بخشی از مقاله
خلاصه
روسازیهای آسفالتی در طول عمر خود دچار خرابیهای متعددی میشوند که در این میان شیار شدگی و ترکخوردگی از مهمترین این خرابیها محسوب میشوند.به همین دلیل ادارات حملونقل کشورها و شهرهای مختلف پس از گذشت چند سال اقدام به روکش نمودن روسازی موجود میکنند.ترکهای لایهی موجود پس از مدتی در سطح روکش پدیدار میشوند که به این ترکها، ترکهای انعکاسی میگویند. راهکارهای مختلفی برای کاهش ترکهای انعکاسی در روسازی وجود دارد که یکی از آنها استفاده از میان لایهی ژئوسینتتیکی میباشد. این میان لایه در نشریه 234 سازمان برنامهوبودجه بهعنوان یکی از راهکارهای اصلی کاهش ترکهای انعکاسی معرفی شده است.در این مقاله سعی شده است عملکرد این میان لایه از ابتدای پیدایش تا کنون مورد بررسی قرار گیرد و مشکلات و نواقص اجرای این نوع میان لایه که باعث گسیختگی آن میگردد مورد ارزیابی قرار میگیرد. همچنین این نوع میان لایه ها ازنظر اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفتند . هرچند اکثر قریب به اتفاق محققین نشان دادند که استفاده از این میان لایهها به کاهش ترک انعکاسی کمک میکند اما باید سعی گردد که اجرای این میان لایه به درستی انجام شود تا از بروز جدایی و گسیختگی بین میان لایه و لایهی آسفالتی جلوگیری گردد.
کلمات کلیدی: میان لایهی ژئوسینتتیک، میان لایهی جاذب تنش، روسازی آسفالتی، ترک انعکاسی
مقدمه
امروزه استفاده از روسازی انعطافپذیر در بسیاری از کشورهای دنیا مرسوم میباشد. تلاش روزافزون بشر در راستای افزایش جادههای آسفالتشده و باکیفیت محققان را بر این داشته است که با ارائهیفنّاوریهای جدید کیفیت استفاده از روسازی را ارتقاء دهند. با توجه سرمایهگذاری عظیم ادارهها و سازمانهای راهداری کشورهای مختلف در خصوص ترمیم و نگهداری روسازیهای از پیش ساخته شده نیاز است تا به این بخش توجه ویژه گردد. بازسازی روسازی یکی از معضلاتی است که کشورهای توسعهیافته یا درحالتوسعه با آن روبرو هستند. همواره با گذشت عمر روسازی عواملی مختلفی باعث دومین کنفرانس بین المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در عمران، معماری و مدیریت شهری ایجاد خرابی در سطح و سازهی روسازی میگردند که ازجملهی مهمترین آنها میتوان به ترکخوردگی و شیارشدگی1 در سطح روسازی اشاره نمود. یکی از انواع خرابی، ترکخوردگی است که میتواند از نوع ترکهای خستگی2 و یا ترکهای حرارتی 3 باشد. ترک خستگی به نوعی از گسیختگی اطلاق میشود که روسازی در اثر بارگذاریهای متوالی و پراکنده در تنشی که کمتر از مقاومت کششی مصالح است گسیخته شود .[1]
روش رایجی که برای بازسازی روسازی به کار میرود استفاده از یک لایهی روکش4 است. محققان تحقیقات خود را بر روی افزایش عمر آسفالت و استفاده از روشهای مختلف از جمله روکش نمودن روسازیهای قدیمیتر معطوف کردهاندمعمولاً. سازمانها و اداراتی که مسئولیت نگهداری راهها را دارند پس از گذشت چند سال از عمر روسازی، با استفاده از روکش کردن مجدد سطح جاده، اقدام به از بین بردن تغییر شکلهای ماندگار و پر نمودن سطح ترکها میکنند. کلیولند5 و رابرتز نشان دادند که برای روسازی انعطافپذیر و روسازی ترکیبی ایجاد روکش نازکی با آسفالت HMA به ضخامت 25 تا 50 میلیمتر مؤثرترین روش بازسازی آسفالت است .[2] ایجاد روکش مانع از نفوذ آب از طریق ترک به لایههای زیرین روسازی میگردد که این عمل باعث افزایش عمر و ظرفیت باربری سازه میشود. همچنین ایجاد آن باعث کاهش ناهمواری، افزایش مقاومت لغزشی و رساندن کیفیت سواری به سطح مطلوب میشود.
بازسازی روسازی خراب توسط روکش یکی از روشهای کوتاهمدت میباشد زیرا ترکها پس از مدتی بر روی روکش پدیدار میشوند. ترک انعکاسی6 ترکی است که به دلیل گسترش ترکهای لایهی زیرین به لایهی روکش ایجاد میگردد. این ترکها یکی از مشکلات اصلی روکشهای آسفالتی میباشد که سالانه باعث هدر رفت مقدار زیادی پول و سرمایه میشود. ترکهای انعکاسیمعمولاً از زیر لایهی روکش شروع شده و ادامه پیدا میکند تا به روی سطح لایه برسند.
