بخشی از مقاله
بهسازي محور شاهرود - سبزوار با استفاده از بازيافت سرد
چکيده :
خرابيهاي محور شاهرود- سبزوار ناشي از اختلاف شديد درجه حرارت در منطقـه همچنـين ضـعف باربري روسازي , منجر به افت شديد سطح سرويس دهي جاده شده بود و بنابراين اصلاح اين محور را در دستور کار قرار داد. بهسازي به روش بازيافت سرد با کف قير و دوغاب سـيمان در ۱۵ کيلـومتر از ايـن مـسير در دسـت بررسي و اقدام قرار گرفت که نهايتا با توجه به نتايج حاصل از تحقيقـات آزمايـشگاهي گـسترده در طول راه و طرح روسازي لازم جهت تحمل ترافيک جديد, روشهاي زير جهـت بهـسازي انتخـاب گرديد:
• به جهت عدم تراکم کافي بستر, درصد رطوبت بالا, وجود ريزدانه هاي زياد در لايه هـاي اسـاس و زيراساس و در نتيجه عدم زهکش بودن و عدم تراکم کافي اين لايه ها در ۶ کيلومتر اول مـسير , اقدام به تراش آسفالت بهمراه اساس موجود و تثبيت لايه زيراساس با آهک گرديـد. پـس از آن بـا تثبيت اساس کم مقاومت موجود و خرده آسفالت هاي حاصل از آسفالت تراشي با استفاده از کف قير و دوغاب سيمان لايه اساس جديدي با مشخصات مناسب بدست آمد.
• در ادامه مسير با توجه به شرايط مناسب بستر, اقدام به بازيافت آسفالت و اساس موجـود بـه روش سرد و درجا با کف قير و دوغاب سيمان و توليد يک لايه اساس تثبيتي گرديد.
در هر دو روش فوق دولايه روکش آسفالت گرم بر روي لايه هاي تثبيت شده اجرا شد.
با انجام آزمايش CBR بر روي نمونه ها قبـل و بعـد از تثبيـت بـا آهـک, افـزايش مقاومـت قابـل ملاحظه اي در لايه زيراساس مشاهده شدکه با توجه بـه وجـود درصـد زيـاد ريزدانـه در ايـن لايـه افزايش مقاومت آن بدون استفاده از افزودنيهاي فعالي هماننـد آهـک ممکـن نبـود. طـرح اخـتلاط آزمايشگاهي لايه تثبيتي با کف قير و دوغاب سيمان با استفاده از آزمايشات کشش غير مـستقيم در حالت خشک و اشباع و نيز آزمايش مارشال بدست آمد و نتـايج حاصـل از انجـام ايـن آزمايـشات نشان دهنده مقاومت بالاي اين لايه جديد تثبيتي بود.
از محاسن به کار گيري روشهاي فوق , مي توان به بهره گيري کامل مجدد مـصالح فرسـوده و غيـر قابل استفاده در روسازي جديد , اصلاح رژيـم ترکهـا و خرابيهـاي زيـرين و نهايتـا افـزايش ۲۵% ميزان باربري روسازي جديد اشاره نمود.
کليد واژه ها: بهسازي - تثبيت - بازيافت - آهک- کف قي - کشش غير مستقيم .
۱- مقدمه
مسير شاهرود- سبزوار راه اصلي ارتباطي دو شهر اصلي از استانهاي سمنان و خراسان مي باشد (شکل ١) آب و هواي کويري منطقه ,وجود تابستانهاي بسيار گرم , زمستانهاي بسيار سرد و اختلاف شديد درجه حرارت در شبانه روز عامل بوجود آمدن ترکهاي حرارتي در سطح آسفالت مي باشد. از طرفي ، ضعف باربري روسازي موجود در برابر بار ترافيکي و افت و خيزهاي شديد ناشي از آن در طول و عرض راه ، عدم وجود شيب عرضي مناسب ، وجود ريزدانه هاي زياد در لايه هاي بيس و ساب بيس و در نتيجه عدم زهکش بودن و نيز عدم تراکم کافي اين لايه ها همگي عوامل بوجود آمدن سطحي بسيار نامطلوب در تمام جاده و کاهش چشمگير سطح سرويس دهي اين جاده بوده تا جاييکه بهسازي اين مسير در دستور کار قرار گرفت .
روش در نظر گرفته شده جهت بهسازي ۱۵ کيلومتر از مسيراستفاده از بازيافت سرد بود که با توجه به افزايش بار ترافيکي محور نياز به ارتقاي سطح سرويس دهي جاده نيز بود. جهت انتخاب روش بهسازي و بدست آوردن طرح روسازي اقدام به بررسيهاي آزمايشگاهي در طول مسير گرديد.
