، آنها باید تحت بازسازی های گران و زمانبر قرار گرفته و یا به طور کامل خارج شده و دوباره بازسازی شوند. این فرایندها منابع طبیعی گرانبها را تلف می کند و به علاوه حمل و نقل عمومی را دچار ناسازگاری می کند.استفاده از روسازی ماندگار در این مورد یک پروسه جایگزینی است که Rubblization نامیده می شود. وقتی روسازی بتنی در محل ترک می خورد، خرد می شود و به عنوان اساس روسازی جدید استفاده می شود.علاوه بر فواید زیست محیطی، صرفه جویی مالی نیز مهم است. پروسه Rubblization خیلی سریعتر از گزینه خارج و جایگزین کردن است. همچنین می توان ترافیک را از یک خط بدون نیاز به منحرف کردن ترافیک به یک مسیر دیگر عبور داد.
  • یک سطح رانندگی ایمن و صاف فراهم می کند.
جاده ی آسفالتی صاف تماس مناسب تر چرخ وسایل نقلیه با جاده را خواهد داشت که امنیت بیشتری برای وسیله نقلیه خواهد داشت. یکی از انواع رویه آسفالتی به عنوان سنگدانه های اصطکاکی با دانه بندی باز شناخته می شود که اجازه می دهد آب باران از لایه رویه زهکشی شود و از اطراف خارج شود.
  • کاهش صدا در جاده در هنگام عبور وسایل نقلیه
مطالعات نشان می دهد که خصوصیات کاهش صدای آسفالت برای سالهای زیادی باقی می ماند . کاهش صدا از 3 تا 10 dB رایج است . کاهش صدا حدود 3dB مثل این است که مسافت دو برابر را طی کند یا ترافیک تا حدود 50 درصد کاهش یابد.
  • به علت تکنیکهای بازیافتی سازگار با محیط است.
  • تکنولوژی و دانش ساخت آن اثبات شده است.
  • همواری و حفظ منابع طبیعی وسوخت
مطالعات در یک آزمایش روسازی در Nevada نشان می دهد که رانندگی در سطوح صافتر می تواند مصرف سوخت را حدود 5/4 تا 5 درصد کاهش دهد. همچنین به دلیل عدم نیاز به ساخت دوباره در استفاده از مصالح نیز صرفه جویی می شود.وقتی کامیونها روی سطوح ناهموار رانندگی می کنند، پرش چرخها و سنگینی وارده تاثیرات بدی بر روسازی دارد. بعضی متخصصین تخمین می زنند که 25 درصد افزایش در همواری راه،   9 تا 10 درصد افزایش عمر روسازی را نتیجه می دهد.  2-5)روش مکانیستیک- تجربیاکثر پروسه های طراحی روسازی، هر لایه روسازی را برای توصیف خصوصیات مربوط به خستگی، شیارشدگی و ترک های حرارتی آن لایه در نظر نمی گیرند. از آنجایی که هر لایه نقش مربوط به خود را درعملکرد روسازی بازی می کند، روشی جدید برای طراحی سازه ای نیاز است که هر لایه روسازی را برای انواع خرابی های ذکر شده آنالیزکند، که روش مکانیستیک-تجربی این کار را انجام می دهد. این روش برای روسازی آسفالتی از سال 1960 آغاز شد و در سال های 1980تا1990به پیشرفت های وسیعتری رسید.طراحی مکانیستیک برای روسازی همانند سایر طراحی های مهندسی است که برای پل ها، سدها و ساختمان ها استفاده می شود. اصول فیزیکی برای تعیین عکس العمل روسازی بر اثر بارگذاری استفاده می شود و با دانستن نقاط بحرانی در سازه روسازی، می توان سازه ای مقاوم را در برابر انواع مشخص گسیختگی یا خرابی با انتخاب صحیح مصالح وضخامت مناسب لایه ها، طراحی نمود . [16]روش مکانیستیک - تجربی بر اساس دو پارامتر اندازه گیری می شود:1 - کرنش فشاری قائم2 - کرنش کششی افقیروش مکانیستیک - تجربی روش کاملی است و دو خرابی عمده و مهم را در نظر می گیرد.1 – ترک های خستگی در لایه آسفالتی2 –شیار شدگی ( Rutting )شکل 2-2) علت وقوع ترک خستگی و شیارشدگی [16]روش بهتر برای طراحی روسازی ماندگار، روش مکانیستیک تجربی است. این روش از آنالیز های مهندسی منطقی عکس العمل های روسازی مانند تنش ها و تغییر مکان ها در زمینه عمر مورد انتظار روسازی استفاده می کند.