دلایل ایجاد ترک انعکاسی
ورواک7 نشان داد که ترکها در صورت وجود بار ترافیکی و حرارتی شروع به گسترش میکنند. جابجایی در درزها و ترکها باعث ایجاد تنش در لایهی بالایی میشود. از طرفی تغییرات دما باعث ایجاد جابجایی افقی در دال میشود که معمولاً منجر به ایجاد تنش برشی و تنش کششی در لایهی روکش میشود .[3] دلایل مختلفی بهعنوان عوامل مؤثر در ایجاد ترک انعکاسی عنوانشدهاند. پالاسیوس8 بیان کرده است که ترکهای زیرین براثر جابجایی عمودی ناشی از بارگذاری ترافیکی گسترش مییابد. از عوامل دیگری که در این جابجایی تأثیرگذارند ذوب و یخزدگی لایههای زیرین، نشست خاک بستر و جابجایی افقی لایههای بالایی به علت تغییرات آبوهوایی میباشند .[4] ون کینتس9 سه علت را برای ایجاد ترک انعکاسی بیان نموده است. علت اصلی جابجایی افقی، انقباض و انبساط لایه اساس براثر تغییرات آبوهوایی است. علت بعدی تغییرات و جابجایی عمودی در محل ترک عرضی در دالها است که میتواند منجر به ترک برشی شود و علت آخر پیچش دال بتنی در هنگامیکه هوا سرد و روکش آسفالتی سخت و شکننده است میباشد .[5] ترکخوردگی در سطح روکش براثر جابجایی روسازی و بار ترافیکی عبوری از روی روسازی ایجاد میگردد. تمرکز تنش در قسمت ترک باعث دومین کنفرانس بین المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در عمران، معماری و مدیریت شهری شروع و پیش روی ترک در لایهی روکش خواهد شد .[6] همچنین به گفتهی مالیک1 ترکهایی که براثر گسیختگی در لایهی زیرین روسازی به سطح روکش انتقال پیدا میکنند ترک انعکاسی نام دارند.[7]
شکل -1 گسترش ترک از لایه ی قبلی به روکش و ایجاد ترک انعکاسی
این ترکها ناشی از جابجایی لایهی زیرین براثر تنشهای ترافیکی و یا حرارتی و گسترش این ترکها بر روی روکش است .[2] برخی از محققین ایجاد ترک در موقعیت و جهتی که ترکهای قبلی وجود داشتهاند را ترک انعکاسی تامیده اند [8] همچنین به گسترش ترکها از لایهی قدیمی به لایهی روکش ترک انعکاسی گفته شده است .[10 ,9] گسترش ترک شامل مراحلی است که براثر آنها ترک موجود در درزها و گسیختگیهای لایهی زیرین مسیر خود را بهسوی سطح لایهی روکش پیدا میکنند .[11] سرعت گسترش ترک به تغییرات آبوهوایی و عوامل ترافیکی بستگی دارد. اندازهگیری و آزمایشهای مختلفی توسط محققین مختلف بر روی به تعویق انداختن بروز ترک انعکاسی انجام شده است و ترکخوردگی توسط روشهای متفاوتی محدود شده است. این روشها شامل افزایش ضخامت لایهی روکش، اصلاح مخلوط آسفالتی، آسفالت تقویتشده، استفاده از لایهی جاذب تنش و کرنش2 و لایهی مسلح کننده میباشد. القادی3 در سال 2008 نشان داد که لایه میانی میتواند شامل ژئوسینتتیک 4، ژئوکامپوزیت5، توری مسلح کنندهی فولادی، آسفالت گرم اصلاحشده میباشد که به منظور کاهش ترکهای انعکاسی به کار گرفته میشود .[12] البته به علت نبود درک لازم از مکانیزم و علل بروز ترک انعکاسی، تأثیر روشهای فوق بهطور کامل بررسی نشدهاند. این علل ناشی از وجود عوامل تأثیرگذار مختلف و گوناگون بر روی ترک انعکاسی میباشد .[13] روشهای مختلفی به منظور جلوگیری از گسترش ترکهای زیرین به لایههای بالایی و شکلگیری ترکهای انعکاسی وجود دارد. این روشها شامل خرد کردن و شکاندن، بریدن و درزگیری کردن، لایهی ماسهای ضد ترک و میان لایهها است.
سیستمهای میان لایه که اخراًی مورد استفاده قرارگرفتهاند شامل میان لایهی جاذب تنش، پارچهها و گریدها و کامپوزیتها میباشد. استفاده از میان لایههای جاذب تنش که دارای ضخامت و انعطاف پذیری زیاد باشند میتواند باعث