نتايج بدست آمده نشان داد که با توجه به شرايط متغير لايه زيراساس نياز به تقسيم قطعه ۱۵ مؤسسه قير و آسفالت ايران کيلومتري به دو بخش ۶ و ۹ کيلومتري بوده و براي هر کدام روش جداگانه اي جهت بهسازي انتخاب گرديد. انجام عمليات تثبيت و بازيافت سرد با استفاده از پودر آهک، کف قير و دوغاب سيمان و با استفاده از دستگاه مخلوط کن دوار WR شرکت ويرتگن انجام شد.
شکل ۱: موقعيت محور شاهرود- سبزوار
۲- بررسي وضعيت موجود
خرابيهاي محور را مي توان به شرح زير خلاصه نمود:
• وجود ترکهاي پوست سوسماري ناشي از ضعف باربري جاده تقريبا به ميزان ۱۰۰% در کل
۱۵ کيلومتر بخصوص در قسمت کندروي جاده (شکل ۲)
• افت و خيز در هر دو طرف محور به ميزان ۱ الي ۵ سانتيمتر در مسير عبور چرخ هاي وسايط نقليه که اين مشکل در ۶ کيلومتر اول بسيار چشمگيرتر بود (شکل ۳)
• عدم وجود شيب عرضي مناسب (۲%) که باعث تجمع زياد آب در سطح آسفالت مي شد.
• ترکهاي حرارتي ناشي از اختلاف درجه حرارت در شبانه روز.
• تورم يا افت شانه ها.
شکل ۲: نمونه هايي از خرابي محور شاهرود- سبزوار قبل از انجام عمليات بهسازي
افت و خيز سطح
شکل ۳: افت و خيزهاي موجود محور شاهرود- سبزوار قبل از انجام عمليات بهسازي
۳- بررسي وضعيت لايه هاي روسازي
پس از انجام نمونه گيري و بررسيهاي آزمايشگاهي مشکلات زير در هرکدام از لايه ها مشاهده
شد:
۳-۱- لايه اساس
۱. کمبود تراکم لايه (بين ۹۳ الي ۹۸%)،(شکل ۴)
۲. پايين بودن ارزش ماسه اي (در حدود ۲۰ که طبق نشريه ۱۰۱ بايد حداقل ۴۰ باشد)، (شکل ۵)
۳. پايين بودن توان باربري (سي بي آر:۲۰ الي ۴۰)
۴. وجود ريزدانه زياد در لايه که باعث عدم زهکش بودن لايه ي اساس شده بود.
۳-۲- لايه زيراساس
۱. عدم تراکم کافي لايه به خصوص در ۶ کيلومتر اول (بين ۹۱ الي ۹۵%) و در بقيه نقاط در حدود ۹۵%،(شکل ۴)
۲. پايين بودن ارزش ماسه اي (در حدود ۲۰ که طبق نشريه ۱۰۱ بايد حداقل ۳۰ باشد)، (شکل ۵)
۳. وجود ريزدانه زياد در لايه که باعث عدم زهکش بودن لايه شده است .
وضعيت تراکم لايه ها
شکل ۴: وضعيت تراکم لايه هاي اساس و زيراساس قبل از انجام عمليات بهسازي
شکل ۵: ارزش ماسه اي لايه هاي اساس و زيراساس قبل از انجام عمليات بهسازي
۴- انتخاب روش بهسازي
با توجه به وضعيت نامطلوب روسازي موجود (مقطع در شکل ۶) و همچنين نياز به ارتقاي سطح سرويس دهي جاده موجود و با در نظرگرفتن افزايش ترافيک عبوري در سال هاي آتي ، بهسازي مسير با استفاده از بازيافت سرد انتخاب گرديد. با توجه به وضعيت بسيار نامطلوب لايه اساس جهت جلوگيري از انتقال خرابيهاي اين لايه به سطح آسفالت ،تثبيت اين لايه بهمراه آسفالت رويه به ضخامت کلي ۲۵ سانتيمتر توسط تيم کارشناسي ،ضروري تشخيص داده شد.
۴-۱- بخش اول مسير
با بررسي وضعيت زيراساس موجود و تراکم بسيار پايين آن در ۶ کيلومتر اول (کمتر از ۹۵%) جهت جلوگيري از نشست هاي آتي تصميم به تراش لايه آسفالت و اصلاح لايه زيراساس با اقدام به تثبيت اين لايه با آهک به عمق ۲۵ سانتيمتر گرديد. پس از آن مجددا مصالح اساس و آسفالت تراشيده شده بر روي سطح پخش گرديد و با کف قير و سيمان تثبيت شد که نتيجه آن توليد لايه اساس با مقاومت بسيار مناسب بود. نهايتا اقدام به اجراي روکش آسفالت به ضخامت کلي ۱۰ سانتيمتر گرديد (شکل ۷).