در شکل زیر یک فلوچارت طراحی با استفاده از روش مکانیستیک - تجربی نشان داده شده است. این یک روش تکرار پذیر است که از پاسخ های روسازی، تنشها، کرنشها و خیز ها استفاده می شود تا تعداد تکرار مجاز بارها تا گسیختگی سازه (Nf) تخمین زده شود و موقعیت بارگذاری و خصوصیات مصالح بدست آید. [25]شکل 2-3) فلوچارت طراحی با استفاده از روش مکانستیک تجربی [25]تعداد واقعی بارهای ترافیکی مورد انتظار (n) بر Nf تقسیم شده و درجه خرابی (D) تعریف می شود. نقطه ای که درجه خرابی به یک برسد گسیختگی رخ می دهد. این روش توسط Miner(1959) برای توصیف گسیختگی فلزات تعریف شده بود. در بسیاری موارد، مهندسین گسیختگی روسازی را زمانی در نظر می گیرند که مسیر عبور چرخها تا 20 درصد دچار ترک خستگی شده باشد یا 5/0 اینچ شیارشدگی داشته باشد. (Von Quintus, 2001).با وجود روشهای طراحی روسازی M-E، راهنمای طراحی روسازی M-E جدید (MEPDG) کاملتر بوده، توجه بیشتر به مصالح مناسب و خصوصیات پاسخ مصالح نشان می دهد (Timmand priest,2006). در طراحی روسازی ماندگار، محدودیت های کرنشی وجود دارد که در کمتر از آن مقدار خرابی اتفاق نمی افتد ، این مفهوم در شکل زیر نشان داده شده است.شکل 2-4) فلوچارت طراحی جدید در روش مکانستیک تجربی [25]بیشتر مهندسین روسازی در آمریکا، روسازی های ماندگار با عمر طراحی سازه ای 50 سال را در نظر می گیرند. زمانی که یکپارچگی سازه ای روسازی در طول عمر روسازی حفظ شود، روکش های دوره ای معمولاً هر 20 سال نیاز است اجرا شود تا اصطکاک را افزایش داده، صدای جاده را کاهش دهد و ترکهای سطحی را از بین ببرد .(Newcomb et al. 2001)زمانی که اهمیت طراحی صحیح برای روسازی با عمر بالا تشخیص داده شود، می توان دریافت که عمر طراحی تابع نیازهای طراحی، خصوصیات مصالح، تجهیزات ساخت، ضخامت لایه ها، فعالیت های نگهداری مسیر و معیارهای خرابی است. Ferne (2006)، به تفصیل می گوید "روسازی با عمر بالای طراحی، روسازی با طراحی و ساخت بسیار خوب می باشد که می تواند تا بی نهایت بدون خرابی سازه ای عمل کند و بنابراین از المانهایی که می تواند آن را فراهم کند نمی توان چشم پوشی کرد و نگهداری های مناسب باید انجام شود" عملکرد روسازی تابع طراحی آن است. ترافیک، آب و هوا، سابگرید و پارامترهای روسازی، مصالح روسازی، ساخت و سطوح نگهداری، همه تعیین می کنند که روسازی چگونه در طول عمرش عمل خواهد کرد.روسازی های ماندگار شامل، فراهم کردن سختی کافی در لایه های روسازی بالاتر برای محدود کردن شیارشدگی وضخامت کل روسازی مناسب و انعطاف پذیری در لایه های پایین تر برای مواجهه با ترک خستگی در سازه روسازی می باشد.تحقیقات نشان می دهد که مکانیسم روسازی را می توان با تشخیص تنش ها، کرنش ها و تغییر مکان ها در نقطه ای از روسازی بطوریکه از شروع شیارشدگی و خستگی در سازه روسازی جلوگیری کند، تشخیص داد. این آستانه ها، محدود کننده پاسخ های روسازی هستند.(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)تعداد صفحه :146
قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

1 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.